CN1373922A - 用于电路和能量调节的通用多功能公共导电屏蔽结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有导电通道进行能量和EMI调节和保护的分层通用多功能公共导电屏蔽结构(800D),这种结构还具有公共共享的且中心设置的结构的导电通道或电极(809),该结构能够同时地屏蔽并允许在分组的和通电的导电通道电极(805)之间的平滑能量相互作用。当通电时本发明允许所包含的导电通道电极彼此和谐地然而分别以相反相位地或带电的方式运行。

Description

用于电路和能量调节的通用多 功能公共导电屏蔽结构

技术领域

本申请是2000年5月26日申请的共同未决的申请09/579,606的部分继续申请，该申请09/579,606是1999年12月13日申请的共同未决申请No.09/460,218的部分继续申请，该申请No.09/460,218是1998年4月7日申请的现在是美国专利US6,018,448的申请No.09/056,379的继续申请，该申请No.09/056,379是1998年1月19日申请的申请No.09/008,769的部分继续申请，该申请No.09/008,769是1997年4月8日申请的现在是美国专利US 5,909,350的申请No.08/841,940的继续申请。本申请还要求如下申请利益：1999年5月28日申请的美国临时申请No.60/136,451、1999年6月15日申请的美国临时申请No.60/139,182、1999年8月3日申请的美国临时申请No.60/146,987、1999年11月12日申请的美国临时申请No.60/165,035、2000年2月3日申请的美国临时申请No.60/180,101、2000年2月28日申请的美国临时申请No.60/185,320、2000年3月22日申请的美国临时申请No.60/191,196、2000年4月28日申请的美国临时申请No.60/200,327和2000年5月12日申请的美国临时申请No.60/203,863。发明背景

本发明涉及一种带有用于电路或能量调节的导电直通(feedthru)或旁通(bypass)通道的分层的通用多功能公共导电屏蔽结构，这种公共导电屏蔽结构还具有公共共享的且中央设置的导电通道或电极，这种导电通道或电极能够同时地屏蔽并允许在分组的且通电的导电通道电极之间平稳的能量相互作用。当通电时，本发明还允许所包含的导电通道或电极分别以相反的相位或带电的方式彼此协调地运行。当放置在电路中且通电时，本发明还可以提供EMI滤波和冲击保护，同时在电源和能量应用负载之间维持视在相等或均衡的电压输送。本发明还能够同时且有效地提供包括旁通、能量和信号解耦、能量存储和在集成电路门电路的同时转换工作(SSO)状态中的继续平衡等能量调节功能。当本发明在电路内无源运行，能够提供所有这些调节功能而不会使击穿能量寄生返回到该电路系统中。

在过去的十年中电系统经历了较短的产品生命周期。在仅仅2年前所建造的系统对于相同应用的第三或第四代改型来说可以被认为是过时的。因此，内置在这些系统中的无源部件和电路需要尽快更新。然而，无源部件的发展并没有跟上。计算机或其它电子系统的性能通常受到其最低的有源元件的频率工作速度的限制。直到最近，这些元件仍然是控制整个系统的特定功能和计算的微处理器和存储器部件。然而，随着新一代的微处理器、存储器部件以及它们的数据的出现，问题的焦点已经改变了。现在对工业的强大的压力是以降低的单位成本给系统用户提供增加的处理能力和速度。还必须消除在这些环境中所产生的EMI或使其最小化以满足国际辐射和/或敏感度要求。自1980年起，主流微处理器的典型运行频率已经增加了大约240倍，从5MHz(每秒百万个周期)到2000年末的大约1200MHz。现在通过超速RAM结构的开发和应用已经能够与微处理器的频率运行速度匹配。这些突破已经能够支持有源部件的整个系统频率的运行速度超过1GHz的水平。然而，在相同时期，无源部件技术已经没有能够跟上这些新的突破的步伐，仅在组成和性能上形成了逐步的变化。在无源部件设计方面的这些进步和变化主要集中在部件尺寸的减小、分立部件的电极分层上的轻微改进、电介质的发现以及降低单位生产周期时间的器件制造技术或生产率的改进。

在过去，系统工程师通过增加放置在电路中的无源部件的数量已经解决了设计问题。这些解决方案通常包括加入与现有技术的电容器一同使用的电感器和电阻器以执行单独的功能比如滤波、去耦和冲击保护。虽然已经有了能够同时执行一种以上的这些功能的少数几种器件，但是这些器件都是由要求附加的支持部件的无源网络组成。

然而，不容忽视的是在这些无源网络和现有技术的单个无源部件的线性调节能力方面还存在较大的限制。这种限制阻碍了在电子和计算机工业中的技术进步和经济发展并仍然是+GHz速度系统的最后剩余的挑战。对高速系统性能的主要限制集中在构成支持无源部件的物理体系结构的局限上，而这些支持无源部件又有助于发送并调节那些到达以及来自处理器、存储器技术和那些位于特定的电子系统之外的附加的系统的所传播的能量和数据信号。

单个的无源部件通常具有在5和250兆赫兹之间的物理功能线性调节限制。对于大多数部件，在更高的频率下，负载仍然要求将分立无源元件的组合用于“块”元件比如各种L-C-R、L-C和R-C网络以整形或控制输送到该系统负载的能量。然而，在高于200-250兆赫兹的频率下，这些现有技术的分立L-C-R、L-C和R-C网络开始呈现传输线特性甚至微波状特征而不提供这种所设计网络的块电容、电阻或电感。在具有更高的运行频率的微处理器、时钟、功率输送总线以及存储器系统之间的电路以及支持无源元件的电路中，在过去的2-3年中，这种性能差异以电路系统异常或失效的形式出现，并导致该系统失效。

此外，在那些更高的频率下，能量通道通常被分组或配对成一个或多个电互补元件，这个或这些元件在通电的系统内在电磁上和谐且均衡地一起作用。应用现有技术的部件试图线性调节传播能量导致了EMI、RFI和电容和电感寄生形式的干扰电平的增加。这些增加部分是由于在相关的电路中产生或感应出干扰的无源部件的不平衡以及性能缺陷引起的。这就在工业上产生了对无源部件的新的焦点，然而，仅在几年以前，焦点还主要集中在由来自电源的有源部件和比如位于公共基准或接地路径两侧上的电压不平衡、来自功率波动、人类或其它的电磁波发生器的乱真电压瞬时现象等条件所产生的干扰。

在更高的工作速度下，电路通道本身还产生EMI，这便需要对EMI进行屏蔽。沿着电缆、电路板轨道或轨迹以及沿着几乎任何高速传输线或总线通道上都可能产生并传输差模噪声和共模噪声能量。在多个情况下，从这些临界能量导体中发出的能量场用作天线，由此使该问题更加严重。当其它的有源硅部件运行或切换时这些部件产生了其它的EMI干扰。这些问题比如SSO都是电路击穿的众所周知的原因。其它的问题包括自由地耦合到电路中并在较高频率下产生严重干扰的未屏蔽的和寄生的能量。

其它的电路击穿来自瞬时大电压以及由改变地电位所产生的接地回路干扰，这种接地回路干扰能够使精密平衡的计算机或电系统变得无用。已有的波动和EMI保护器件已经不能在单个集成组装件中提供适合的保护。各种分立的和成网的块滤波器、解耦器、冲击抑制器件及其组合以及电路结构都已经由已有技术中的缺陷证明是无效的。

本申请人于2000年4月28日申请的美国专利申请09/561,283和2000年5月26日申请的美国专利申请09/579,606都涉及对分立、多功能的能量调节器的新系列改进。这些多功能能量调节器具有公共共享的、位于中央的导电电极结构，这种电极结构同时与包含在输送能量的导电通道中的通电且成对的导电通道电极相互作用。这些输送能量的导电通道以彼此相反的相位或充电方式运行并通过物理屏蔽彼此间隔开。本申请进一步扩展了这种原理并进一步公开了进一步的和非显而易见的变型实施例的新的宽度，本申请人相信这是电路保护和调节的新式通用系统，这种电路保护和调节的新式通用系统有助于简单且高效地解决并减少在工业上的问题和障碍。本发明的变型还可以应用许多公共领域中已经发现的且被接受的材料及其制造方法。本申请人还相信，即使将来电路的运行频率增加了，本发明和它的变型相对于今天的经济标准是一种成本效率合算的通用、可用的方案并且它具有较长的使用寿命。本申请人还相信，本发明以及所产生的它的变型对于技术的任何接受者将使生产以及后勤不连续性最小。对于技术的任何接受者本发明的变型在生产中应用公共领域中已经发现并接受的材料和其生产方法使生产以及后勤的不连续性最小。与已有技术相比，制造的基础结构被提供有前所未有的制造设备的适应性或生产换代的便易性。

发明概述

基于上文的描述，已经发现需要提供一种带有能量导电通道的多层多功能公共导电屏蔽结构，这种导电屏蔽结构共享作为其结构一部分的一公共的中央设置的导电通道或电极，在具有作为其结构一部分的公共共享的中央设置的导体通道或电极的一种实施例或实施例变型中，这种结构允许同时进行能量调节以及许多其它功能。通过在分组的且通电的导电通道和在实施例元件之外的各种导电通道之间所产生的预定的同时能量相互作用，多层多功能公共导电屏蔽结构还给传播能量的部分同时提供物理的和电的屏蔽。

