DE3943013A1 - Diodenvorrichtung fuer hochfrequenzanwendungen - Google Patents

Diodenvorrichtung fuer hochfrequenzanwendungen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Diode, die insbesondere für Hochfrequenzsignale verwendet wird. Die Vorrichtung kann z.B. in einer Abstimmschaltung eines Fernsehempfängers verwendet werden.
Fig. 7 zeigt die Eingangsstufe einer typischen Abstimm­ schaltung 1 eines Fernsehempfängers, bei der eine Diode 2 mit variabler Kapazität und eine Schaltdiode 3 verwendet werden. Um diese Dioden 2 und 3 gegen zufällige Fehler auf­ grund von Überspannungen zu schützen, sind Widerstände 4 a und 4 b (üblicherweise mit 50 bis 100 kΩ) normalerweise für die Dioden 2 bzw. 3 vorgesehen. In der Abbildung sind C 1, C 2, C 3 und C 4 Sperrkondensatoren, L 1, L 2 und L 3 Abstimmspu­ len, Bezugsziffer 5 bezeichnet einen Doppelgate - MOS FET für die Hochfrequenzverstärkung, Bezugsziffer 6 bezeichnet einen Vorspannungswiderstand und C 5 ist ein Ableitungskon­ densator.
Normalerweise werden diskrete Teile für den Aufbau einer solchen Schaltung verwendet, und die Schutzwiderstände 4 a und 4 b wurden ebenfalls separat vorgesehen: Die Widerstände 4 a und 4 b werden mit einem Ende an die Dioden 2 und 3 und an dem anderen Ende an die Spannungseingangsklemmen 7 und 8 angeschlossen. In diesem Fall muß eine gewisse Länge des Zuleitungsdrahtes zwischen den Dioden 2, 3 und den Wider­ ständen 4 a, 4 b vorgesehen sein, und es ergibt sich ein Pro­ blem mit den Streukapazitäten 9 und 10 aufgrund des Lei­ tungsdrahtes, die ungewünschte Einflüsse auf die Abstimmei­ genschaften ausüben können.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Diodenvorrichtung mit sehr geringen Streukapazitäten zu schaffen, die für Hochfrequenzanwendungen geeignet ist.
Desweiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einheitliches Bauteil zu schaffen, bei dem eine Diode und ihr Schutzwiderstand einstückig miteinander kombiniert sind.
Entsprechend einem Aspekt dieser Erfindung weist eine Di­ odenvorrichtung für Hochfrequenzanwendungen auf: Eine Di­ ode, einen an einen Anschluß der Diode angeschlossenen Wi­ derstand zum Schutz der Diode gegen Überspannungen, eine Harzverpackung zum Vergießen und Fixieren der Diode und des Widerstandes und eine Anzahl von Anschlußelementen, von denen jedes in die Harzverpackung halb eingegossen ist zum Verbinden der Anschlüsse der Diode und des Widerstandes mit der Außenseite der Diodenvorrichtung.
Gemäß eines weiteren Aspektes dieser Erfindung weist eine Diodenvorrichtung für Hochfrequenzanwendungen auf: Eine Di­ ode aus einem Halbleitersubstrat und einem Halbleiterbe­ reich, der einen dem Substrat entgegengesetzten Leitfähig­ keitstyp aufweist und in das Substrat eingebettet ist, einen Widerstand, der auf dem Substrat über einer Isolier­ schicht angeordnet ist und Kontakt mit dem Substrat über eine in der Isolierschicht ausgebildete Öffnung hat, zum Schutz der Diode gegen eine Überspannung, ersten und zwei­ ten Anschlußelementen, die mit den Anschlüssen der Diode verbunden sind, einem dritten Anschlußelement, das mit dem Widerstand verbunden ist, und eine Harzverpackung, zum Ver­ gießen und Fixieren der Diode, des Widerstandes und der An­ schlußelemente.
Da die Diode und ihr Schutzwiderstand gemäß den oben ge­ nannten Merkmalen integriert und in ein einheitliches Bau­ teil gegossen sind, ist die Verbindungsleitung zwischen ih­ nen sehr kurz, was zu einer zu vernachlässigenden Streuka­ pazität führt und zu einer hohen Anwendbarkeit für Hochfre­ quenzverwendungen führt. Die einheitliche Vorrichtung ist ferner vorteilhaft bei der Handhabung und bei der Herstel­ lung von Anwendungsschaltungen, wie einer Fernsehabstimm­ schaltung.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefüg­ ten Zeichnungen erläutert, es zeigt:
Fig. 1a eine Aufsicht auf eine Diodenvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 1b eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B der Fig. 1a,
Fig. 2 eine Perspektivdarstellung der Diodenvorrichtung,
Fig. 3 den Schaltplan der Diodenvorrichtung,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Hauptteils der Dioden­ vorrichtung,
Fig. 5 eine Aufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine Aufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 7 einen Schaltplan einer Abstimmschaltung eines VHF- Fernsehempfängers.
Die in den Fig. 1a, 1b und 2 dargestellte Vorrichtung ist die erste Ausführungsform der Erfindung, in der ein Schutz­ widerstand 4′ auf einem Diodenchip 12 angeordnet ist, der auf einem 11 der drei Anschlußstifte 11, 13 und 14 der Vor­ richtung angeordnet ist. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, wird der Anschlußstift 11 für die Kathode der Diode 12 ver­ wendet, ein weiterer Anschlußstift 13 ist mit der Anode über einen inneren Leitungsdraht 16 verbunden, und der dritte Anschlußstift 14 ist mit dem Widerstand 4′ über einen weiteren inneren Leitungsdraht 17 verbunden, wobei alle mit Harz 15 vergossen und fixiert sind. Die Anschluß­ stifte 11, 13 und 14 sind aus einem Leitungsraster gefertigt und werden nach dem Vergießen getrennt.
Der mit dem Schutzwiderstand 4′ integrierte Diodenchip 12 ist wie in Fig. 4 dargestellt, aufgebaut. Die Diode 12 ist aus einem N-Siliziumsubstrat 18 und einem darin eingebette­ ten P-Bereich 19 gebildet. Dann wird eine Isolierschicht 21 gebildet, die die Oberfläche des N-Substrates abdeckt und ein Durchgangsloch 24 für eine mit Verunreinigungen do­ tierte Polysiliziumschicht (der Widerstand) 4′ aufweist, um das Substrat 18 zu erreichen. Auf dem P-Bereich (Anode der Diode) 19 ist ein Metallanschluß 22 (vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise aus Aluminium) angeordnet, und auf der Polysiliziumschicht (Widerstand) 4′ ist ein weiterer Metallanschluß 23 angeordnet. Die Rückseite des N-Silizium­ substrates 18 ist mit dampfbeschichtetem Gold 24 bedeckt, das den Kathodenstift 11 kontaktiert. Die Metallanschlüsse 22 und 23 sind mit Drähten 16 und 17 verbunden, um die an­ deren beiden Stifte 13 und 14 anzuschließen. Das Vergußharz wird vorzugsweise unter solchen ausgewählt, die geringe di­ elektrische Hochfrequenzverluste aufweisen.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der der Widerstand 4′ unabhängig von der Diode 12 auf den dritten Anschlußstift 14 ausgebildet ist. Der Widerstand 4′ kann durch Dampfbeschichtung auf dem Stift 14 oder in ande­ rer Weise ausgebildet werden. Die dritte Ausführungsform ist in Fig. 6 dargestellt, bei der der Verbindungsdraht 17 zwischen der Diode 12 und dem dritten Stift 14 durch einen Hochwiderstandsdraht gebildet wird, der als Schutzwider­ stand dient.

