CN117913758A - 用于射频传输的防静电保护电路 - Google Patents

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蓝桂骝
陈声寰
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Abstract

一种用于射频传输的防静电保护电路，适用于连接一射频传输线，并包含一讯号连接端及一静电保护模块，该讯号连接端设置于该射频传输线中，该静电保护模块包括一静电保护元件及一电感元件，该静电保护元件具有PN接面结构，该静电保护元件与该电感元件的一端与该讯号连接端电连接，该静电保护元件与该电感元件的另一端接地，该静电保护元件与该电感元件为阻抗匹配或滤波功能元件之一，借此避免防静电保护电路产生等效电容，以进一步维持电路中射频讯号的增益。

Description

用于射频传输的防静电保护电路
技术领域
本发明是有关于一种防静电保护电路，尤其是一种用于单晶微波集成电路(MMIC)中的射频传输的防静电保护电路。
背景技术
传统的防静电保护电路主要是以PN接面来达成静电放电(ElectrostaticDischarge，ESD)的破坏，能够有效避免静态漏电流，并具有静电的放电路径，请参阅图1，为中国台湾专利I766656，说明一种静电放电保护电路，一数据线111与一接地线112的一端分别为一连接端121及一连接端122，该连接端121及该连接端122用于连接一电子元件(如USB的传输端口)，该数据线111与该接地线112的另一端分别为一连接端131及一连接端132，该连接端131及该连接端132用于连接另一电子元件(如IC的传输接脚)，该数据线111上设置一串联保护电路141，该连接端121及该连接端122之间设置一PN接面电子元件151，当设备正常工作时，该串联保护电路141的状态为短路，该PN接面电子元件151的状态为开路(断路或具有很大的电阻值)，能使该连接端121的数据传输至该连接端131，当发生静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)的事件时，该PN接面电子元件151的状态会改变成导通状态，其电阻值大幅降低以使静电放电电流导往该接地线112，并且该串联保护电路141的状态改变成断路，用于保护连接USB的设备，或是IC被静电放电所破坏。
虽然已知技术提供了一种ESD保护电路，但是使用PN接面形成的ESD保护电路要能有较佳的静电保护，其PN接面的面积要足够大，才能于导通状态时导流足够的静电放电电流，但是当PN接面的面积增大时就会于断路状态时造成电容效应，除此之外，传统的ESD保护电路只有考虑电荷的充放电，并不会考虑射频(RF)路径上的阻抗匹配。
于单晶微波集成电路(MMIC)中，由于电路中所传输的射频(RF)讯号对于电路中所产生电容很敏感，会造成RF衰减的状况，故传输射频讯号的路径上所设置PN接面的防静电电路结构的等效电容不能太大，如果PN接面的等效电容越大时，影响射频讯号的特性也就越大，此效应也随着射频讯号的频率越高而影响越大，例如会造成增益(Gain)的降低越多。
因此，如何于提供基本的静电放电而不会让传输的讯号产生过多的衰减，是相关技术人员亟需努力的目标。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是在提供一种用于射频传输的防静电保护电路，适用于连接一射频传输线，主要的目的是避免该射频传输线中的射频讯号产生衰减。
该用于射频传输的防静电保护电路包括一讯号连接端及一静电保护模块。
该讯号连接端设置于该射频传输线中。
该静电保护模块包括一静电保护元件及一电感元件，该静电保护元件具有PN接面结构，该静电保护元件与该电感元件的一端与该讯号连接端电连接，该静电保护元件与该电感元件的另一端接地，该静电保护元件与该电感元件用于阻抗匹配或滤波的其中之一。
本发明的又一技术手段，是在于上述的该静电保护元件与该电感元件为并联关系。