在已有技术中的分立去耦电容器在大约500兆赫兹时失去了他们的效率。例如，0603规格电容器的安装电感已经降低到大约300pH。假设电容器的内部电容为200pH，这等于总共500pH，这对应于在500兆赫兹下的942m欧姆(mOhm)。因此当前的分立电容器无效。虽然在500兆赫兹下可以应用串联谐振频率和较低的ESR电容器驱向较低的阻抗，但是获得具有500pH ESL的500兆赫兹则所要求的电容大约为200pF。当前的现有器件在每平方英寸的电源层上获得225pF，这要求在每平方英寸上要有不只一个分立电容器。更好的方法是从电源层中获得较低的阻抗。如果可用的较低阻抗电源层都不能将它们连接，则利用在PCB上的许多较低阻抗的去耦电容器是行不通的。因此，在几百兆赫兹之上的低阻抗功率分布的解决办法在于根据本发明的较薄电介质电源层技术，这种电介质电源层技术比分立去耦电容器更有效。因此，与单个部件或多个无源调节网络相比本发明另一目的是能够在较宽的频率范围上有效运行。理想地，在本发明的潜在应用中本发明是通用的，并且通过应用预定分组元件的各种实施例，在系统以超过1GHz频率运行时本发明仍然能够继续有效地执行。

本发明的一个目的是能够对有源系统负载进行能量去耦同时维持有源部件和其电路的相同部分的恒定视在电压。

本发明的一个目的是抑制或使在由受本发明影响的电子通道中流动的差模和共模电流所产生的不希望的电磁发射最小。

本发明的一个目的是提供一种用于导电能量通道的多功能公共导电屏蔽和能量调节结构，这种多功能公共导电屏蔽和能量调节结构呈现广泛的多层实施例的形式并采用不受它们特定物理特性限制的电介质材料基质。当将这种多功能公共导电屏蔽和能量调节结构被连接到电路中并通电时它同时提供线性调节功能和将在下文中描述的保护功能。

本发明的一个目的是给使用者提供一种解决与现有技术器件不相符的限制或问题的能力，包括但并不限于同时的电源到负载和/或负载到电源解耦、差模和共模EMI滤波、能量寄生的相容和排斥的相容和排斥以及在一种综合实施例中的冲击保护，以及在利用原始制造的实施例结构之外的导电面积或通道时实施这些所描述的能力。

本发明的一个目的是适合于方便地利用连接到位于原始制造的本发明结构的导电面积之外面积的一种或多种外部导电连接，这有助于本发明的实施例提供对电子系统电路的保护。此外，在使用中提供如下的保护：保护有源电子部件不受电磁场干扰(EMI)、过电压以及由本发明本身所产生的衰减电磁发射，而在现有技术装置中其作为寄生电流返回到主电路中。

本发明的一个目的是提供一种在物理上集成的屏蔽容器状的导电电极结构，这种导电电极结构与独立的电极材料和/或独立的电介质材料组分一同使用，当制造这种电极结构时，这种导电电极结构并不将本发明限定在能够产生的本发明可能的大量实施例的特定形式、形状或尺寸，也不限于在此所示出的实施例。

本发明的一个目的的是给使用者提供一种实施例，这种实施例能够给使用者提供一种能够实现相当低廉的小型化方案的能力，这种小型化方案可以结合到许多电子产品中。

本发明的一个目的是提供一种不需要应用任何附加的分立无源部件来实现所需的滤波和/或线性调节的实施例，而已有技术的部件不能提供这种实施例。

本发明的一个目的是提供一种实施例，这种实施例给使用者提供一种能够实现易制造、可适配的多功能电子实施例的能力，以得到对应用现有技术装置当前所面对的绝大部分电问题和限制的同系方案。

本发明的另一目的是提供一种以分立或非分立的器件或预定分组的导电通道形式的实施例，这种器件或导电通道形成了多功能电子实施例，并且当连接到外部导电通道或预定的导电表面时，在宽广的频率范围上有效地运行，同时对有源电路部件进行能量去耦，同时维持电路部分的视在电压恒定。

本发明的另一目的是提供一种以分立或非分立的器件或预定分组的导电通道形式的实施例，这种器件或导电通道形成了多功能电子实施例以提供组塞电路或该实施例所固有的原有公共导电通道的电路，这种导电通道与外部导电表面或接地表面组合以提供从配对的导电通道导体到附加的能量通道的连接以衰减EMI和过电压。

本发明的另一目的是提供一种实施例，该实施例利用标准的制造工艺并由公共领域中已经发现的电介质和导电或导电地制造的材料构造以实现在该实施例中的电通道之间稳定的电容公差同时维持恒定的未中断的导电通道以便从电源将能量传递到能量利用负载。

最后，本发明的一个目的是提供一种实施例，这种实施例将一对电导体以彼此非常紧密的关系耦合进一区域或空间中，这一区域或空间由许多公共连接的导电电极、极板或通道所部分封装，以及给使用者提供一种将外部导体或通道有选择地耦合到位于相同的实施例中不同或公共的导电通道或电极极板中的选择。

在本发明的范围内，为说明带有导电能量通道和EMI调节和保护功能的通用多功能的公共导电屏蔽结构的多功能性和广泛应用，在此还公开了许多其它的结构设置，这些结构设置都建立在本发明的上述目的和优点之上。

附图概述

附图1所示为本发明的法拉第笼状屏蔽结构部分的顶视图；

附图2所示为包括互连、平行公共导电屏蔽结构的本发明部分分解透视图；

附图2B所示为包括如附图2所示的互连、平行公共导电屏蔽结构的本发明的部分的分解透视图，并描述在该结构中运行的微分导电通道及调节能量时在该结构内的场运动；

附图3A所示为带有外部像屏蔽的本发明实施例的层状旁通结构的分解剖面视图；

附图3B所示为旋转90度的如附图3A中所示的层状旁通结构的第二分解剖面视图；

与附图4B所示的带有直通通道的非分立通用多功能公共导电屏蔽结构(UMFCCSS-F)相比较，附图4A所示为描述了附图2所示的四个公共导电笼状结构容器的分解透视图；附图4B所示为带有导电通道的四个公共导电笼状结构容器的分解示意图，其中该结构容器构成了带有直通通道的通用多功能的公共导电屏蔽结构(UMFCCSS-F)；

与附图4D所示的带有旁通通道的非分立通用多功能的公共导电屏蔽结构(UMFCCSS-B)相比较，附图4C所示为描述了附图2所示的四个公共导电笼状结构容器的分解透视图；

附图4D所示为如附图4所示的带有公共导电通道电极层的四个公共导电笼状结构的分解示意图，当该结构被用作非分立实施例时其被作为带有旁通通道的通用多功能的公共导电屏蔽结构(UMFCCSS-B)，此结构可以被制作到PCB或基片或一部分硅片里比如在制造MPU、DSP等(微处理器单元或数字信号处理器或其它任何基于小块或小片的硅和/或铜)的电路片中；

附图5A所示为放置在简单电路结构中并通以传播能量的在UMFCCSS3800(旁通)内的最小5个导电通道构造的电极层的分解的且里面翻到外面的静止时刻视图；

附图5B所示为放置在如附图5A中所示的电系统中的本发明的部分剖面瞬象视图；

附图5C所示为在类似于在附图5A和5B中的电路系统中在MOV电介质和X7R电介质中制造的并测试到500兆赫兹的带有旁通通道的通用多功能的公共导电屏蔽结构(UMFCCSS-B)的相同尺寸和类似电容值的实施例的数据曲线；

附图5D所示为比较通用多功能的公共导电屏蔽结构(UMFCCSS-B)的公共导电终端结构的各种连接和未连接的情况的数据曲线，该公共导电终端结构具有所有的终端结构共有的运行到1200兆赫兹的旁通通道和外部导电表面。

优选实施例的详细描述

正如在此所使用，缩写术语“UMFCCSS”是指所有类型的分立和非分立的带有导电通道的多功能公共导电屏蔽结构，“UMFCCSS-F”是指分立和非分立的带有导电直通通道的多功能公共导电屏蔽结构。对于所有的公开目的，术语“UMFCCSS-B”是指分立和非分立的带有导电旁通通道的多功能公共导电屏蔽结构。

此外，如在此所示使用，缩写术语“AOC”是指“物理集聚或连接的预定面积或空间”的缩写，它被定义为一起制造的本发明元件的物理边界。非能量化(未通电)和能量化(通电)被定义为在“AOC”中电子运动并传播到和/或从位于导电通道或通电电路通道的预定边界之外的面积中传播的范围和程度，这些通道包含分立和非分立的UMFCCSS的AOC以便使所传播的能量与本发明的元件和/或元件组合相互作用以便以平衡的方式实施电子的相位或带电交换。

