EA003062B1 - Сегнетоэлектрический вариконд со встроенными устройствами блокирования прохождения постоянного тока - Google Patents

Сегнетоэлектрический вариконд со встроенными устройствами блокирования прохождения постоянного тока Download PDF

Info

Publication number
EA003062B1
EA003062B1 EA200100542A EA200100542A EA003062B1 EA 003062 B1 EA003062 B1 EA 003062B1 EA 200100542 A EA200100542 A EA 200100542A EA 200100542 A EA200100542 A EA 200100542A EA 003062 B1 EA003062 B1 EA 003062B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
tunable
layer
electrodes
varicond
dielectric
Prior art date
Application number
EA200100542A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200100542A1 (ru
Inventor
Луиз К. Сенгупта
Стивен К. Стоувелл
Йонгфей Зу
Сомнат Сенгупта
Original Assignee
Паратек Майкровэйв, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Паратек Майкровэйв, Инк. filed Critical Паратек Майкровэйв, Инк.
Publication of EA200100542A1 publication Critical patent/EA200100542A1/ru
Publication of EA003062B1 publication Critical patent/EA003062B1/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G7/00Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture
    • H01G7/06Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture having a dielectric selected for the variation of its permittivity with applied voltage, i.e. ferroelectric capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/18Phase-shifters
    • H01P1/181Phase-shifters using ferroelectric devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

Перестраиваемый напряжением диэлектрический вариконд содержит в себе слой перестраиваемого сегнетоэлектрика и первый и второй слои неперестраиваемого диэлектрика. Первый и второй электроды, расположенные таким образом, что примыкают к слою перестраиваемого сегнетоэлектрика, образуют собой перестраиваемый конденсатор. Третий электрод расположен таким образом, что примыкает к первому слою неперестраиваемого диэлектрика, при этом третий и первый электроды и первый слой неперестраиваемого диэлектрика образуют собой первый разделительный конденсатор. Четвертый электрод расположен таким образом, что примыкает ко второму слою неперестраиваемого диэлектрика, при этом четвертый и второй электроды и второй слой неперестраиваемого диэлектрика образуют собой второй разделительный конденсатор.

Description

Настоящая заявка на патент имеет приоритет предварительной заявки на патент США № 607107,684 от 9 ноября 1998г.
Область техники
Настоящее изобретение относится, в общем случае, к перестраиваемым напряжением варикондам, объединенным с разделительными конденсаторами по постоянному току.
Предшествующий уровень техники
Вариконды представляют собой перестраиваемые напряжением конденсаторы, емкость которых зависит от приложенного к ним напряжения. Это свойство может находить применение в высокочастотных (ВЧ) схемах с электронной настройкой, например в фильтрах, фазовращателях и т.д. Наиболее широко используемый варактор представляет собой варактор на полупроводниковом диоде, который имеет преимущества, заключающиеся в том, что он имеет хорошую перестраиваемость и низкое регулирующее напряжение, но обладает низкой добротностью, малой допустимой мощностью и ограниченным диапазоном изменения емкости. Новый тип вариконда представляет собой сегнетоэлектрический вариконд, в котором регулировку емкости осуществляют путем изменения диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрического материала, изменяя напряжение смещения. Сегнетоэлектрические вариконды имеют высокую добротность, высокую допустимую мощность и широкий диапазон изменения емкости.
Один вариант сегнетоэлектрического вариконда раскрыт в патенте США № 5,640,042 под названием Тонкопленочный сегнетоэлектрический вариконд, авторами которого являются Томас Е. Коссика и др. (ТЫп Е11ш Еетгое1ес1пс Уатас1от Ьу Тйошак Е. Кокаса с1 а1). В этом патенте раскрыт планарный сегнетоэлектрический вариконд, содержащий слой несущей подложки, нанесенный на подложку высокотемпературный сверхпроводящий слой металла, средство совмещения кристаллических решеток, слой тонкопленочного сегнетоэлектрика, нанесенный на слой металла, и множество металлических проводников, расположенных на слое сегнетоэлектрика и обеспечивающих электрический контакт с линиями высокочастотной (ВЧ) передачи в устройствах настройки. Другой вариант перестраиваемого конденсатора с использованием сегнетоэлектрического элемента в совокупности со сверхпроводящим элементом раскрыт в патенте США № 5,721,194. Перестраиваемые вариконды с использованием сегнетоэлектрического слоя и различные устройства, содержащие в себе такие вариконды, также раскрыты в заявке на патент США № 09419.126, которая имеет название Перестраиваемые напряжением вариконды и перестраиваемые устройства, содержащие в себе такие вариконды (УоНаде ТипаЬ1е УагасЮгк Апб ТипаЬ1е Беуюек 1пс1ибтд 8исй УагасЮге). с датой подачи 15 октября 1999г., права на которую переданы патентовладельцу настоящего изобретения.
