CN206865424U

CN206865424U - 一种ipd无反射低通滤波器

Info

Publication number: CN206865424U
Application number: CN201720673862.XU
Authority: CN
Inventors: 李小珍; 代传相; 王茂郢; 刘永红; 邢孟江
Original assignee: Yunnan Lei Xun Technology Co Ltd
Current assignee: Yunnan Lei Xun Technology Co Ltd
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2018-01-09
Anticipated expiration: 2027-06-12

Abstract

本实用新型涉及一种IPD无反射低通滤波器，包括金属导体层、设在所述金属导体层上方的第一硅介质层、设在所述第一硅介质层上方的第二硅介质层、设在所述第二硅介质层上方的电路结构层、设在所述电路结构层上方的硅氧化层及与电路结构层连通的电阻，其中所述电路结构层包括彼此互相导通的输入端、输出端、第一接地端、第二接地端及第三接地端，所述电路结构层上连接有第一电感、第二电感及第三电感，所述硅氧化层包括第一电容、第二电容及第三电容，所述电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻，本实用新型的IPD无反射低通滤波器具有高性价比、小尺寸、温度稳定性好带外无反射，性能高，适合批量生产。

Description

一种IPD无反射低通滤波器

技术领域

本实用新型涉电子技术领域，涉及一种低通通滤波器，具体涉及一种IPD无反射低通滤波器。

背景技术

传统的低通滤波器设计电路，是通过阻带把不希望通过的信号反射回源。在大部分应用中，这些反射回源的信号会造成诸如互调产物、增益波动等影响***性能的问题。类似混频器这样的非线性器件对带外信号会产生响应，且对传统低通滤波器导致的反射信号高度敏感。设计接近或者满足混频器定义带宽和抑制谐波需求的滤波器，是一项巨大的挑战。

从而射频***工程师通常会利用一些简单粗暴的方法来处理这些影响，比如在敏感器件前后***衰减器或隔离放大器。众所周知，这些方法会降低整个***的信噪比和动态范围。我们可以利用双工器一个端口来实现对阻带反射信号的吸收，但这样的过渡手段对设计电路有较大的空间需求，并且仍然会因为一些反射信号造成阻抗失配。当然我们也可以使用差分式滤波器(两端口进两端口出，并且在输入输出端口上增加90°电桥实现平衡-不平衡转换)来缓解阻带反射信号的影响。但是这种技术使得滤波器的带宽受制于电桥的带宽，这使得这种设计不适合宽带应用。

为了消除滤波器阻带中普遍存在的反射信号，现在基于半导体的高Q(High-Q^TM)硅-铜集成无源器件(IPD)工艺和新型电路拓扑结构，设计一种无反射低通滤波器。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，为了克服上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种IPD技术的低通滤波器，本滤波器采用新型电路拓扑结构设计，并通过IPD高电阻硅平台的工艺实现等效集总电路模型。其中，集总电感采用平面螺旋电感；集总电容采用MIM电容结构；电阻采用82％Ni和18％Cr组成，通过磁控溅射共沉积方法获得精准电阻；这种实现方式吸收频谱阻带部分的信号，而不是将信号反射回源信号；在不需要额外组件下，降低了生成额外的不必要信号，改善***动态范围和节省空间，在许多不同的应用中具有很好的优势。

为了实现上述目的，本实用新型可以通过如下的技术方案来实现：一种IPD无反射低通滤波器，包括金属导体层、设在所述金属导体层上方的第一硅介质层、设在所述第一硅介质层上方的第二硅介质层、设在所述第二硅介质层上方的电路结构层、设在所述电路结构层上方的硅氧化层及与电路结构层连通的电阻，其中所述电路结构层包括彼此互相导通的输入端、输出端、第一接地端、第二接地端及第三接地端，所述电路结构层上连接有第一电感、第二电感及第三电感，所述硅氧化层包括第一电容、第二电容及第三电容，所述电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻。

进一步地：所述电路结构层的输入端连接第一电感，在第一电感和输入端之间连接第一电阻一端，第一电阻另一端连接在第二电感输出端，第一电感的输入端连接第一电容的上极板，第一电容的下极板连接第二电感的输入端，第二电感和第一电容之间连接第三电阻的一端，第二电感输出端连接第一接地端。

进一步地：所述第三电阻和第四电阻相连接，在第三电阻和第四电阻之间连接第三电容上极板，第三电容的下极板连接第二接地端。

进一步地：所述第一电感另一端与输出端连接，在第一电感和输出端之间连接第二电阻一端，第二电阻另一端连接在第三电感输出端，第一电感的输出端连接第二电容的上极板，第二电容的下极板连接第三电感的输入端，第三电感和第二电容之间连接第四电阻一端，第三电感输出端连接第三接地端。

进一步地：所述第一电容、第二电容、第三电容均采取的是平行板电容，通过在平行板之间填充高介电材料提高电容量。

进一步地：所述第一电感、第二电感、第三电感均采取的是平面螺旋结构，利用硅平面刻蚀技术实现。

进一步地：所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻均是由82％Ni和18％Cr组成，通过磁控溅射共沉积方法获得精准电阻。

相较于现有技术，本实用新型的一种IPD技术的低通滤波器至少存在以下优点：本实用新型采用新型电路拓扑结构设计，并通过IPD高电阻硅平台的工艺实现等效集总电路模型。其中，集总电感采用平面螺旋电感；集总电容采用MIM电容结构；电阻采用82％Ni和18％Cr组成，通过磁控溅射共沉积方法获得精准电阻；这种实现方式吸收频谱阻带部分的信号，而不是将信号反射回源信号；在不需要额外组件下，降低了生成额外的不必要信号，改善***动态范围和节省空间，在许多不同的应用中具有很好的优势，吸收频谱阻带部分的信号，而不是将信号反射回源信号；在不需要额外组件下，降低了生成额外的不必要信号，改善***动态范围和节省空间，且本实用新型提供的无反射低通滤波器具有高性价比、小尺寸、温度稳定性好带外无反射等特点，并且可加工成贴片形式，便于与其他微波组件集成，另外，本实用新型是基于IPD工艺，性能高，适合批量生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的封装结构示意图；