在各种实施例比如分立的和非分立的结构中，本发明从层叠的导电、半导电和非导电电介质的独立材料开始。当放置在系统中并通电时这些层可以组合以形成单一的电路。本发明的实施例包括导电的、半导电的和非导电平面层，这些导电的、半导电的和非导电平面层形成了公共导电通道电极、导体、沉淀物、极板(在此所有这些都称为“通道”)和电介质平面组。以彼此基本平行并相对于预定的元件对或组也平行的关系设置这些层，这些元件组或对还包括通道的各种组合以及它们叠加成的在可制造的实施例的类型中通用的预定的结构。其它的元件包括导电地耦合公共导电平面的某些装置。这些装置并不仅限于电介质层、并联的电极导电通道、钢板、胶合布、沉淀物、并联的公共导电通道、屏蔽、钢板、胶合布或沉淀物。本发明还包括以叠加和非叠加的方法的交织的结构将元件组合在一起的元件方法，这种方法还包括以预定的方式将特定类型的平面连接到更大的电系统中以进行通电。这种方式形成了有效地且同时地产生的不同电路功能，这些是迄今为止应用已有装置的多个实施例常规地执行所不能得到的。当制造这种层状结构时或之后，可以将它整形、掩埋、封装或插入到各种电系统或其它的子系统中。这种结构的电路容易与几乎所有的其它更大的电路进行组合以执行线性调节、去耦和/或将电能量传输改变为所希望的电形式或电形状。本发明还可以是分立的独立的实施例或制造为一个组并与更大的电结构比如集成电路成为一体。它还作为非通电的独立分立元件存在，这些非通电的独立分立元件还可以结合在其它的实施例中的更大的电路的子电路(比如但并不限于印刷电路板(PCB)、插入机构、基片、连接器、集成电路或原子结构)一起进行通电。一种变型的本发明的实施例还可以基本构造成其主要目的不在于本发明的更小的分立形式的其它的装置比如PCB、插入机构、基片。这种变型的实施例作为包含连同电路的有源和无源部件的可能的系统或子系统平台，并仍然进行分层以便对于调节从电源到负载并返回到回路的传播能量最有利。PCB利用带有VIA的预定分层结构来分接各种功率、信号以及维护位于电介质和绝缘材料之间的接地层。在此所描述的特性容易从这种装置中得出。

通过一个具有位于中央的共享的公共导电通道或区域的法拉第笼状结构包围导电通道电极平面，该通道或平面成为在位于中央的共享的公共导电层的相对侧面上的两个相反相位或电位导电结构之间的电路电压的O-基准接地平面。这种结构非常有助于消除并抑制E-场和H场、杂散电容、杂散电感、寄生现象，并可以相互抵消各种设置的信号、功率和返回通道的邻近或邻接的相反带电的或相位的电场。带有该装置的PCB的外部导电连接利用由如今较大的PCB制造商所使用的各种接地方案。

为传播电磁干扰能量，要求两种场，即电场和磁场。电场通过在两个或多个点之间的电压差将能量耦合到电路中。改变在空间中的电场产生了磁场。任何时变的磁通都将产生电场。因此，单纯的电或单纯的磁的时变场都不可能彼此独立地存在。无源结构比如本发明所应用的结构可以构造成用于调节或使在电系统中所发现的两种类型的能量场最小。虽然本发明并不需要构造成调节一种类型的场而不调节另一种类型的场，但是可以预料的是，可以加入或应用不同类型的材料来构造一种专门调节一种能量场的实施例。

如今对于大多数电路来说，更高的运行频率的电路都要求使用者开发单个或多个无源元件比如电感器、电容器或电阻器的组合并形成用于控制输送到该系统负载的能量的L-C-R、L-C和R-C的分立部件网络。然而，在200兆赫兹以上，分立的L-C-R、L-C和R-C的部件网络开始呈现传输线的特性，在更高频率下甚至具有微波状特征。在这些情况下应用已有的技术中的部件可能造成来自位于已有技术的装置的内部的导电通道或从将这些所有的分立元件外部地组合成网络的连接结构中发射出的未抑制或未消除的寄生现象在宽广的频率运行范围上使沿着电路传播的能量降低、减慢以及其它的不好的作用。这对于该网络所连接的更大电路来说实质是有害的。在更高的频率下，不是提供这种网络设计所具有的块电容、电阻或电感，而是由于已有技术的部件网络中的内部电极引起的那些寄生电容可能是在差动配对的导线之间的电压和电容的不平衡、能量降低的原因，由此造成在总体上电路衰减或次于规定的性能。比如由数据丢弃、线衰减等引起的次于规定的性能和能量损失可以促成可测量电路的低效率。

至于本发明所描述的所有的实施例以及那些没有以图形示出的实施例，本申请人希望制造商在某些情况下能够选择以便组合各种各样的可能的材料，在制造时选择这些可能的材料并将其组合成构成本发明的材料，同时仍然保持本发明的某些或所有的所需的电功能。

因此，本发明的材料可以包括与可用的处理技术相一致的一个或多个材料元件层，但并不限于任何可能的电介质材料。这些材料可以是半导体材料比如硅、锗、砷化镓或半绝缘材料或绝缘材料，例如(但并不限于)任何K、高K和低K电介质。等效地，本发明并不限于任何可能的导电材料、基于镍的磁性材料、MOV型材料、铁氧体材料、薄膜比如聚脂薄膜、能够产生导电材料的导电通道的任何物质和/或处理以及能够产生导电面积(例如，但不限于，掺杂的多晶硅、烧结的多晶体、金属或多晶硅硅酸盐、多晶硅硅化物)的任何物质和/或处理。

本发明消除了在通电的成对的或多重的线之间的电容负载平衡的障碍，它完全不同于放置在电路中并连接到返回通道(称为旁路解耦)的两个分立的电容器。在相同的生产批次中所制造的已有技术中的电容器在电容方面很容易具有从15％-25％的变率。因此，当将已有技术的电容器放置在电路中并通电时，将制造公差传递到电路中。在这种情况下，差动配对的电路和这些电容不平衡都加倍并在电路中产生电压不平衡。例如甚至在制造已有技术中的单元时，虽然可以实现在分立单元之间的单个的电容变化小于10％，但是使用者必需在普通电介质上给制造商支付成本或额外费用以补偿制造商的测试成本、制造批次的手工分选成本以及需要生产具有这些微分信号装置所要求的减小的单个变化差的装置所需的更专门的电介质和制造技术的附加成本。本发明允许使用非常低廉的电介质材料(相对于其它可用的材料)来实现在两个差动导线之间的平衡。工业制造标准是这样的：放置或形成精确量的电介质和导电极板材料以便在标准的无源部件比如电容器中使用。这个过程具有良好的控制结构以确保在相同批次的不同单元之间的变化在1％至5％。应用本发明将允许放置在差动运行的电路或任何配对的线电路中，这些电路提供一个发明单元的平衡且基本上相等的电容公差，这一电容公差将以电的方式被共享并在配对的每个线之间是相等的。在本发明的结构内所发现的在公共共享的中央导电通道之间的发明公差或电容平衡保持在源自制造过程中在工厂的水平，甚至是使用X7R电介质时，这种电介质被普遍地共同地规定为在相同的制造过程中的不同的单元中之间具有高达20％或允许的电容变化。在通电的配对线之间应用本发明单元而不应用已有技术中的单元将会消除尤其是在灵敏的高频工作下在配对线之间所产生的电容差的电子工业问题。当制造出通用多功能公共导电屏蔽结构并随后将其连接到与也利用本发明的实施例的差动导电通道分立的外部制造的导电通道时，该装置将同时提供能量调节功能，包括分路作用、能量、功率线解耦、能量存储，以使封装在屏蔽结构中的差动电极几乎不受可能从包围电容通道电极的封装容器中逃逸出的所有内部产生的电容或寄生能量的影响，同时，还防止由于物理屏蔽、由公共导电结构的通电所产生的电磁屏蔽效应的隔离以及将在本领域中公知的公共装置与位于外部导电区的连接引起任何外部产生的电容或寄生能量比如“浮动电容”耦合进非常相同的微分导电通道中。

因此，可以防止所有类型的寄生现象破坏电容平衡或使其最小化，这种电容平衡形成在未通电的本发明的结构中并与不应用导电屏蔽结构的已有技术的单元中所产生的情况相反。尽管最好的设想是与迄今的已有技术的装置相反，但是已有技术总是充许在两个方向上破坏电路的自自由寄生现象的影响。

因此，当按照本说明书的描述进行制造时，以1％的公差制造的装置在通电系统中在配对线之间具有相关的1％的电容公差，并且更加有利的是交换两个已有技术的装置以便应用一个发明的实施例绕过配对线。新的装置放置在多个配对的差动导电通道中，而组成本发明的公共导电通道被连接到第三导电通道，第三导电通道是为公共导电通道的所有元件所公用并且是外部导电区。因此，不再需要昂贵的、不通用的、专门化的电介质材料用于专用旁路和/或去耦工作以试图维持在两个系统的导电通道之间的电容平衡，以及给本发明使用者提供使用在组成整个电路的材料方面是均匀的电容元件的机会。

到外部导电区的连接包括比如一般地描述为“浮动”的区域、非电位导电区、电路系统回路、底盘或PCB地端或甚至大地等区域。本发明通过其它功能比如取消相互相对的导体以相对所形成的导电公共屏蔽通道在高斯法拉第笼状单元内形成较低的阻抗通道，这种导电公共通道随后继续将能量传输到位于外部的导电区中，因此形成了用于不希望的EMI噪声的低阻抗的能量通道。这种连接方案通常相对于位于共享的中央的公共导电通道的相对侧面、终端结构(如果有)以及外部使用的导电表面上的每个差动导体形成“0”电压基准。因此，在高频应用中需要维持在电源和能量利用负载之间的电压平衡的情况下，本发明是理想的且是通用的方案。因此，当本发明无源运行时，甚至在位于集成电路内的门电路中应用SSO(同时开关工作)状态时电压被维持且得到平衡，而不将破坏性的寄生能量返回到电路系统中。