本发明的另一技术手段，是在于上述的用于射频传输的防静电保护电路，更包含一直流隔离电容，该直流隔离电容与该电感元件为串联关系，该直流隔离电容及该电感元件与该静电保护元件形成并联关系。
本发明的再一技术手段，是在于上述的该静电保护元件与该电感元件为串联关系。
本发明的又一技术手段，是在于上述的用于射频传输的防静电保护电路，更包含一直流隔离电容，该静电保护元件及该电感元件与该直流隔离电容为并联关系。
本发明的有益功效在于，该静电保护模块能够有效提供静电放电时的电路保护，该电感元件的电感值能够匹配该静电保护元件的等效电容值，可使该射频传输线中的射频讯号保持，用于维持射频讯号的增益(Gain)。
附图说明
图1是一电路图，为中国台湾专利I766656，说明一种静电放电保护电路；
图2是一电路图，为本发明一种用于射频传输的防静电保护电路的一第一较佳实施例；
图3是一电路图，为本发明一种用于射频传输的防静电保护电路的一第二较佳实施例；
图4是一电路图，为本发明一种用于射频传输的防静电保护电路的一第三较佳实施例；
图5是一电路图，为本发明一种用于射频传输的防静电保护电路的一第四较佳实施例。
附图中的符号说明：
111 数据线；
112 接地线；
121 连接端；
122 连接端；
131 连接端；
132 连接端；
141 串联保护电路；
151 PN接面电子元件；
31 射频传输线；
32 讯号连接端；
33 静电保护模块；
331 静电保护元件；
332 电感元件；
34 直流隔离电容。
具体实施方式
有关本发明的相关申请专利特色与技术内容，在以下配合参考图式的四个较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。在进行详细说明前应注意的是，类似的元件是以相同的编号来做表示。
参阅图2，为本发明一种用于射频传输的防静电保护电路的一第一较佳实施例，该用于射频传输的防静电保护电路适用于连接一射频传输线31，其中，该射频传输线31主要的目的是传输射频(Radio frequency，RF)讯号，射频又称调频、无线射频、高周波，为在3kHz至300GHz这个范围内的振荡频率，这个频率相当于无线电波的频率，因此，该射频传输线31主要是天线连接至集成电路(integrated circuit，IC)的传输线，实际实施时，该射频传输线31可以是集成电路中的传输线结构，或是集成电路连接至其他电子零件或电子设备的导线，不应以此为限。
该用于射频传输的防静电保护电路包含一讯号连接端32，及一静电保护模块33，该讯号连接端32设置于该射频传输线31中，较佳地，该射频传输线31是设置于电路板(图式未示出)上，该讯号连接端32为设置于该电路板上并位于该射频传输线31上的一个节点(如焊点，或是分流节点)，再借由电路连接至其他的电子元件。
该静电保护模块33包括一静电保护元件331，及一电感元件332，其中，该静电保护元件331具有PN接面结构，是一种二极管结构，该静电保护元件331与该电感元件332的一端与该讯号连接端32电连接，所述电连接可以是直接电性接触，也可以是通过其他电子元件间接传输电子讯号而达成的连接，该静电保护元件331与该电感元件332的另一端接地，所述接地可以是直接接地，也可以是间接接地，该静电保护元件331与该电感元件332用于阻抗匹配、滤波的其中之一，能于该射频传输线31正常传输射频讯号时能够保持射频讯号传输的增益，并且提供射频路径上的静电防护，可以使用小面积的防静电PN接面结构，达成不影响射频特性又能有很好的防静电效果。
于该第一较佳实施例中，该静电保护元件331与该电感元件332为并联关系，该静电保护元件331与该电感元件332顶端直接电连接该讯号连接端32，该静电保护元件331与该电感元件332底端接地，其中，该静电保护元件331为单晶微波集成电路(MMIC)中的数个P型半导体及数个N型半导体所形成的PN接面结构，又称为双向击穿二极管，也称为瞬态电压抑制二极管(TVS)，该电感元件332为单晶微波集成电路(MMIC)中的线圈结构，由于在集成电路中设置半导体元件结构，及设置线圈结构已为已知技术，于此不再一一赘述，实际实施时，该静电保护元件331及该电感元件332也可以是设置于该单晶微波集成电路(MMIC)外侧的实体元件，不应以此为限。
