DE3234801C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schichtkondensator mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Kondensatoreinheiten, deren jede mindestens zwei übereinander angeordnete und jeweils durch eine gemeinsame dielektrische Schicht voneinander getrennte Elektrodenschichten aufweist, die beidseits der dielektrischen Schicht jeweils in derselben Ebene angeordnet sind, mit einem Erdanschluß, an dem bestimmte Elektrodenschichten zusammengeschaltet sind, sowie je einem Betriebsanschluß für jede Kondensatoreinheit, wobei der Erdanschluß mit der einen Elektrodenschicht der Kondensatoreinheit und der Betriebsanschluß mit der davon durch die dielektrische Schicht getrennten anderen Elektrodenschicht der Kondensatoreinheit verbunden ist.

Bei einem derartigen bekannten Schichtkondensator (US- PS 26 65 376) liegen die beiden jeweils mit dem Betriebsanschluß versehenen Elektrodenschichten der beiden nebeneinander angeordneten Kondensatoreinheiten auf derselben Ebene der dielektrischen Schicht, so daß zur Vermeidung einer zwischen diesen beiden Elektrodenschichten auftretenden Streukapazität eine zusätzliche, dazwischenangeordnete, geerdete Abschirmschicht erforderlich ist. Diese zusätzliche Abschirmschicht bedingt daher einen zusätzlichen baulichen Aufwand und vergrößert die Abmessungen des Schichtkondensators. Außerdem ist diese Maßnahme darauf beschränkt, daß der Schichtkondensator nur eine einzige dielektrische Schicht aufweist, auf der beidseits die Elektrodenschichten angeordnet sind. Eine Möglichkeit, diese bekannte Abschirmmaßnahme auf einen aus vielen übereinanderliegenden Schichten zusammengesetzten Schichtkondensator größerer Kapazität zu übertragen, ist nicht ersichtlich.

Es ist auch bekannt (US-PS 38 82 059), auf den beiden Seiten einer nichtleitenden Keramikschicht einander gegenüberliegende leitende Bereiche auszubilden, die leitenden Bereiche mit davon senkrecht abstehenden Anschlußleitern zu versehen und die solchermaßen mit Anschlußleitern bestückte Keramikschicht zwischen zwei mit passenden Durchführungslöchern versehenen weiteren Keramikschichten einzuschließen, die an einer Stelle zwischen den leitenden Bereichen der mittleren Schicht eingekerbt sind. Nachdem diese Schichtanordnung durch einen Sinterungsvorgang fest miteinander verbunden ist, können jeweils einzelne Kondensatoren oder auch Mehrfachkondensatoren längs der Kerblinien abgebrochen werden. Das Problem der Kopplungskapazitäten zwischen den Kondensatoren ist in der US-PS 38 82 059 jedoch nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schichtkondensator der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Kopplungskapazität zwischen den mit den Betriebsanschlüssen versehenen Elektrodenschichten bei einem vereinfachten Aufbau herabgesetzt ist, wobei sich dieser Aufbau auch für vielschichtige Schichtkondensatoren eignet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils die an eine mit einem Betriebsanschluß verbundene Elektrodenschicht der einen Kondensatoreinheit angrenzende, auf derselben Ebene gelegene Elektrodenschicht der benachbarten anderen Kondensatoreinheit mit dem Erdanschluß verbunden ist und umgekehrt.

Durch die bei der Erfindung vorgesehene Anordnung der Elektrodenschichten bewirken die mit dem Erdanschluß zusammengeschalteten Elektrodenschichten der nebeneinander angeordneten Kondensatoreinheiten jeweils eine Herabsetzung der Kopplungskapazität zwischen den Kondensatoreinheiten. Dies wird ohne zusätzlichen baulichen Aufwand erzielt, und gleichzeitig wird eine Verkleinerung der Abmessungen des Schichtkondensators erreicht.