分立无源部件将表面安装技术应用到物理地且电地连接到外部电导体和在印刷电路板(PCB)、多硅片模块(MCM)、硅片比例组件(CSP)、插入机构、基片、连接器、集成电路(但并不限于这些)之上/之中的轨迹或通道。本发明可以存在于无数多个实施例中。作为各种层状结构的一种实例(但并不限制本发明)，下文将描述多部件滤波器的各种附加的实施例。在每幅附图中，分别示出了5个通道，然后以顶视图最后以侧视图示出。本发明的另一变型涉及包括物理分层结构组成的多层电子电路调节组件的改进，这些多层电子电路调节组件抑制了不希望的电磁辐射，即抑制了从其它的电源接收的不希望的电磁辐射和在多层电子电路调节组件的内部的电子电路内部产生的比如差模和共模电流。此外，由于本发明的物理结构和组成它的成分的各种材料的多样性，过压击穿保护和磁性特性可以以多层电子电路调节组件的各种变型被整体地结合进去，这些多层电子电路调节组件包括(但并不限于)去耦、分路接地、差模和共模滤波功能等。

如前文所描述，所传播的电磁干扰可以分别是电和磁场的产物。直到最近，在本领域中已经将重点放在从电路或应用直流能量或电流实施的高频噪声的能量导体中滤去EMI。然而，本发明能够沿着在电系统或测试设备中所发现的导电通道调节采用直流、交流和交流/直流混合型能量传播的能量。这包括应用本发明来调节在包含不同的类型的能量传播格式的系统中的能量，这些能量传播格式是在相同的电系统平台内在包含许多种类的电路传播特性的系统中所发现的。发射辐射的主要原因在于两种类型的导电电流，即差模和共模能量。由这些电流所产生的场产生了许多类型的EMI发射。差模(DM)电流是在导线、电路板导电轨迹以及其它的导体中等圆形的路径中流动的那些电流。与这些电流相关的场源自由导体所形成的环。下文将提供根据本发明的组件的实例，该实例在任何方面都不构成对本发明的限制。

当将公共极板彼此连接在一起时应用法拉第笼状结构的原理，公共导电通道组一起与更大的外部导电区或表面共同作用以抑制所发射的电磁辐射并提供更大的导电表面区，在这种更大的导电表面区中消耗了过电压和波动并同时促进了对寄生以及其它瞬变的法拉第笼状静电抑制。当许多公共导电通道电耦合到系统、底盘接地并将其作为本发明的结构所放置并通电的电路的基准地时这尤其正确。如前文所提及，可以插入一种或多种具有不同电特性的许多种材料并保持在公共导电通道和两电极通道之间。差动分层终端结构在该电路中总是彼此分立的，并且在该装置内不相接触。它们总是通过插入公共通道对或单个通道和电介质材料在物理上彼此分立。附图中详细地示出了本发明的法拉第笼状结构或配置原理。根据本发明，附图1包括法拉第笼状结构800的一部分，该法拉第笼状结构800由将两个差动电极中的一个夹在中间的两个空间区域组成。导电电极通道809夹在中央公共导电共享通道804和公共导电通道808(未示)之间。公共导电通道804和808(未示)和810(未示)通过预定电介质材料的基本平行插入都被彼此间隔开，相对于每个通道相应的位置在每个外部通道810和808到中央公共导电共享通道804之间，通过差动导电电极通道809和809′(未示)，差动导电电极通道809和809′具有差动导电电极的特征比如导电通道809几乎完全被中间夹有809的通道808和804分别覆盖或屏蔽，在这种情况下在本发明之中的结构之上或之下。通道804，808和810还由提供支持的电介质材料810和部件的外部壳体所包围。理想的是使用将两个公共屏蔽端子结构802单个地连接到相同的公共导电通道808和804和810的一种装置。当将整个发明的结构放置在电路中时，应该通过在本领域中公知的标准装置将端结构802连接到相同的外部导电区或相同的外部导电通道(未示)而没有中断或在每个相应的端结构之间的导电间隙。在本领域的公知的标准结构有利于公共屏蔽端子结构802的连接，公共屏蔽端子结构802分别连接在所有的三个通道804、808和810上一起形成了单个的结构800以用作800的一个公共导电笼状结构。虽然没有示出，800′与单个法拉第笼状结构800对称，但在其中所包含的差动电极809′具有没有完全屏蔽的出口/入口部分812A(未示)，在与导电端子结构809′和差动电极809的基本相反的180度方向上与导电端子结构809A′(未示)连接。这两个法拉第笼状结构800和800′以平行关系设置，但最重要的是结构800和800′共享相同的层状或通道式中央公共导电共享通道804，当分别取层或通道式中央公共导电共享通道804时组成每个法拉第笼状结构800和800′的层或通道。800和800′共同产生用作双容器的单个的更大导电法拉第笼状屏蔽结构800″(未示)。每个容器800和800′都将保持相等数量的相同尺寸的分别以基本平行的方式在所述更大的结构800″内彼此相对的差动电极。当通电并连接到相同的外部公共导电通道时具有共同作用的800和800′单个屏蔽状结构的更大的导电法拉第笼状结构800″在电上成为一个整体。在通电时，设置成带有位于中央的公共屏蔽的差动导电夹层结构的公共导电电极的预定结构是组成一个公共导电笼状结构800″的元件，这个公共导电笼状结构800″是本发明的基本元件，即法拉第笼状结构800″。实质上该结构形成了在本发明的所有的层的实施例中组成多功能线性调节装置所需的最小的法拉第笼800和800′。相对于在差动电极之间的插入材料，在中央的公共导电共享通道804需要外部两个附加的夹层公共电极通道808和810以被考虑为通电的法拉第笼状结构800″。进一步，两个差动电极809和809′在同一时间同时使用中央公共通道804，但相应的充电切换具有相反的结果。必需注意的是，对于大多数芯片、非通孔的实施例，新的装置具有夹在三个公共导电电极之间并连接外部端子结构的最少的两个电极，连接外部端子结构以使它们作为一体导电以形成单个的更大的法拉第笼状结构800″，当连接到更大的外部导电区时，有助于以相反的相位或带电方式对沿夹在笼状结构800″内的导体传播的能量同时执行通电的线调节并进行滤波。组成法拉第笼状结构并随后通电的已连接的内部公共导电电极通道使外部连接导电区或通道相对于也位于预定分层的PCB或类似的电子电路中它的位置的位置实质成为延伸的紧密地设置的并基本平行的导电元件结构。以多重并联的方式插入结合的公共导电且封装的多个公共屏蔽通道与将成为外部延伸元件的公共设置在中央的公共导电通道804的连接，以使所述元件相对于将其本身夹在其中的互补的相位的差动电极具有几微米的距离间隔或“环形区”，并与该延伸区间隔包含电介质媒体的距离。这就使该延伸区成为封装的屏蔽状元件，其中这种屏蔽状元件执行静电屏蔽功能，以使通电的组合平衡并对在所述差动导体组件部分中传播的能量进行有效的同时调节。当将能量沿着导电通道传播到有源组件负载时，组合的公共导电平面或区域的内部和外部平行设置组还将消除和/或抑制不希望的寄生和从所述能量部分所使用的所述差动导体部分中逃逸出的或进入其中的电磁辐射。在下述的部分中，参考公共导电通道804的基准还应用到公共导电通道808和810。公共导电通道804从本发明的结构的边缘偏离距离814。公共接地公共导电通道804的一个或多个部分811延伸过材料801并被连接到公共地端部分或结构802。虽然没有示出，公共接地部分802彼此电连接公共导电通道804、808和810，并连接到滤波器的所有的其它的公共导电通道(如果使用的话)。

导电电极通道809没有公共导电通道804大，以使在中央公共导电共享通道804的边缘805和电极通道809的边缘803之间存在偏移距离和区域806。这种偏移距离和区域806使公共导电通道804能够延伸过电极通道809以提供对任何可能延伸过电极通道809边缘803的通量线的屏蔽，这样降低或消除了耦合到在滤波器内的其它电极通道或在滤波器外部元件附近的场。水平偏移大约为电极通道809和公共导电通道804之间的垂直距离的0至20倍，然而，对于特定的应用可以使偏移距离806最佳化，但是在每个相应通道中的所有重叠距离806理想地大约与所允许的制造公差相同。只要结构800″的静电屏蔽功能不受损则在通道之间的距离/区域806中的微小的尺寸差并不重要。为了将电极809连接到能量通道(未示)，电极809可以具有延伸过公共导电通道804和808的边缘805的一个或两个部分812。这些部分812连接到电极端子部分807，通过焊接等方式电极端部分807使电极809能够电连接到能量通道(未示)。应该注意的是，元件813是在本发明中进行的三维能量调节功能的中心轴点的动态表示，且是相对于在通电的电路中实施例结构的最终尺寸、形状和位置的。