请参阅图3，为本发明一种用于射频传输的防静电保护电路的一第二较佳实施例，该第二较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同，相同之处于此不再详述，不同之处在于，该用于射频传输的防静电保护电路更包括一直流隔离电容34，该直流隔离电容34与该讯号连接端32电连接，该直流隔离电容34先与该电感元件332为串联关系，该直流隔离电容34及该电感元件332再与该静电保护元件331形成并联关系，其中，该静电保护元件331与该电感元件332顶端电连接该讯号连接端32，该电感元件332底端与该直流隔离电容34顶端电连接，该静电保护元件331与该直流隔离电容34底端接地，实际实施时，该直流隔离电容34与该电感元件332的设置位置可以互换，不应以此为限。
请参阅图4，为本发明一种用于射频传输的防静电保护电路的一第三较佳实施例，该第三较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同，相同之处于此不再详述，不同之处在于，该静电保护元件331与该电感元件332为串联关系，较佳地，是以该讯号连接端32、该静电保护元件331及该电感元件332作为串连的顺序，实际实施时，该静电保护元件331及该电感元件332可以互换位置，不应以此为限。
请参阅图5，为本发明一种用于射频传输的防静电保护电路的一第四较佳实施例，该第四较佳实施例与该第三较佳实施例大致相同，相同之处于此不再详述，不同之处在于，该用于射频传输的防静电保护电路更包括一直流隔离电容34，该直流隔离电容34与该讯号连接端32电连接，该直流隔离电容34与该静电保护模块33为并联关系。
值得一提的是，由于电感接地时会造成静态漏电流，所以传统的静电防护电路不会使用电感，但是本发明是针对传输射频讯号的射频传输线31进行静电防护，因此可以利用电感的特性作为该静电保护元件331的阻抗匹配元件或是滤波元件，当射频讯号在该射频传输线31中不会由该电感元件332产生静态漏电流，当该射频传输线31发生静电放电事件时，可以立即将静电放电电流导往接地。
综上所述，该用于射频传输的防静电保护电路具有阻抗匹配特性或是滤波特性，不会影响射频讯号于该射频传输线31传输时的增益(Gain)，当该射频传输线31正常传输射频讯号时不会产生静态漏电流，当该射频传输线31发生静电放电时，该静电保护元件331可以快速将静电电流导往接地，确实能够保护电路来达成射频路径上的静电防护，并且使用小面积的防静电PN接面结构，达成不影响射频讯号特性又能有很好的防静电效果，故确实可以达成本发明的目的。
以上所述，仅为本发明的四个较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (5)

1.一种用于射频传输的防静电保护电路，适用于连接一射频传输线，其特征在于，包含：
一讯号连接端，设置于该射频传输线中；及
一静电保护模块，包括一静电保护元件及一电感元件，该静电保护元件具有PN接面结构，该静电保护元件与该电感元件的一端与该讯号连接端电连接，该静电保护元件与该电感元件的另一端接地，该静电保护元件与该电感元件用于阻抗匹配、滤波的其中之一。
2.根据权利要求1所述的用于射频传输的防静电保护电路，其特征在于，该静电保护元件与该电感元件为并联关系。
3.根据权利要求1所述的用于射频传输的防静电保护电路，其特征在于，更包含一直流隔离电容，该直流隔离电容与该电感元件为串联关系，该直流隔离电容及该电感元件与该静电保护元件形成并联关系。
4.根据权利要求1所述的用于射频传输的防静电保护电路，其特征在于，该静电保护元件与该电感元件为串联关系。
5.根据权利要求4所述的用于射频传输的防静电保护电路，其特征在于，更包含一直流隔离电容，该静电保护元件及该电感元件与该直流隔离电容为并联关系。
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