При использовании таких варикондов в различных устройствах в линию ВЧ передачи необходимо вводить разделительные конденсаторы по постоянному току, обеспечивающие развязку других частей системы ВЧ от постоянного напряжения смещения. Указанные устройства блокирования прохождения постоянного тока в линии передачи могут вносить дополнительные потери в ВЧ-систему и приводить к неудобствам при осуществлении схемных решений ВЧ-системы и в ее конструкции.
Существует необходимость в варикондах с уменьшенными потерями, вносимыми устройствами блокирования прохождения постоянного тока, но имеющих высокую степень перестраиваемости, для их использования в перестраиваемых схемах МВ (метровых волн), ДМВ (дециметровых волн), СВЧ (сверхвысокочастотного) диапазона и других, например в фильтрах, фазовращателях, генераторах, управляемых напряжением, и так далее.
Раскрытие изобретения
Сборочный узел, представляющий собой перестраиваемый напряжением диэлектрический вариконд, созданный в соответствии с данным изобретением, содержит слой перестраиваемого сегнетоэлектрика и первый и второй слои неперестраиваемого диэлектрика. Примыкающие к слою перестраиваемого сегнетоэлектрика первый и второй электроды образуют перестраиваемый конденсатор. Первый и второй электроды выполнены примыкающими соответственно к первому и второму неперестраиваемым слоям. Третий электрод примыкает к первому слою неперестраиваемого диэлектрика, при этом третий и первый электроды и первый слой неперестраиваемого диэлектрика образуют первый разделительный конденсатор. Четвертый электрод примыкает ко второму слою неперестраиваемого диэлектрика, при этом четвертый и второй электроды и второй слой неперестраиваемого диэлектрика образуют второй разделительный конденсатор.
В одном из вариантов осуществления изобретения перестраиваемый напряжением диэлектрический вариконд содержит подложку, имеющую, как правило, плоскую поверхность, и слой перестраиваемого сегнетоэлектрика, расположенный, как правило, на плоской поверхности подложки. На поверхности слоя перестраиваемого сегнетоэлектрика, противоположной по отношению к плоской поверхности подложки, расположены первый и второй электроды, находящиеся на некотором расстоянии друг от друга, с образованием между собой первого зазора. На плоской, в общем случае, поверхности подложки также расположены первый и второй слои неперестраиваемого диэлектрика. На поверхности первого слоя неперестраиваемого диэлектрика, противоположной по отношению к, как правило, плоской поверхности подложки, расположен третий электрод, при этом третий и первый электроды образуют между собой второй промежуток. На поверхности второго слоя неперестраиваемого диэлектрика, противоположной по отношению к, как правило, плоской поверхности подложки, расположен четвертый электрод, при этом четвертый и второй электроды образуют между собой третий промежуток.
В другом варианте осуществления изобретения перестраиваемый напряжением диэлектрический вариконд содержит слой перестраиваемого сегнетоэлектрика и первый и второй слои неперестраиваемого диэлектрика. Перестраиваемый слой расположен между первым и вторым электродами, образующими перестраиваемый конденсатор. Первый неперестраиваемый слой расположен между первым электродом и третьим электродом, которые образуют первый разделительный конденсатор. Второй неперестраиваемый слой расположен между вторым электродом и четвертым электродом, образующими второй разделительный конденсатор.
Устройства, представляющие собой сегнетоэлектрические вариконды по настоящему изобретению, могут быть использованы для реализации сдвига фазы в различных СВЧприборах, а также в других устройствах, например в перестраиваемых фильтрах.