图3为本实用新型的仿真结果示意图。

附图标记说明：1、金属导体层；2、第一硅介质层；3、第二硅介质层；4、电路结构层；5、硅氧化层；6、电阻；L1、第一电感；L2、第二电感；L3、第三电感；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1至图2所示，其示出了本实用新型的一种IPD无反射低通滤波器，本实用新型的IPD无反射低通滤波器电路结构包含输入端IN、输出端OUT、第一接地端GND1、第二接地端GND2、第三接地端GND3、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4。

第一电感L1和输入端IN之间连接第一电阻R1一端，第一电阻R1另一端连接在第二电感L2输出端，第一电感L1的输入端连接第一电容C1的上极板，第一电容C1的下极板连接第二电感L2的输入端，第二电感L2和第一电容C1之间连接第三电阻R3一端，第二电感L2输出端连接第一接地端GND1；第一电感L1另一端与输出端OUT连接，在第一电感L1和输出端OUT之间连接第二电阻R2一端，第二电阻R2另一端连接在第三电感L3输出端，第一电感L1的输出端连接第二电容C2的上极板，第二电容C2的下极板连接第三电感L3的输入端，第三电感L3和第二电容C2之间连接第四电阻R4一端，第三电感L3输出端连接第三接地端GND1；第三电阻R3和第四电阻R4相连接，在第三电阻R3和第四电阻R4之间连接第三电容C3上极板，第三电容C3的下极板连接第二接地端GND2。

如图2所示，本实用新型的封装结构为(1.6mm×0.9mm×0.5mm)，该IPD无反射低通滤波器包括金属导体层1、设在所述金属导体层1上方的第一硅介质层2、设在所述第一硅介质层2上方的第二硅介质层3、设在所述第二硅介质层3上方的电路结构层4、设在所述电路结构层4上方的硅氧化层5及与电路结构层4连通的电阻6，其中所述电路结构层4包括彼此互相导通的输入端IN、输出端OUT、第一接地端GND1、第二接地端GND2及第三接地端GND3，所述电路结构层4上连接有第一电感L1、第二电感L2及第三电感L3，所述硅氧化层5包括第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3，所述电阻6包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4。第一电阻R1与第二电阻R2均为500Ω，第三电阻R3与第四电阻R4均为20Ω。

如图3所示，本实用新型无反射低通滤波器截止频率为2.45GHz，通带内***损耗小于1.7dB；DC～30GHz驻波小于15dB；阻带内，在4.5GHz到16GHz范围内抑制大于15dB。DC～30GHz电压驻波比(VSWR)小于1.6。

本实用新型是通过IPD高电阻硅平台的工艺实现的无反射低通滤波器，基于IPD工艺采用了一种新型的滤波器拓扑结构，它吸收频谱阻带部分的信号，而不是将信号反射回源信号；在不需要额外组件下，降低了生成额外的不必要信号，改善***动态范围和节省空间。

本实用新型提供的无反射低通滤波器具有高性价比、小尺寸、温度稳定性好带外无反射等特点，并且可加工成贴片形式，便于与其他微波组件集成，另外，本实用新型是基于IPD工艺，性能高，适合批量生产。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种IPD无反射低通滤波器，其特征在于：包括金属导体层、设在所述金属导体层上方的第一硅介质层、设在所述第一硅介质层上方的第二硅介质层、设在所述第二硅介质层上方的电路结构层、设在所述电路结构层上方的硅氧化层及与电路结构层连通的电阻，其中所述电路结构层包括彼此互相导通的输入端、输出端、第一接地端、第二接地端及第三接地端，所述电路结构层上连接有第一电感、第二电感及第三电感，所述硅氧化层包括第一电容、第二电容及第三电容，所述电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻。

2.如权利要求1所述的一种IPD无反射低通滤波器，其特征在于：所述电路结构层的输入端连接第一电感，在第一电感和输入端之间连接第一电阻一端，第一电阻另一端连接在第二电感输出端，第一电感的输入端连接第一电容的上极板，第一电容的下极板连接第二电感的输入端，第二电感和第一电容之间连接第三电阻的一端，第二电感输出端连接第一接地端。

3.如权利要求2所述的一种IPD无反射低通滤波器，其特征在于：所述第三电阻和第四电阻相连接，在第三电阻和第四电阻之间连接第三电容上极板，第三电容的下极板连接第二接地端。

4.如权利要求3所述的一种IPD无反射低通滤波器，其特征在于：所述第一电感另一端与输出端连接，在第一电感和输出端之间连接第二电阻一端，第二电阻另一端连接在第三电感输出端，第一电感的输出端连接第二电容的上极板，第二电容的下极板连接第三电感的输入端，第三电感和第二电容之间连接第四电阻一端，第三电感输出端连接第三接地端。

5.如权利要求4所述的一种IPD无反射低通滤波器，其特征在于：所述第一电容、第二电容、第三电容均采取的是平行板电容，通过在平行板之间填充高介电材料提高电容量。

6.如权利要求5所述的一种IPD无反射低通滤波器，其特征在于：所述第一电感、第二电感、第三电感均采取的是平面螺旋结构，利用硅平面刻蚀技术实现。

7.如权利要求6所述的一种IPD无反射低通滤波器，其特征在于：所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻均是由82％Ni和18％Cr组成，通过磁控溅射共沉积方法获得精准电阻。