In der folgenden Beschreibung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierin zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform eines Schichtkondensators,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Schichtkondensators von Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht gemäß einem Schnitt längs einer Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 ein Schaltbild eines Beispiels für einen Hochfrequenzschaltkreis, bei dem eine weitere Ausführungsform des Schichtkondensators verwendet ist,

Fig. 5 eine Vorderansicht des Schichtkondensators von Fig. 4,

Fig. 6 eine Aufsicht gemäß einem Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5.

In Fig. 1 ist ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels dargestellt, bei dem Kondensatoreinheiten C₁ und C₂ mit Betriebsanschlüssen A bzw. D an die spannungsführende Seite und mit einem Erdanschluß B, E an die Erdseite angeschlossen sind. Fig. 2 stellt eine Stirnansicht der betrachteten Ausführungsform und Fig. 3 eine Aufsicht gemäß eines Schnittes längs der Linie III-III in Fig. 2 dar. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine erste dielektrische Schicht, die Bezugszeichen 2 x, 3 x Elektrodenschichten, das Bezugszeichen 4 eine zweite dielektrische Schicht, 2 y, 3 y Elektrodenschichten und das Bezugszeichen 5 eine dritte dielektrische Schicht, die nacheinander durch Drucken gebildet sind. Vor jeder der Elektrodenschichten 2 x, 2 y, 3 x, 3 y ist ein Teil zum Rand des Kondensators geführt, wo jeweils Leiter zur Bildung der Betriebsanschlüsse A bzw. D und des Erdanschlusses B, E vorgesehen sind. Die Elektrodenschichten 2 x und 2 y bilden die Kondensatoreinheit C₁ und die Elektrodenschichten 3 x und 3 y die Kondensatoreinheit C₂.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind in dieser Ausführungsform die in derselben Ebene liegenden Elektrodenschichten 2 x und 3 x an den Betriebsanschluß A, der mit der spannungsführenden Seite verbunden ist, bzw. an den Erdanschluß B, E, der mit der Erdseite verbunden ist, angeschlossen. Die in der anderen Ebene liegenden Elektrodenschichten 2 y und 3 y sind mit dem Erdanschluß B, E bzw. dem spannungsführenden Betriebsanschluß D verbunden.

Selbst wenn bei diesem Aufbau ein hochdielektrisches Material verwendet wird, ist die Kopplungskapazität zwischen den mit der spannungsführenden Seite verbundenen Elektrodenschichten 2 x und 3 y (Betriebsanschlüsse A und D) sehr klein, weil die Elektrodenschichten gleicher Polarität, d. h. die mit der Erdseite zu verbindenden Elektrodenschichten 3 x, 2 y oder die mit der spannungsführenden Seite zu verbindenden Elektrodenschichten 2 x, 3 y nicht in derselben Ebene ausgebildet sind.

Indem man ferner den Umriß der mit Erde verbundenen Elektrodenschichten 2 y und 3 x größer gestaltet als den der anderen Elektrodenschichten 2 x bzw. 3 y, kann die Kopplungskapazität zwischen den Betriebsanschlüssen A und D weiter herabgesetzt werden, und es ist auch möglich, Fehler in der Ortsgenauigkeit des Druckverfahrens aufzufangen und Kapazitätsschwankungen zu vermindern.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines Hochfrequenzschaltkreises, in dem das Bezugszeichen Q₁ einen Hochfrequenzverstärkertransistor und Q₂ einen Konversionstransistor bezeichnet. Kondensatoreinheiten C₁₁, C₁₂ und C₁₃ sind mit ihrem einen Ende mit Erde und ihrem anderen Ende mit der spannungsführenden Seite verbunden. Indem die durch die gestrichelte Linie umgebene Vielzahl von Kondensatoreinheiten miteinander integriert angeordnet wird, wird die Größe der Vorrichtung erheblich herabgesetzt. Wenn jedoch außer der dargestellten eine verteilte Kapazität zwischen den Kondensatoreinheiten C₁₁ und C₁₂ oder C₁₃ besteht, tritt leicht eine Kopplung zwischen den Schaltkreisen auf, wodurch ungeordnete Schwingungen oder unnötige Abstrahlungen auftreten.