Claims (8)

1. Diodenvorrichtung für Hochfrequenzanwendungen mit:
einer Diode,
einem mit einem Anschluß der Diode verbundenen Widerstand zum Schutz der Diode gegen eine Überspannung,
einer Harzverpackung, in der die Diode und der Widerstand eingegossen und fixiert sind, und
einer Anzahl von Anschlußelementen, von denen jedes in die Harzverpackung halb eingegossen ist, zum Verbinden der An­ schlüsse der Diode und des Widerstandes mit der Außenseite der Diodenvorrichtung.
2. Diodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Diode eine Schaltdiode ist.
3. Diodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Diode eine Diode mit variabler Ka­ pazität ist.
4. Diodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußelemente Anschlußstifte eines Leitungsrasters sind und daß innere Leitungsdrähte, die die Diode und die Anschlußstifte verbinden, in der Harzverpackung eingegossen sind.
5. Diodenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Widerstand auf einem der An­ schlußstifte befestigt ist.
6. Diodenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der die Diode und einen der Stifte verbindende Leitungsdraht aus einem Hochwiderstandsdraht gebildet ist, der als der Widerstand dient.
7. Diodenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Widerstand einstückig auf einem Halbleitersubstrat der Diode ausgebildet ist.
8. Diodenvorrichtung für Hochfrequenzanwendungen mit:
Einer Diode aus einem Halbleitersubstrat und einem Halblei­ terbereich, der einen zu dem des Substrates entgegengesetz­ ten Leitfähigkeitstyp aufweist und in das Substrat einge­ setzt ist,
einem auf dem Substrat über einer Isolierschicht angeordne­ ten Widerstand, der mit dem Substrat über eine in der Iso­ lierschicht ausgebildete Öffnung in Kontakt steht, zum Schutz der Diode gegen eine Überspannung,
ersten und zweiten Anschlußelementen, die mit den Anschlüs­ sen der Diode verbunden sind, einem dritten Anschlußele­ ment, das mit dem Widerstand verbunden ist, und
einer Harzverpackung, in der die Diode, der Widerstand und die Anschlußelemente eingegossen und fixiert sind.
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