射頻／微波電路中的薄膜無(wú)源器件

射頻／微波電路中的薄膜無(wú)源器件就在不久之前，大多數(shù)微波電容器還都基于多層陶瓷燒制技術(shù)。在生產(chǎn)過(guò)程中，多層高導(dǎo)電性的金屬合金電極層和低損耗的陶瓷絕緣層穿插排列，從而得到所需要的電容值。然后，將合成的疊層進(jìn)展高溫?zé)疲瑢⑵錈Y(jié)成單片構(gòu)造。這一工藝目前仍舊很好地滿(mǎn)足大容量射頻電容器以及大功率電容器的需要。不過(guò)，多層陶瓷工藝可能會(huì)導(dǎo)致不同批次產(chǎn)品以及同一批次不同產(chǎn)品之間的某些參數(shù)消滅差異，而這些參數(shù)對(duì)射頻設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)是格外重要的，如Q值、ESR，絕緣電阻的變化以及電容值在整個(gè)指定的容差范圍內(nèi)的變化。盡管在很多應(yīng)用場(chǎng)合中，這些參數(shù)變化并不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，目前在薄膜元件生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)突破為，設(shè)計(jì)人員供給了生產(chǎn)高頻微波元件的一種替代方案。生產(chǎn)半導(dǎo)體所使用的薄膜技術(shù)也可以同樣用于生產(chǎn)具有嚴(yán)格的電氣和物理特性的薄膜無(wú)源元件。線寬尺寸和絕緣層厚度可分別到達(dá)1um10nm以下：電氣性能優(yōu)勢(shì)也可以得到進(jìn)一步優(yōu)化。由于承受了高真空電極沉積工藝，EsR值極其穩(wěn)定。而通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝(CVD)K值的絕緣層使得QEsR值都格外穩(wěn)定。在很寬的頻率范圍內(nèi)阻抗值具有穩(wěn)定性和可推測(cè)性。平面柵格陣列(LGA)封裝工藝使其能夠降低寄生參數(shù)。薄膜元件的這些性能優(yōu)勢(shì)會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。通常，對(duì)于實(shí)現(xiàn)某一特定電路功能，可以削減所需的元件數(shù)量。通過(guò)削減所用的元件數(shù)量，不但會(huì)減此外，由于元件的電氣性能更加穩(wěn)定，損耗更低，應(yīng)用此元件的產(chǎn)品的整體電氣性能也會(huì)得到提升。實(shí)例：帶阻濾波器帶阻濾波器就是薄膜元件的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用。帶阻濾波器的電路設(shè)計(jì)是阻擋特定射頻頻譜的信號(hào)通過(guò)而允許其他信號(hào)無(wú)衰減通過(guò)。它也常被稱(chēng)為陷波濾波器、帶止濾波器或頻帶抑制濾波器。帶阻濾波器常用于功率放大器和天線前面的匹配電路之間。以一個(gè)典型應(yīng)用為例。簡(jiǎn)單的、掩蓋范圍廣的多帶無(wú)線電接收器常會(huì)意外產(chǎn)生差頻和諧波，窄帶陷波濾波器就用于衰減這些差頻和諧波。由于薄膜近乎完善的特性，使用一個(gè)高品質(zhì)薄膜電容器就可以替換掉雙T形設(shè)計(jì)中6個(gè)元件。薄膜電容器(1所示)1個(gè)諧振點(diǎn)，由于這種器件使用單絕緣層設(shè)計(jì)封裝成多層陶瓷電容器(MLcc)2S21前向傳輸損耗特性曲線。MLcc3顯示了薄膜電容器性能的穩(wěn)定性對(duì)電極和氧化層厚度的影響，以及其質(zhì)量對(duì)絕緣層K值的影響。我們必需生疏到薄膜電容器用作帶阻濾波器是具有局限性的。由于薄膜電容器通常只能供給小電容值，所以它們局限于頻率相對(duì)較高的帶阻濾波器設(shè)計(jì)。假設(shè)涉及到低頻設(shè)計(jì)，必需承受其他的濾波器方法，通常是使用高Q值的多層射頻電容器。薄膜電感(盡管它們無(wú)法到達(dá)一樣的Q值)IR、蒸汽相法和波工藝也很便利對(duì)其進(jìn)展處理。此外，薄膜電感在這些處理過(guò)程中以及搬運(yùn)和強(qiáng)震驚環(huán)境中都能夠保持電感值不變。盡管它們不能像空氣芯電感那樣在電路中進(jìn)展調(diào)諧，但是一旦確定了實(shí)現(xiàn)肯定電路功能所需要的準(zhǔn)確電感值，就可以使用薄膜電感來(lái)替代空氣芯電感(假定Q值能夠滿(mǎn)足需要)。ESR和損耗顯著降低，這得益干線0402封0.05nH穩(wěn)定的金屬化工藝使得薄膜電感具備了較高的載流力量：不同產(chǎn)品之間載1000mA。薄膜電感可用于寬帶放大器的頻率補(bǔ)償。以前使用的是電阻／電感組合。同薄膜電容器的狀況一樣，使用薄膜電感器可以削減電路中使用的元件數(shù)量，從而減小成品尺寸、降低重量、簡(jiǎn)扮裝配、降低本錢(qián)并提高牢靠性。如同薄膜電容器一樣，薄膜電感器只能供給較小的電感值，所以應(yīng)用上是存在限制的。也就是說(shuō)，薄膜電感器可以為設(shè)計(jì)人員在極高頻率處供給一個(gè)很好的解決方案。一個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用實(shí)例是頻率高達(dá)數(shù)吉赫的振蕩器。在高頻處，使用線繞電感是不現(xiàn)實(shí)的，由于目前生產(chǎn)電感值如此之小的線繞電感的技術(shù)尚不具備。PCB電路板蛇形走線的線路設(shè)計(jì)來(lái)獲得低電感值的電