现在参考附图2，所示为通用多功能的公共导电屏蔽结构(UMFCCSS)。所示的UMFCCSS包括基本平行的多个层叠的公共导电的笼状结构800A、800B、800C和800D(将每个通称为800X)。每个公共导电笼状结构800x都包括至少两个公共导电通道电极830、810、804、808、840。层叠的公共导电笼状结构800x的数量并不限于在此所示的数量，而是可以为任何偶数整数。虽然没有示出，在应用中，如在附图1中先前所描述，每个公共导电笼状结构将导电通道电极夹在中间。分离地示出了公共导电笼状结构800x以强调任何类型的导电通道电极都可以插入在公共导电笼状结构800x内。既然如此，公共导电笼状结构800x具有普遍的应用并可以与分立或非分立的配置的导电通道电极结合使用，例如但并不限于嵌入在硅中或作为PCB的一部分。如附图所示公共导电通道电极830、810、804、808、840在给外部导电区提供连接点的802上具有所有导电互连的端子。每个公共导电通道电极830、810、804、808、840都形成在电介质材料801的极板上并通过也包括电介质材料801的绝缘段805在相对的侧面上绝缘。如在附图1中所描述，电介质材料801将每个公共导电通道电极与在其中所夹层的导电通道电极(未示)电隔离。如在附图1中所述，在本发明的所有的分层实施例中最少要求两个法拉第笼800和800’来组成多功能线性调节装置。因此，最少需要两个公共导电笼状结构800x，如附图2中900A、900B和900C所示。813被指定为会集区(AOC)并将在下文中详细讨论。

现在参考附图2B，所示的通用多功能的公共导电屏蔽结构(UMFCCSS)与在该结构内运行的差动导电能量通道4880C、4890C结合以形成通过焊接等方式在更大的外部电路系统(未示)中连接并通电的通用多功能的公共导电屏蔽结构旁通UMFCCSS-B结构，如以6805总体地表示。描述了在差动导电能量通道4880C、4890C之间在结构内造行能量调节时的场运动，每个差动导电能量通道4880C、4890C都包围着公共导电笼状结构800A、800B、800C和800D。

沿着差动导电能量通道4880C、4890C传播的能量以彼此相反的方向传播。能量的传播产生了磁场形式的感应耦合，如元件875所示，这种感应相对于能量传播方向以逆时针方向旋转。在差动导电能量通道4880C、4890C中传播的能量的相反方向导致了在相反方向上旋转的电流所产生的磁场875，由此抵消磁场的互感磁通或使其最小化。

虽然公共导电笼状结构800A、800B、800C和800D将差动导电能量通道4880C、4890C夹在中间，但是在结构800A、800B、800C和800D之间共享的共享公共导电通道给连接的电路提供电压平衡。注意的是，上部和下部最大的差动导电能量通道在会集区相对的侧面上并没有相对应的差动导电能量通道。导电连接的公共导电笼状结构800A、800B、800C和800D结合公共导电端结构802将差动导电能量通道4880C、4890C夹在中间并几乎完全封装它们。特别地，导电连接的笼状结构连同公共导电端子结构802提供双向开发，这有助于改善电压平衡以及寄生的密封。

现在参考附图3A和3B，以旁通结构6800示出了本发明的分层通用多功能的公共导电屏蔽结构的进一步实施例，下文称为“旁通屏蔽结构”。根据每个静止实施例的相对叠加位置旁通屏蔽结构6800还可以采用“直通屏蔽结构6800”的配置。当查看叠加的两个公共导电屏蔽结构1000A和1000B的位置或组成每个实施例的中央公共共享导电通道6804和公共导电通道6808、6804、6810、6811、6812的位置时，在这两个可能的配置之间相当于没有差别。虽然“直通屏蔽结构”6800和“旁通屏蔽结构”6800在物理设置上类似，但是每个仍然都产生对电路的能量调节可能相同的功能。然而，设置非公共导电通道6809和6807的方式将确定可预期的能量调节结果的最终类型。不管采用什么结构，在6800的直通或旁通的AOC中传播的能量方面，各种屏蔽功能在物理上和在电上都大致以相同的方式工作。特别参考附图3A，以纵向延伸的横截面示出了旁通屏蔽结构6800，该旁通屏蔽结构6800包括形成了旁通屏蔽结构的本实施例的两个公共导电屏蔽结构的七个层的公共导电通道叠加。在附图3B中，以垂直于在附图3A中所示横截面的横截面形式示出了旁通屏蔽结构6800。

参考附图3A和3B，旁通屏蔽结构6800包括与元件连接并通电的中央公共导电共享通道6804，并随着6804-IM、6811-IM和6812-IM的建立形成电路(未示)的零电压基准，所形成的基准仅相对于公共地连接(未示)的有源电路元件，但是基准却不在通过连接装置6805将6802连接到外部导电表面6803之前形成。在通电之后产生有源能量利用负载的通电电路(未示)将利用带有元件、中央公共导电共享通道6804、6808、6810、6811、6812的所传播能量的部分，中央公共导电共享通道6804、6808、6810、6811、6812都连接到外部公共导电电极结构6802，外部公共导电电极结构6802通过连接装置6805比如焊接材料或在本领域中通常发现的任何其它的连接装置又都连接到外部公共导电通道6803。在通电的同时，电路包括由以平衡的方式传播能量的能量源和利用能量负载所使用的无源运行通用多功能的公共导电屏蔽结构，当在所述电路(未示)中通电的有源部件需要部分所述能量时可实现这种平衡的方式。如刚刚描述的包括如刚刚所描述的到6803的连接链中的所有公共导电元件部分的元件将必须为所述通电的电路元件而产生，分别产生了零电压基准6811-IM、6804-IM和6812-IM，中央公共导体共享通道6804电平衡地耦合在该电路内的能量，形成第三但公共电节点，分离被差动导电通道6809和6807以及它们相应的导电连接元件所利用的两个不同的且分离的差动节点。

为了将旁通屏蔽结构6800耦合到通电的电路，将差动导电通道6807和6809分别插入到两个公共导电屏蔽结构中的一个中。第一公共导电屏蔽结构形成在旁通屏蔽结构6810和中央公共导电共享通道6804之间。第二公共导电屏蔽结构形成在公共导电通道6808和中央公共导电共享通道6804之间。为使用旁通屏蔽结构6800，将第一差动导电通道6807放置在第一公共导电屏蔽结构中并通过电介质材料6801与公共导电通道6810和中央公共导电共享通道6804间隔开。电介质材料6801使第一差动导电通道6807与第一公共导电屏蔽结构间隔开并电绝缘。此外，将第二差动导电通道6809放置在第二公共导电屏蔽结构中并通过电介质材料6801与公共导电通道6808和中央公共导电共享通道6804间隔开。

然后分别将第一和第二差动导电通道6807和6809分别电连接到外部导电能量通道6820和6821。可以通过在本领域中普通的人员所公知的任何方法进行电连接，这些方法包括(但不限于)焊接、电阻装配插座以及导电粘胶剂。完整的旁通屏蔽结构6800是附加外部屏蔽结构6811和6812，外部屏蔽结构6811和6812将在其中插入了电介质材料6801的两个公共导电屏蔽结构夹在中间。外部公共导电屏蔽中的每个都形成了如前文所描述的图像结构6808-IM和6810-IM。当通电时，图像结构6808-IM和6810-IM包括屏蔽6811和6812(未示)的外部导电部分和外部公共导电电极结构6802的外部导电部分，该外部公共导电电极结构6802与6804-IM通过外部公共导电电极结构6802形成相对较大的表面积和零电压基准。当通电时由外部公共导电电极结构6802和外部屏蔽图像结构6811和6812的组合所形成的外部表面积吸收能量，而且相对于6809和6807差动导电通道起附加的封装屏蔽结构的作用。如果通过公知的方法比如焊接材料6805将旁通屏蔽结构6800连接到能量调节电路组件(“ECCA”)的外部公共导电通道6803，一部分能量沿着在公共导电结构元件和到第三导电通道6803的外部连接内部存在的低阻抗通道传播，并能够通过这个通道返回到它的电源。

外部公共导电电极结构6802通过在本领域中公知的方法连接到电路，因此本发明并不限于分立的结构，例如还可以形成在集成电路中的硅中。在工作中，旁通屏蔽结构6800和两个公共导电屏蔽结构(在本申请的任何地方都称为所包含的结构800C和800D)有效地放大在会集区(AOC)6813内的零电压基准6804-IM、6811-IM和6812-IM。AOC6813是电路的能量中央平衡点。不管使用多少屏蔽层，总是需要如下的非常基本的公共导电通道制造序列(不包括电介质材料等)，首先，公共导电通道，然后导电通道，其次第二公共导电通道、第二导电通道和第三公共导电通道。然后是如下的附加序列，第三导电通道、第四公共导电通道、第四导电通道、第五公共导电通道。如果如同6800一样希望旁通或直通通道没有差别地使用屏蔽结构，最后的夹层公共导电通道6811和6812如下地放置在制造序列中：(不包括电介质等)6812，公共导电通道，然后导电通道，然后公共导电通道，然后第二导电通道，然后公共导电通道，然后第三导电通道，然后公共导电通道，然后第四导电通道，然后公共导电通道以及最后6811。

当电路内通电时旁通屏蔽结构的效果是增加了对外部产生的和内部传播的寄生6816(以双侧箭头表示)的物理屏蔽以及提供沿着公共导电通道电极表面到外部导电通道6803所产生的低阻抗通道。双侧箭头表示在通电的状态到能量寄生6816中所产生的静电功能，这种静电功能也代表了将中断部分传播能量的外部和内部开始的能量寄生部分。双箭头示出了在屏蔽容器中在通电状态到滤波电路寄生中产生的表示静电功能的带电电子交换。双侧箭头还表示沿着位于每个相应的容器内的导电材料的“表面”所产生的同时的但相反的电荷效应。