Um zu verhindern, daß zwischen den spannungsführenden Betriebsanschlüssen A, C, D eine unnötige verteilte Kapazität hervorgerufen wird, sind die Elektrodenschichten zumindest in derselben Ebene so aufgebaut, daß die an der spannungsführenden Seite liegenden Elektrodenschichten einander nicht benachbart sind. Auf diese Weise wird die Kopplung zwischen den Schaltkreisen verhindert, wodurch der Schichtkondensator erheblich zur Größenverminderung der betreffenden Vorrichtung beiträgt.

Die Einheiten der in Fig. 4 schematisch dargestellten Ausführungsform des Schichtkondensators werden nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 beschrieben. Fig. 5 zeigt eine Stirnansicht und Fig. 6 eine Aufsicht gemäß einem Schnitt längs der Linie VI-VI. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet ein dielektrisches Material des Schichtkondensators und die Bezugszeichen 12, 13, 14 Elektrodenschichten, die durch Drucken auf derselben Ebene ausgebildet sind. Von diesen Elektrodenschichten 12, 13, 14 sind Leiter zum Rand des Schichtkondensators geführt, wo sie mit dem Erdanschluß B und den Betriebsanschlüssen C bzw. D verbunden sind. Wie aus Fig. 4 klar hervorgeht, ist der mit der Elektrodenschicht 12 verbundene Erdanschluß B an die Erdseite angeschlossen, wogegen die mit den Elektrodenschichten 13 bzw. 14 verbundenen Betriebsanschlüsse C und D mit der spannungsführenden Seite verbunden sind.

Elektrodenschichten 15, 16 und 17 sind ebenfalls durch Drucken auf einer weiteren Ebene ausgebildet, die oberhalb der die Elektrodenschichten 12, 13 und 14 enthaltenden Ebene liegt und von ihr durch das dazwischenliegende dielektrische Material 11 getrennt ist. Die Elektrodenschicht 15 befindet sich in teilweiser Gegenüberstellung zu den darunterliegenden Elektrodenschichten 12 bzw. 13, und ihre sich gegenüberstehenden Teile bilden die Kondensatoreinheiten C₁₁ bzw. C₁₅. Ferner ist von dieser Elektrodenschicht 15 ein Leiter zum Rand des dielektrischen Materials 11 geführt und mit dem spannungsführenden Betriebsanschluß A versehen. Die Elektrodenschicht 16 befindet sich in teilweiser Gegenüberstellung zu den darunterliegenden Elektrodenschichten 13 bzw. 14, und ihre sich gegenüberstehenden Bereiche bilden die Kondensatoreinheiten C₁₂ bzw. C₁₃.

Die Elektrodenschicht 16 ist mit dem am Rand des dielektrischen Materials 11 gelegenen Erdanschluß E verbunden. Die Kondensatoreinheiten C₁₂ und C₁₃ sind mit dem gemeinsamen Erdanschluß E verbunden.

Ferner befindet sich die Elektrodenschicht 17 teilweise in Gegenüberstellung zu den Elektrodenschichten 13 und 14, so daß durch ihre sich gegenüberstehenden Bereiche Kondensatoreinheiten der Kapazität C₁₄′ und C₁₄″ gebildet sind. Anders ausgedrückt ist in dem Schaltkreis von Fig. 4 die Kondensatoreinheit C₁₄ aus einer Reihenschaltung von C₁₄′ und C₁₄″ gebildet, so daß C₁₄ = . Die beiden Kondensatoreinheiten C₁₄ (kombinierte Reihenkapazität) und C₁₅ sind zwischen die spannungsführenden Betriebsanschlüsse (d. h. daß keiner dieser Anschlüsse geerdet ist) eingesetzt, und ihre Elektrodenschichten 15 und 17 sind auf der rechten und linken Seite unter Trennung durch die mit der Erdseite verbundene Elektrodenschicht 16 vorgesehen.