Краткое описание фигур чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов его осуществления со ссылками на фигуры сопровождающих чертежей, в числе которых фиг. 1 изображает вид сверху сборочного узла, представляющего собой планарный вариконд со встроенными разделительными конденсаторами по постоянному току, в соответствии с изобретением;
фиг. 2 изображает вид поперечного сечения сборочного узла вариконда по фиг. 1 вдоль линии 2-2;
фиг. 3 изображает эквивалентную схему вариконда со встроенными разделительными конденсаторами по постоянному току по фиг. 1 и 2;
фиг. 4 изображает график зависимости степени перестраиваемости от соотношения емкостей для сборочного узла вариконда согласно изобретению;
фиг. 5 изображает вид сверху сборочного узла, представляющего собой вариконд со встроенными разделительными конденсаторами по постоянному току, в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;
фиг. 6 изображает вид поперечного сечения сборочного узла вариконда по фиг. 5 вдоль линии 6-6;
фиг. 7 изображает вид сверху сборочного узла, представляющего собой вариконд со встроенными разделительными конденсаторами по постоянному току, в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения; и фиг. 8 изображает поперечное сечение сборочного узла вариконда по фиг. 7 вдоль линии 8-8.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
На фиг. 1 и 2 изображены вид сверху и поперечное сечение сборочного узла 10 вариконда в соответствии с настоящим изобретением. Сборочный узел 10 варактора содержит подложку 12, имеющую, в общем случае, плоскую верхнюю поверхность 14. Слой 16 перестраиваемого сегнетоэлектрика расположен примыкающим к верхней поверхности подложки. Поверх слоя сегнетоэлектрика расположены металлические электроды 18 и 20. Электроды 18 и 20 имеют форму, обеспечивающую наличие выступов 22 и 24. Торцы этих выступов образуют зазор 26 на поверхности слоя перестраиваемого сегнетоэлектрика. Электроды 18 и 20 и слой 16 перестраиваемого сегнетоэлектрика в совокупности образуют перестраиваемый конденсатор 54. Емкость перестраиваемого конденсатора может быть изменена путем приложения напряжения смещения к электродам 18 и 20.
В предпочтительном варианте осуществления подложка 12 выполнена из вещества, имеющего относительно низкую диэлектрическую проницаемость, например из МдО, оксида алюминия, ЬаА1О3, сапфира или керамики. Для настоящего изобретения термин низкая диэлектрическая проницаемость означает, что величина диэлектрической проницаемости меньше чем приблизительно 30. В предпочтительном варианте осуществления слой 16 перестраиваемого сегнетоэлектрика выполнен из вещества, имеющего диэлектрическую проницаемость в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 2000, и имеет степень перестраиваемости в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 80% при напряжении смещения приблизительно 10 В/мкм. Слой перестраиваемого сегнетоэлектрика может содержать в себе титанат стронция-бария, ВахТ1О3 (БСТО) (В8ТО), где х может принимать значения в диапазоне от 0 до 1, или из керамики, содержащей БСТО (В8ТО). Примерами таких соединений на основе БСТО (В8ТО) являются, в частности, В8ТО-МдО, В8ТО-МдЛ12О4, В8ТО-СаТ1Оз, В8ТО-МсТ1О;. В8ТО-Мс817гТ1О.. и их комбинации; при этом указанные соединения ограничены этими веществами. Нанесение диэлектрической пленки сегнетоэлектрического конденсатора может быть осуществлено посредством устройства трафаретной печати, ла зерной абляции, осаждения из раствора металлоорганических соединений, напыления или способов химического осаждения из газовой фазы. В одном из предпочтительных вариантов осуществления при приложении обычно используемого постоянного напряжения смещения, например напряжения в пределах от приблизительно 5 В до приблизительно 300 В, перестраиваемый слой имеет величину диэлектрической проницаемости большую, чем 100. Для увеличения отношения максимальной емкости Смакс к минимальной емкости СМИн (СМакс/СМин) и увеличения добротности (О) устройства необходимо оптимизировать ширину зазора. Ширина зазора оказывает наибольшее влияние на параметры вариконда. Оптимальная ширина д соответствует ширине, при которой устройство имеет максимальное значение Смаксмин и минимальный тангенс угла диэлектрических потерь.
Управляемый источник 28 напряжения соединен посредством электрических линий 30 и 32 с электродами 18 и 20. Этот источник напряжения используют для подачи постоянного напряжения смещения к слою сегнетоэлектрика, осуществляя тем самым управление диэлектрической постоянной слоя. Сборочный узел вариконда дополнительно содержит в себе первый и второй слои 34 и 36 неперестраиваемого диэлектрика, которые расположены, в общем случае, примыкающими к плоской поверхности 12 подложки и находятся на противоположных сторонах слоя 16 перестраиваемого сегнетоэлектрика. Электрод 18 выступает над частью верхней поверхности неперестраиваемого материала 34. Электрод 38 расположен примыкающим к верхней поверхности неперестраиваемого слоя 34 и образует зазор 40 между электродами 18 и 34. Совокупность электродов 18 и 34 и неперестраиваемого слоя 34 образует собой первый разделительный конденсатор 42 по постоянному току. Сборочный узел вариконда также содержит вход 30 ВЧ-сигнала и выход 32 ВЧ-сигнала.