现在参考附图4A和4B，描述带有直通通道(UMFCCSS-F)的通用多功能公共导电屏蔽结构。附图4A所示为具有如在附图2中所示的基本平行的四个层叠的公共导电笼状结构容器800A、800B、800C和800D(每个都通称为800X)的通用多功能公共导电屏蔽结构。每个公共导电笼状结构800X包括至少两个公共导电通道电极4830、4810、4804、4808、4840。公共导电通道电极4830、4810、4804、4808、4840每个都具有所示的在802处形成的到外部导电区(未示)的连接点的导电互连的端子。转到附图4B，四个层叠的公共导电笼状结构容器800A、800B、800C和800D每个都分别包含有导电通道电极4809A、4807A、4809B和4807B。导电通道电极4809A、4809B由端子部分4880A和4880B通过通用多功能公共导电屏蔽结构以直通的关系并联电连接。端子部分4880A和4880B从能量源(未示)电连接到能量通道。端子部分4890A和4890B从能量利用负载导电地连接到返回能量通道。从附图4B中可以看出，功率导电通道电极4809A和4809B与返回导电通道电极4807A和4807B交替。返回到附图4A，可以看出在公共导电笼状结构容器800A、800B、800C和800D之间的共享的公共导电通道电极4810、4804、4808每个都夹在附图4B中的功率导电通道电极和返回导电通道电极之间。这就能够实现如在附图5B中所详细描述的以平衡方式运行的通用多功能公共导电屏蔽结构。它还指出中央公共导电共享通道电极4804中央设置，在每侧上并具有一个功率导电通道电极和一个返回导电通道电极。因此，中央公共导电共享通道电极4804不仅能够在附近导电通道电极4807A和4809B之间形成平衡，而且在作为会集区813的中心的导电通道电极之间形成平衡。

现在返回到附图4C和4D，描述带有直通通道(UMFCCSS-F)的通用多功能公共导电屏蔽结构。附图4C所示为具有如在附图2中所示的基本平行的四个层叠的公共导电笼状结构容器800A、800B、800C和800D(每个都通称为800X)的通用多功能公共导电屏蔽结构。每个公共导电笼状结构800X包括至少两个公共导电通道电极4830、4810、4804、4808、4840。公共导电通道电极4830、4810、4804、4808、4840每个都具有所示的在802处形成的到外部导电区(未示)的连接点的导电互连的端子。转到附图4D，四个层叠的公共导电笼状结构容器800A、800B、800C和800D每个都分别包含有导电通道电极4809C、4807C、4809D和4807D。导电通道电极4809C、4809D由端子部分4880C通过通用多功能公共导电屏蔽结构以旁通的关系并联电连接。端子部分4880C从能量源(未示)导电地连接到能量通道。端子部分4890C从能量利用负载(未示)导电地连接到返回能量通道。从附图4D中可以看出，功率导电通道电极4809C和4809D与返回导电通道电极4807C和4807D交替。返回到附图4C，可以看出在公共导电笼状结构容器800A、800B、800C和800D之间的共享的公共导电通道电极4810、4804、4808每个都夹在在附图4D中的功率导电通道电极和返回导电通道电极之间。这就能够实现如在附图5B中所详细描述的以平衡方式运行的通用多功能公共导电屏蔽结构。此外，它还指出中央公共导电共享通道电极4804设置在中央，并且在每侧上具有一个功率导电通道电极和一个返回导电通道电极。因此，中央公共导电共享通道电极4804不仅能够在附近导电通道电极4807C和4809D之间形成平衡，而且在作为会集区813的中心的导电通道电极之间形成平衡。

转到附图5A和附图5B，附图5A和5B所示为几乎相同的旁通UMFCCSS3800，前后自由地描述这两幅附图以解释并展示应用本发明的简单的电路和能量部分如何在根据所列的其它的发明单元中所描述的电路中传播。附图5A是系统的旁通UMFCCSS3800的视图，而附图5B是在本发明的实施例的AOC中调节能量部分时旁通UMFCCSS3800的系统能量传播效果和结构化的表示。附图5B描述或代表分解的里面翻到外面的视图的某一时刻或瞬间或描述将最低要求构造的在UMFCCSS3800(旁通)内的5导电通道电极层放置在简单电路设置中并以传播能量的传播能量EEE-部分能量化的某一时刻或瞬间；元件包括000电路系统00-系统的能量源和EEE能量利用负载01-系统的能量利用负载。本发明的UMFCCSS-旁通3800实施例和线性调节视图用作在系统内传播的能量传播EEE部分。如前文在其它的实施例中所描述，电介质材料3801一般支持导电层并使其彼此绝缘。还示出了静电电荷交换板3802或从3818和3804导体抵消UMFCCSS-B的能量的寄生能量的E-场抑制部分。3803是差动导电通道或电极3804的连接装置。但元件3805(未示)是能量部分的导电安装板表面(需要)或区域或装置，该能量部分经由3809在3818与3815之间沿着差动导电连接传播，如果需要的话从负载00到3820和到电源01和从3804到3803到3809到3811从电源01到负载00到3818通过3809(未示)。

元件3806表示公共导电通道或电极，而元件3808是传播能量部分在进入AOC之后移向的外部公共导电通道或区域，并且如果能够的话在能量部分传播到电源00时利用公共导电通道元件(如所描述的)，如果能够的话还用作低阻抗区或所述能量EEE以返回到电源00。

元件3809表示导电通路

3811外部差动导电通道

3813AOC

3815用于外部差动导电通道3818和外部差动导电通道3804的连接装置的导电通道材料

3816中央公共导电共享通道或电极

3817中央公共共享“0”电压基准平面

3818差动导电通道或电极

3819公共导电通道或电极

3820外部差动导电通道

3821A是用于所有的公共导电通道3806、3816、3819的连接并公共共享“0”电压基准平面3817的导电材料装置

3821B是与3821A类似用于到相同组的公共导电通道3806、3816、3819的连接并公共共享“0”电压基准平面3817的导电材料装置

3824是所示的UMFCCSS-B的能量的互感抵消部分或H场抵消部分

将旁通UMFCCSS3800描述为最小的单元，在该单元中通过相应的电介质层或材料3801和中央共享公共导电屏蔽通道结构3816间隔开的一对内部导电通道电极3818和3804形成电容。总体上将所描述的组进一步描述为夹在外部公共导电通道电极3806和3819中间或几乎被其所封装。这是包括旁通通道夹层的总的最小的通用多功能公共导电屏蔽结构，这种夹层结构是许多电介质层或材料3801，这些电介质层或材料3801总是位于或在一定程度上接近导电通道电极元件的传播表面的所有的相应的主要能量(未示)的几乎所有侧面，元件如下：

EEE-传播能量的部分(未示)

000系统

系统的能量源和能量利用负载

系统的能量利用负载

3801电介质材料

3802静电电荷交换板或来自在附图5A中所示的UMFCCSS-B的3818和3804导体能量抵消中寄生能量的E-场抑制部分

3803连接装置的导电通道材料

3804差动导电通道或电极

3805是能量部分的导电安装板表面(根据需要)或区域或装置，该能量部分经由3809沿着3818与3815之间的差动导电连接传播，(如果需要的话)到位于00和01之间的差动通道3820，然后在相反的侧面上是差动导电安装板3805(如果需要的话)导电通道流是从3804到3803到3805(如果需要的话)3809到位于在电源00和能量利用负载00之间的差动通道3811。

3806是公共导电通道或电极

3808是在传播能量部分进入AOC之后移向的外部公共导电通道或区域，并且如果能够的话在能量部分传播到电源00时利用如所描述的公共导电通道元件，如果能够的话还用作低阻抗区或所述能量EEE以返回到电源00。

3809是导电通路

3811是外部差动导电通道

3813是AOC

3815是用于外部差动导电通道3818和外部差动导电通道3804的连接装置的导电通道材料，以及3816中央公共导电共享通道或电极

3817是中央公共共享“0”电压基准平面

3818是差动导电通道或电极

3819是公共导电通道或电极

3820外部差动导电通道

3821A是用于所有的公共导电通道3806、3816、3819的连接并公共共享“0”电压基准平面3817的导电材料装置

3821B是与3821A类似用于到相同组的公共导电通道3806、3816、3819的连接并公共共享“0”电压基准平面3817的导电材料装置。3824是所示的UMFCCSS-B的能量的互感抵消部分或H场抵消部分。平行分层以一个中心共享公共导电屏蔽通道3816开始，然后相对于在3816、电介质材料3801、相应的导电通道3818和/或3804、电介质材料3801和在材料3801之后的相应的外部公共导电通道3819和3806的任一侧面上的较大的导电表面从两个方向朝外作用。在制造本发明的过程中不管使用什么分层序列，旁通UMFCCSS或直通UMFCCSS3800的最小结果的实施例应该具有这种结果序列。

