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射频及微波电路中的薄膜无源器材

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  就在不久之前,大多数微波电容器还都基于多层陶瓷烧制技术。在生产过程中,多层高导电性的金属合金电极层和低损

射频及微波电路中的薄膜无源器材

  就在不久之前,大多数微波电容器还都根据多层陶瓷烧制技能。在出产过程中,多层高导电性的金属合金电极层和低损耗的陶瓷绝缘层交织摆放,然后得到所需求的电容值。然后,将组成的叠层进行高温烧制,将其烧结成单片结构。这一工艺现在依然很好地满意大容量射频电容器以及大功率电容器的需求。


  不过,多层陶瓷工艺可能会导致不同批次产品以及同一批次不同产品之间的某些参数呈现差异,而这些参数对射频规划人员来说是非常重要的,如Q值、ESR,绝缘电阻的改变以及电容值在整个指定的容差规模内的改变。虽然在许多运用场合中,这些参数改变并不会发生负面影响,现在在薄膜元件出产领域的技能打破为,规划人员供给了出产高频微波元件的一种代替计划。


  出产半导体所运用的薄膜技能也能够相同用于出产具有严厉的电气和物理特性的薄膜无源元件。线宽尺度和绝缘层厚度可别离到达1μm和10nm以下。


  严厉的线宽尺度带来了严厉的参数容差(电感值和电容值),此外,其他几项电气功用优势也能够得到进一步优化。由于采用了高真空电极堆积工艺,不同批次产品之间以及同一批次不同产品之间的ESR值极端安稳。而经过化学气相堆积工艺(CVD)得到的超纯洁、低K值的绝缘层使得Q值和ESR值都非常安稳。在很宽的频率规模内阻抗值具有安稳性和可猜测性。平面栅格阵列(LGA)封装工艺使其能够下降寄生参数。


  薄膜元件的这些功用优势会对规划发生影响。一般,关于完成某一特定电路功用,能够削减所需的元件数量。经过削减所用的元件数量,不光会减小规划尺度,还会节约拼装时刻和下降拼装费用,一起进步产品的可靠性。此外,由于元件的电气功用愈加安稳,损耗更低,运用此元件的产品的全体电气功用也会得到提高。


  实例:带阻滤波器


  带阻滤波器便是薄膜元件的一个实践运用。带阻滤波器的电路规划是阻挠特定射频频谱的信号经过而答应其他信号无衰减经过。它也常被称为陷波滤波器、带止滤波器或频带按捺滤波器。带阻滤波器常用于功率放大器和天线前面的匹配电路之间。


  以一个典型运用为例。杂乱的、掩盖规模广的多带无线电接收器常会意外发生差频和谐波,窄带陷波滤波器就用于衰减这些差频和谐波。由于薄膜近乎完美的特性,运用一个高品质薄膜电容器就能够替换掉双T形规划中所运用的6个元件。


  薄膜电容器(如图1所示)还具有一项前面没有提及的功用优势:它的呼应只要1个谐振点,由于这种器材运用单绝缘层规划封装成多层陶瓷电容器(MLCC)。图2显现了这种薄膜电容器的部分S21前向传输损耗特性曲线。


薄膜电容器的结构


图1 薄膜电容器的结构


S21前向传输损耗特性曲线


图2 S21前向传输损耗特性曲线


  制造厂商选用薄膜电容器元件,不光能够获得单层电容器优胜的电气功用,还能够尽享MLCC类型元件运用的便当之处。图3显现了薄膜电容器功用的安稳性对电极和氧化层厚度的影响,以及其质量对绝缘层K值的影响。


与MLCC比较


图3 与MLCC比较,薄膜电容器的频率呼应具有优异的可重复性

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