Электрод 44 расположен примыкающим к верхней поверхности неперестраиваемого слоя 36 и образует зазор 46 между электродами 20 и 44. Электроды 20 и 44 и неперестраиваемый слой 36 образуют собой второй разделительный конденсатор 48 по постоянному току. Нанесение диэлектрических пленок разделительных конденсаторов по постоянному току может быть осуществлено посредством устройства трафаретной печати, лазерной абляции, осаждения из раствора металлоорганических соединений, напыления или способов химического осаждения из газовой фазы.
Вход 50 ВЧ-сигнала соединен с электродом 38. Выход 52 ВЧ-сигнала соединен с электродом 44. Вход ВЧ-сигнала и выход ВЧсигнала соединены соответственно с электродами 38 и 44 посредством соединений, получен ных путем пайки или сварки. Слои 34 и 36 неперестраиваемого диэлектрика в разделительных конденсаторах 42 и 48 по постоянному току выполнены из вещества с высоким значением диэлектрической постоянной, например из соединения на основе БСТО (В8ТО). Разделительные конденсаторы 42 и 48 по постоянному току имеют последовательное электрическое соединение с перестраиваемым конденсатором 54, для обеспечения развязки элементов, находящихся вне сборочного узла 10 варактора, от постоянного напряжения смещения. Для увеличения емкости двух разделительных конденсаторов 42 и 48 по постоянному току электроды имеют встречно-штыревую компоновку, показанную на фиг. 1.
В предпочтительных вариантах осуществления в варикондах может быть использована ширина зазора в интервале 5-50 нм. Слой сегнетоэлектрика имеет толщину в интервале от приблизительно 0,1 мкм до приблизительно 20 мкм. Для увеличения напряжения пробоя в зазоры может быть введен уплотняющий материал. Уплотняющий материал может представлять собой любой непроводящий материал с высоким напряжением пробоя диэлектрика, например эпоксидную смолу или полиуретан, что позволяет использовать высокое напряжение без опасности возникновения электрической дуги в зазоре.
На фиг. 3 показана эквивалентная схема варикондных сборок согласно изобретению. Схема содержит перестраиваемый конденсатор С1, соединенный последовательно с двумя неперестраиваемыми разделительными конденсаторами С2 по постоянному току, которые в данном примере имеют одинаковую емкость. Следовательно, результирующая емкость конденсатора С, сборочного узла вариконда может быть выражена как или
С2
Здесь С1 - емкость перестраиваемого конденсатора, а
С2 - емкость разделительных конденсаторов по постоянному току.
В случае, когда
С1<<С2, (3) из уравнения (2) следует, что
С^Сь (4)
Степень перестраиваемости эквивалентно го конденсатора зависит от степени перестраиваемости конденсатора С1. Степень перестраиваемости , вещества может быть определена как
где εΓ - диэлектрическая постоянная вещества, а
Е - напряженность приложенного поля.
В случае конденсатора, в котором исполь зуют перестраиваемое вещество, зависимость изменения емкости С конденсатора от диэлектрической постоянной часто является линейной функцией, то есть
С=а£г , (6) где α - параметр конденсатора, представляющий собой постоянную величину, который зависит от геометрической структуры, например от площади, толщины и т.д. В этом случае степень перестраиваемости может быть выражена как \ _ \ ОС εΓ с1Е С ОЕ (7)
Если С1 представляет собой перестраиваемый конденсатор, имеющий степень перестраиваемости ΐ1, а С2 представляет собой непере страиваемый конденсатор, то из уравнения (1) и уравнения (7) может быть получена результи рующая степень перестраиваемости β сборочного узла вариконда с( с, ' (8)
С использованием уравнения (2) уравнение (8) может быть представлено в следующем ви де:
= _ 1 с2 (9) где β - результирующая степень перестраиваемости сборочного узла вариконда. Поскольку и С1, и С2 являются положительными числами, то из уравнения (1) следует, что
С,<С1. (10)
Поэтому из уравнения (9) следует, что ΐί<ΐ1. (11)
При использовании условия из уравнения (3) (С1<<С2) получают, что (4)
На фиг. 4 показан график зависимости из уравнения (9). Например, можно заметить, что при
получают, что
а при
получают, что ί С ± = — = 0,95 .