Bei dieser Anordnung sind die spannungsführenden Elektrodenschichten 15 und 14 der Kondensatoreinheiten C₁₁ und C₁₂ in verschiedenen Ebenen angeordnet, und die spannungsführende Elektrodenschicht der einen Kondensatoreinheit ist zu der erdseitigen Elektrodenschicht der anderen Kondensatoreinheit in derselben Ebene (zwischen den Elektrodenschichten 15 und 16 und den Elektrodenschichten 12 und 14) benachbart; wodurch die Kopplung zwischen den Kondensatoreinheiten C₁₁ und C₁₂ verhindert ist. Dies ist ebenfalls bei den Kondensatoreinheiten C₁₁ und C₁₃ der Fall.

Die spannungsführende Elektrodenschicht 15 der Kondensatoreinheiten C₁₁ und C₁₅ befindet sich in derselben Ebene wie die spannungsführende Elektrodenschicht (C₁₄′, C₁₄″) 17 der Kondensatoreinheit C₁₄ und dazwischen befindet sich die an Erde angeschlossene Elektrodenschicht 16. Diese Elektrodenschicht 16 stellt auch eine Erdelektrode für die Kondensatoreinheiten C₁₂ und C₁₃ dar, so daß die von der in Fig. 4 dargestellten verschiedene, unnötige verteilte Kapazität sehr klein ist, wodurch die Kopplung zwischen den Schaltkreisen verhindert ist. Indem die erdseitige Elektrodenschicht 16 derart ausgebildet ist, daß sie die Flächenbereiche der spannungsführenden Elektrodenschichten auf derselben Ebene in der oben beschriebenen Weise trennt, wird ferner die Fläche des Schichtenkondensators verringert, wodurch seine Größe verkleinert wird.

Claims (4)

1. Schichtkondensator mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Kondensatoreinheiten, deren jede mindestens zwei übereinander angeordnete und jeweils durch eine gemeinsame dielektrische Schicht voneinander getrennte Elektrodenschichten aufweist, die beidseits der dielektrischen Schicht jeweils in derselben Ebene angeordnet sind, mit einem Erdanschluß, an dem bestimmte Elektrodenschichten zusammengeschaltet sind, sowie je einem Betriebsanschluß für jede Kondensatoreinheit, wobei der Erdanschluß mit der einen Elektrodenschicht der Kondensatoreinheit und der Betriebsanschluß mit der davon durch die dielektrische Schicht getrennten anderen Elektrodenschicht der Kondensatoreinheit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die an eine mit einem Betriebsanschluß (A) verbundene Elektrodenschicht (2 x) der einen Kondensatoreinheit (C₁) angrenzende, auf derselben Ebene gelegene Elektrodenschicht (3 x) der benachbarten anderen Kondensatoreinheit (C₂) mit dem Erdanschluß (E) verbunden ist und umgekehrt.

2. Schichtkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinander angeordneten Elektrodenschichten der nebeneinander angeordneten Kondensatoreinheiten in einer ungeraden Anzahl von mindestens drei vorgesehen sind und in jeder Kondensatoreinheit die mit dem Betriebsanschluß verbundene Elektrodenschicht zwischen zwei mit dem Erdanschluß verbundenen Elektrodenschichten angeordnet ist.

3. Schichtkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die beiden mit dem Erdanschluß verbundenen Elektrodenschichten jeder Kondensatoreinheit durch eine in der dielektrischen Schicht vorgesehene durchgehende Bohrung miteinander verbunden sind.

4. Schichtkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Erdanschluß verbundene Elektrodenschicht jeweils über den Umriß der ihr gegenüberliegenden anderen Elektrodenschicht hinausragt.