参考附图5B，附图5B所示为带电的电子交换，该电子交换起在屏蔽容器内在通电状态到滤波电路寄生中所发生的静电功能的作用。这个附图还表示沿着中央的公共且共享的导电通道3816的相对侧面上的每个相应的容器中的导电材料的表面所产生的同时但相反的电荷效应。较大的导电区位于在3816的相应侧面上并在对着位于电极3816的每个较大侧面上的导电材料的相应较大区域的公共电极3819和3806的两个较大的导电区中的一个。不管层叠的导电容器的数量，在本发明的任一实施例中在这个局部位置上同时调节在3814和3804上传播的能量，不管是否包含多层导电通道比如以一定的方式设置附加的成对的极板3818A和3804A(未示)，这种方式包括许多附加的差动和配对的通道电极交错并嵌入在电介质壳体内，电介质壳体带有差动运行的导电通道的配对的组作为紧密间隔的导电元件对，这极大地增加了差动运行导电通道的配对的组的总的面积，因此在整个实施例中当前处理能力相应地增加。虽然这种公开在3804、3818和伴随的电极3804A、3804B(未示)都将受益的直通UMFCCSS使用中工作很好，但是由于能量流经AOC而不以旁通的方式流动，在任何情况下所有的直通UMFCCSS实施例总具有电流限制，其中所有的导电分层电极或通道被位于严格中央设置的公共导电通道电极和“0”电压基准平面的相对侧面上的传播能量的一部分所利用。电并联意味着当连接时如在此所公开的方式一样。电并联的方式是指，相对于从工作源传播到AOC并进一步传播到能量利用源的能量所利用的导电能量通道，然后部分能量从能量利用负载传播到AOC，然后部分能量通过AOC返回到源通道或部分能量通过在AOC内公共的通道的第三导电组所增强的低阻抗通道带走并到通向外部设置公共导电外部通道中的另一个中。正如所描述的，正确连接分立的或非分立的本发明的装置都将有助于实现并行能力以同时执行多重的且不同的能量调节功能比如去耦、滤波、应用并联电设置原理的电压平衡，这些功能总是相对于能量源、配对的导电能量通道、能量利用负载以及返回到能量源以完成电路的导电能量通道。这还包括应用中央枢轴设置的公共的且共享的导电电极通道在“0”电压基准的相对侧面上同时产生的以平衡的方式作用在导电通道上的传播能量部分的相反的但电抵消且互补的位置。这种一般总是平行的能量分布方案允许该材料组成所有的制造本发明的元件与位于该电路内的电源通道和负载一起以更有效地运行。通过以平衡的方式运行与已有技术相比材料应力极大地降低。使这种现象比如弹性材料记忆和滞后效应最小化。实质上还使压电效应最小，因此在AOC内部我们没有有效地利用的能量没有迂回，在标准和公共电介质材料的能力极大地增加的情况下负载可自动地利用该能量，以在更宽的而不是更小的限制使用中在AOC和电路中执行功能，因此降低了成本同时运行性能等级高于已有技术。测试已经证实以钽材料所制造的本发明的实施例可以被消除以及用于它们的支持所需的感应元件。这比较有利，主要是由于在电路通电的过程中和静态地产生的因素的组合。从静态中，应用当前所使用的标准工业制造方法和设备可以完成本发明的分立偏差的制造。利用标准的和普通的导电材料和电介质材料替换在已有技术中所使用的更多的外来的材料来增强有效性。在通电状态中在本发明的AOC内的电介质和导电材料应力的滞后和压电效应的最小化翻译为或等效于增加这种应用的性能等级，比如SSO状态、去耦功率系统，还通过这些应力降低和允许传播的能量利用UMFCCSS的平衡方式直接实现通过有源部件快速利用无源部件。降低标准的x7r材料是静态的，一种用于旁通、直通和在3818和3804电极通道之间产生的能量调节的一种更好的和更有效的方案。中央共享的公共导电屏蔽通道电极3816是在该结构内在3816的基本平行的且相对的侧面上的能量发源(相对于它本身)的平衡点，并已位于紧密接近整个3800的物理3-维中心，即能量调节、抑制以及屏蔽的中心。在能量化之前，自由电子随机地分布在所有的导电通道的外部表面上，所有的极板都是GnD，并且彼此分别平行，但更低的电容值串联到板。

现在转到附图5C和附图5D，在附图5A、5B、5C和5D之间自由移动，公开了在可能的旁通结构中的任何UMFCCSS的AOC电路功能部分。附图5C为相对于本发明元件构造的电容型单元配置的两个3800(旁通)的响应曲线。附图5C所示为比较带有旁通通道(UMFCCSS-B)3800-A和3800B的已经制造成1206尺寸组件的两个通用多功能公共导电屏蔽结构的测试数据，1206尺寸组件是无源部件制造工业为销售作为分立无源部件的实施例所使用的一种标准组件尺寸，不管电容性还是电感性的，术语1206对于本领域的人员都是可理解的。实施例3800-A和3800-B的电容值大致相同。相对于在其内的公共导电通道电极在任何导电通道电极的布置结构方面3800-A和3800B相差并不大。3800-A和3800B与在物理上形成连接的任何焊接材料相差并不大。在任何公共导电通道电极内的布置结构方面3800-A和3800B相差并不大，在用于将3800-A和3800B连接到测试电路中的相应的导电端子结构之间也相差并不大。

3800-A和3800B在静态电容值方面有轻微差别，但在每个单元制造过程中所使用的电介质材料方面相差很大。3800-A是由线路接地电容大约为912pF的中间平均值的MOV电介质制成的，而3800-B是由线路接地电容大约为1000pF的平均批值的X7R电介质制成的。

3800-A和3800-B连接到在功能上类似于在附图5A中所示的系统3829的测试装置电路。附图5C所示为以曲线3800-A1、3800-B1所表示的测试结果。虽然3800-A和3800-B的电容器值类似，但电介质不同，并且所示的测试结果也不同：更昂贵但不普遍使用的MOV材料具有更普遍的X7R材料的极好的滤波效果。这些测试结果3800-A1和3800-B1表明用户使用本发明构造的比如3800-A能够利用所有的有利的MOV电介质特性：快速地对电压过渡进行钳位和波动抑制能力，在本领域中这些特定的电介质是公知的。意料之外的是应用MOV材料3800-A所获得的所示的频率插入损耗响应的视在无尽的宽度。在频谱上趋势线显示，在附图中示出了高达1200兆赫兹的对传播能量的几乎纯的电容响应。应该注意的是，1200兆赫兹是所使用的测试设备的极限。趋势线3801A-TX7R和3801-TMOV增强了在测试设备的已知的极限之外的电容响应。与类似值的MOV和X7R结构相对，3801-A和3801-B分别以相反的方式进行X7R的波动测试表明，X7R电介质的意料之外的能力也与在通电状态中所产生的普通模式过渡的快速MOV过渡响应特性相作用。因此，本发明的所有实施例和变型都由标准的装置构造或制造并应用标准的多重配对的线电路，并且这些实施例和变型的电介质的差别作为在相同构造的本发明的实施例之间的仅有的重要变化，本发明的所有的实施例和变型考虑已有技术的相应地公知的电介质材料的响应以一种意料之外的非显而易见的方式来进行插入损失性能测量。类似的发明单元(而不是电介质)的这种比较清楚地显示造成这种结果和电路性能的主要原因或因素是新颖的公共导电屏蔽结构以及外部导电连接元件以高斯-法拉第笼状方式结合应用静电抑制、物理屏蔽相作用以影响在并入所述发明的电路系统内的能量传播的调节。因此，如在此所公开的或考虑的应用公共导电屏蔽结构和外部导电连接单元以及应用主要将其分类到一定的电调节功能或结果的电介质的分立的和/非分立的实施例将会发现，在此所设计的本发明的元件或应用等效的元件所构造的本发明的应用可以实现所使用电介质材料先前所得知的有限应用中的附加的意料不到的且有益的特性。这包括任何可能的分层应用，这些应用包括使用能够将本发明的变型并入到所制造的分立的硅片等其中的分立的电容或电感结构，这些应用例如有或者超级电容器应用或者甚至原子级能量调节结构。