Α С,
Следовательно, если С2>>С1, то полученная в результате емкость С/ и степень перестраиваемости β, главным образом, зависят от емкости С1 перестраиваемого конденсатора. Поскольку емкость разделительных конденсаторов по постоянному току намного выше емкости той части сборочного узла, которая представляет собой вариконд, то встраивание разде лительных конденсаторов по постоянному току согласно настоящему изобретению приводит к возникновению очень небольших дополнительных вносимых потерь. Поскольку емкость перестраиваемого сегнетоэлектрического конденсатора намного меньше емкости разделительных конденсаторов по постоянному току, то потери, вносимые сборочным узлом вариконда по настоящему изобретению, обусловлены, прежде всего, перестраиваемым сегнетоэлектрическим конденсатором и его соединениями.
На фиг. 5 и 6 изображен вид сверху и вид поперечного сечения сборочного узла 56 вариконда с планарной структурой конденсаторов. На фиг. 5 и 6 конденсатор 58 представляет собой перестраиваемый плоский конденсатор с электродами 60 и 62 для подачи постоянного напряжения смещения, выполненными в виде слоя металла и имеющими выводы соответственно 64 и 66, на которые подают напряжение смещения. В качестве перестраиваемого материала 68 в конденсаторе 58 могут служить материалы на основе БСТО (В8ТО) или родственные им материалы, выполненные в виде объемной структуры, ленты или тонкой пленки. Разделительные конденсаторы 70 и 72 по постоянному току в сборочном узле представляют собой плоские конденсаторы, которые соответственно соединены последовательно с перестраиваемым конденсатором 58. Диэлектрический материал 74 и 76, используемый в конденсаторах 70 и 72, представляет собой неперестраиваемый материал с высокой диэлектрической постоянной в виде объемной структуры, ленты или пленки. Емкость разделительных конденсаторов 70 и 72 по постоянному току должна быть, по меньшей мере, в 20 раз больше емкости перестраиваемого конденсатора 58, что осуществляют путем надлежащего выбора диэлектрической постоянной диэлектрического материала и толщины слоев диэлектрика. Электроды 78 и 80 сборочного узла 56 варактора подключают к высокочастотному (ВЧ) сигналу посредством клемм 82 и 84. Для обеспечения выполнения условия С2>>С1 из уравнения (3) неперестраиваемые слои 74 и 76 разделительных конденсаторов 70 и 72 по постоянному току выбирают с более высокой диэлектрической постоянной и меньшей толщиной по сравнению с перестраиваемым слоем 68, что обеспечивает увеличение их емкости.
На фиг. 7 и 8 изображен третий вариант осуществления сборочного узла 86 вариконда в соответствии с настоящим изобретением. Конструкция сборочного узла 86 вариконда подобна конструкции сборочного узла 56 вариконда. Однако для увеличения емкости в сборочном узле 86 варактора вместо однослойных разделительных конденсаторов по постоянному току, используемых в сборочном узле 56 вариконда, в качестве разделительных конденсаторов по постоянному току используют многослойные кон денсаторы. При такой конструкции диэлектрические материалы могут быть выполнены в виде ленты, тонких или толстых пленок. На фиг. 7 и 8 конденсатор 88 представляет собой перестраиваемый конденсатор с электродами 90 и 92 для подачи постоянного напряжения смещения, выполненными в виде слоя металла и имеющими выводы соответственно 94 и 96, на которые подают напряжение смещения. В качестве перестраиваемого материала 98 в конденсаторе 88 могут служить материалы на основе БСТО (ВЗТО) или родственные им материалы. Многослойные разделительные конденсаторы 100 и 102 по постоянному току соответствующим образом соединены последовательно с перестраиваемым конденсатором 88. Диэлектрический материал, используемый в конденсаторах 100 и 102, представляет собой неперестраиваемый материал с высокой диэлектрической постоянной. В этом варианте осуществления разделительные конденсаторы 100 и 102 по постоянному току должны иметь емкость, по меньшей мере, в 40 раз большую, чем емкость перестраиваемого конденсатора 88, что достигается путем надлежащего выбора диэлектрического материала, толщины слоя диэлектрика и количества слоев диэлектрика. Электроды 104 и 106 сборочного узла 86 варактора подключают к линиям передачи ВЧ-сигнала посредством клемм 108 и 110 на электродах.