附图5D所示为比较带有旁通通道(UMFCCSS-B)的通用多功能公共导电屏蔽结构的公共导电端子结构的各种连接件连接和无连接件无连接的数据曲线，这些公共导电端子结构都导电地连接到所有的公共导电通道电极和所有的端子结构公共的外部导电表面，该端子结构在以附图5A和附图5B所示的类似的方式连接到此的测试电路系统中运行到500兆赫兹。相对于到与导电通道电极3815(A)和3803(B)分离且位于外部(相对于AOC)的公共导电通道的四个连续连接级测量相同发明的实施例的导电通道电极3815(A)和3803(B)。这种公共导电通道朝上延伸并借助于导电连接比如3821A和3821B进入AOC，当将这种公共导电通道放置在电路中时这有利于通过相互抵消在通电的所制造的本发明的结构内的相反的磁通所产生的内部导电通道电极的低阻抗特性。测试这些连续的连接级并将结果分别标为3800-1、2、3、4，并对插入损失进行归一化。所利用的组件尺寸是带有220pF的额定静电电容、在NPO电介质材料中所构造的线路接地的尺寸分层的1206。曲线3800-1是仅到导电电极通道元件3815和3803的连接的。这种测试表明对在本发明的AOC内传播的能量的影响很小，然而，如在附图5A和附图5B中公开，那些所标示(#-IM)的附加设置的公共导电通道是与内在中心公共连接的公共导电电极通道，共享图像“0”电压基准平面在许多方面增加了本发明的屏蔽效果。这些是附加地设置的公共导电通道，这些公共导电通道位于配对的导电屏蔽状容器的基本组之外并在一定程度上进一步有助于相对于外部连接的公共导电面积影响能量传播。曲线3800-2是到导电电极通道元件3815和3803的连接的和到位于外部的公共导电载流子地端的3821A和3821B的连接的。当对3800-2进行测试时，仅使公共外部导电通道连接到3821A，并可看到300兆赫兹的谐振频率衰减46分贝以上。在这种结构中本发明并不实际作为UMFCCSS工作，因为虽然在部件内的公共导电通道电极在物理上实际彼此并联，但是实际上仍然可以认为他们是串联到作为主电路回路或地端的一部分的外部导电公共通道。这种结构3800-2还表示，尽管4个端子中的3个连接，但是差动通道与能量利用负载和电路的能量返回通道导电地串联。共享的公共导电的位于中心的通道也变得不重要，在所进行能量调节方面与位于AOC内的任何其它的公共导电极板相同。当该电路具有适当的串联关系时，共用公共极板实际上到这样的程度以致不实现“0”电压图像基准功能，不能实现全部的寄生抑制所必须的完全抵消互感和全部静电切换。一旦该结构谐振，本发明的电感特性淹没了电容，呈现出已有技术的性能。因此，位于或可达到外部导电通道连接的所有的公共导电电极通道的全部连接的关键特征在执行多重的不同的能量调节功能的并行能力方面表面为非常关键，这些能量调节功能比如有功率和信号去耦、滤波、相对于在单个的位于中央的公共的且共享的导电电极通道的相对侧面上所产生的“0”电压基准的相对侧面应用电设置的电压平衡。

如图所示，当本发明的3821A和3821B连接到公共导电外部区域时，所有的公共的且导电连接的电极元件允许所传播的能量相对于电源和负载电并联地运行，以及不仅其它的公共导电结构位置彼此之间而且还与任何主电路返回通道、机壳接地或低阻抗通道电并联地运行。在这种结构中，如所描述这种连接方法3800-3导致了测量本发明的谐振频率从301兆赫兹移动大约86兆赫兹到达387兆赫兹。通过加入不同值的更多现有技术的无源部件来实现相同的等效的效果，在现有技术的部件中通常可以实现这点。3800-3表示通过应用从3821A到3821B的绕在UMFCCSS-B上的附加的外部导电带所实现的性能改善，并将公共导电通道并联地加入到所公开的内部通道，由此进一步增强并降低了在AOC内到所传播的能量返回通道的第三导电的且公共的通道的阻抗，该能量返回通道可以利用来自相同的电源的部分能量。应该注意的是，虽然导电通道内部平衡，但是一旦将本发明的结构放置在由在测试的过程中所放置的搅拌焊接材料所产生的公共导电面积上，则在公共导电极板中产生轻微的但并不重要的不平衡，这种不平衡被注解为非关键性的。从3812A到3812B的附加的外部导电带支持导电通道平衡，并将自谐振点移动几乎另一38兆赫兹，即从387兆赫兹移到425兆赫兹。。通过附加的外部的紧密设置的极板6808-IM和6810-IM模拟这种结构，设置极板6808-IM和6810-IM以增强并进一步朝外移动单元自谐振点。应该注意的是，如果组成本发明的容器结构根据所示的叠加顺序加以平衡，通过错误加入的或预谋加入的任何增加的或额外的公共导电屏蔽结构都将不足以阻碍或降低能量调节工作并在制造过程中实际展示了潜在的成本节约，其中自动分层过程可能加入如所描述的附加的外部层。已经公开显示，这些有意或偶然的错误将不会对包含如所讨论的以正确顺序叠加的容器的本发明的平衡不利地造成损害，本发明人完全考虑到这一点。

在任何UMFCCSS的变型中都至少包含三种完全不同的的能量调节功能：通过几乎完全屏蔽封装使能量寄生的静电最小化；差动导电通道的物理屏蔽；电磁屏蔽功能或相反的差动导电通道的互磁通抵消；使用中心公共的且共享的通道电极所产生的“0”电压基准，该通道电极是两个不同的公共导电屏蔽结构中的一部分，通过绝大部分能量应用AOC并行运动屏蔽效应与串行运动效应相反，在该AOC中在电和/或磁工作中的中心公共的且共享的导电能量通道的一侧上运行的每个能量部分都将具有以基本相反的抵消型方式运行的并行非加强型对应部分，这种抵消型方式以与已有技术类似的方式并不加强有害的力，这种已有技术以基本串行的方式运行，而这种串行的方式可以应用相反的差动导电通道的互感磁通抵消但不能应用如在本说明书中所描述的同时夹层静电屏蔽功能。

第二，在示出或没有示出的所有的实施例中，公共导电通道电极和差动导电通道电极的数量都可以以预定的方式加倍以形成以基本物理平行的关系的许多导电通道元件的组合，就相对于电路电源在通电中的额外地以并行存在的这些元件来说这种物理平行的关系也可以认为是电并联关系，由此进一步产生了增加的电容值。

第三，应用包围中心导电通道和许多导电电极的附加的公共导电通道来在所有的实施例中提供增加的固有接地并使法拉第笼状功能和波动消散面积最佳化。

第四，虽然通常希望最小的一个带有两个附加设置的公共导电通道或屏蔽的中心公共导电屏蔽结构并将其设置在中心公共导电屏蔽的相反侧面上(其它的元件比如电介质材料和差动导电电极可以如所描述地那样设置在这些屏蔽之间)，但是附加的公共导电通道可以与所示的任何实施例一同使用，本发明人完全考虑了这些。

实际上没有示出的多功能能量调节器容易制造在硅中并直接并入到集成电路中以便在如通信微处理器集成电路或芯片的应用中使用。已经能够制造具有在硅基中蚀刻的电容器的集成电路，这种硅基允许应用如今可用的技术容易地将本发明的结构并入。

该多功能能量调节器还可以被嵌入并对直接来自它们的电路板端子连接的通信或数据线进行滤波，由此降低电路板不动产要求并进一步降低整个电路的尺寸同时使生产要求更简单。最后，通过对许多实施例的回顾，可以清楚地看到根据所需的电特性或根据应用可以改变形状、厚度或尺寸，在这些应用中由于物理结构体系造成需要使用滤波器，这种物理结构体系是从公共导电电极通道和形成了至少单个导电均匀法拉第笼状结构的它们的连接结构以及其它的导电电极通道中得出的。

虽然在此已经详细地描述本发明的原理、优选实施例和优选的工作，但是本发明并不限于在此所公开的特定的说明性的形式。应该理解的是在本领域中熟练的人员可以在不脱离由附加的权利要求所定义的精神或范围的前提下对在此所描述的优选实施例进行各种修改。

Claims (6)

1.一种多功能公共导电屏蔽和能量调节结构，这种结构带有用于能量源和能量利用负载之间外部导电能量通道连接的导电能量通道，包括：

多个公共导电通道电极；

多个导电通道电极；

其中所述多个公共导电通道电极中的至少一个公共导电通道电极是在所述多个公共导电通道电极的相等数量的其余电极之间以基本平行的关系放置的中心放置的公共导电通道电极；

通过所述多个公共导电通道电极的每个相邻的公共导电通道电极的至少一个相邻的平行侧面来屏蔽至少一个所述多个导电通道电极的大部分导电通道电极面积的装置；

防止在所述多个导电通道电极和所述多个公共导电通道电极之间的直接电连接的装置；以及所述多个公共导电通道电极的公共导电连接的装置；

同时调节沿所述多个导电通道电极中的至少一个导电通道电极传播的所述能量的装置。

2.一种多功能公共导电屏蔽和能量调节结构，这种结构用于连接到被连接在能量源和能量利用负载之间的多个外部导电能量通道，包括：

多个公共导电通道电极；以及

多个导电通道电极；

其中所述公共导电通道电极中的至少一个公共导电通道电极是在所述多个公共导电通道电极的相等数量的其余电极之间以基本平行的关系设置的中心设置的公共导电通道电极；

3.一种用于同时进行电路电压平衡和能量调节的多功能导电结构，包括：

至少两个导电通道电极；

以基本平行的关系彼此邻近的至少两个公共导电笼状结构，其中每个公共导电笼状结构包括至少两个公共导电通道电极，其中所述至少两个公共导电通道电极中的至少一个公共导电通道电极与所述邻近结构共享，以及其中所述至少两个导电通道电极中的一个导电通道电极以基本平行的关系夹在所述至少一个共享的公共导电通道电极和所述至少两个公共导电通道电极中的至少一个公共导电通道电极之间；以及

具有预定的电特性的材料，其中所述材料被保持在所述至少两个公共导电笼状结构和所述至少两个导电通道电极之间，防止在所述导电通道电极和所述公共导电通道电极之间的直接电连接；其中所述公共导电通道电极导电地彼此连接。

4.权利要求3所述的多功能导电结构，其中所述至少两个公共导电笼状结构的总数为偶数整数。

5.权利要求3所述的多功能导电结构，其中所述公共导电通道电极的总数为奇数整数。

6.权利要求4所述的多功能导电结构，其中所述公共导电通道电极和所述导电通道电极的总数为奇数整数。

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