Выше было приведено описание сборочного узла сегнетоэлектрического вариконда со встроенным устройством (устройствами) блокирования прохождения постоянного тока, обладающим низкими потерями и в котором используют материалы с высокой степенью перестраиваемости. Наличие встроенных разделительных конденсаторов по постоянному току обуславливает намного большую простоту использования варактора в ВЧ-схемах и устранение вносимых потерь, вызванных наличием стандартных разделительных конденсаторов по постоянному току при использовании стандартного вариконда. В качестве материалов, обладающих низкими потерями и имеющих высокую степень перестраиваемости, могут служить титанат бариястронция, ВахЗг1-хТ1О3 (БсТО) (ВЗТО), где х меньше 1, или соединения на основе БСТО (ВЗТО). Эти материалы с высокой добротностью могут обеспечить значительное улучшение рабочих характеристик вариконда по настоящему изобретению. Сегнетоэлектрический вариконд может быть выполнен из объемных, тонкопленочных или толстопленочных сегнетоэлектрических материалов.
Следовательно, в настоящем изобретении посредством использования встроенных разделительных конденсаторов по постоянному току и перестраиваемых сегнетоэлектрических материалов с высокой добротностью созданы улучшенные рабочие характеристики сборочного узла сегнетоэлектрического вариконда, устра нены потери, вносимые стандартными устройствами блокирования прохождения постоянного тока, и обеспечены значительные удобства при проектировании и изготовлении ВЧ-схем. Настоящее изобретение имеет множество вариантов применения на практике, и для специалистов в данной области техники очевидно, что может быть реализовано множество других видоизмененных вариантов устройств, раскрытых в описании, без отступления от сущности и объема изобретения, определяемых приведенной ниже формулой изобретения.

Claims (19)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Вариконд, содержащий слой (16) перестраиваемого сегнетоэлектрика и первый и второй электроды (18, 20), примыкающие к нему, отличающийся тем, что он дополнительно содержит первый слой (34) неперестраиваемого диэлектрика, примыкающий к первому электроду, и третий электрод (38), примыкающий к первому слою неперестраиваемого диэлектрика, причем указанные третий и первый электроды и указанный первый слой неперестраиваемого диэлектрика образуют собой первый разделительный конденсатор по постоянному току, а также второй слой (36) неперестраиваемого диэлектрика, примыкающий ко второму электроду, и четвертый электрод (44), примыкающий ко второму слою неперестраиваемого диэлектрика, причем указанные четвертый и второй электроды и указанный второй слой неперестраиваемого диэлектрика образуют собой второй разделительный конденсатор по постоянному току.
  2. 2. Вариконд (10) по п.1, в котором емкость между указанным первым и вторым электродами меньше емкости между указанными первым и третьим электродами, по меньшей мере, приблизительно в 20 раз.
  3. 3. Вариконд (10) по п.1, в котором слой перестраиваемого сегнетоэлектрика имеет величину диэлектрической проницаемости в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 2000.
  4. 4. Вариконд (10) по п.1, дополнительно содержащий подложку (12), служащую в качестве основания для указанного слоя перестраиваемого сегнетоэлектрика и для указанных первого и второго слоев неперестраиваемого диэлектрика.
  5. 5. Вариконд (10) по п.4, в котором подложка содержит одно из следующей группы веществ: МдО, оксид алюминия, ЬаА1О, сапфир и керамика.
  6. 6. Вариконд (10) по п.4, в котором подложка содержит в себе, в общем случае, плоскую поверхность, слой перестраиваемого сегнетоэлектрика расположен, в общем случае, на плоской поверхности подложки, первый и второй электроды расположены на поверхности слоя перестраиваемого сегнетоэлектрика, противоположной по отношению, как правило, к плоской поверхности подложки, причем указанные первый и второй электроды находятся на некотором расстоянии друг от друга, с образованием между ними первого зазора, первый и второй слои неперестраиваемого диэлектрика расположены, в общем случае, на плоской поверхности подложки, третий электрод расположен на поверхности первого слоя неперестраиваемого диэлектрика, противоположной по отношению, как правило, к плоской поверхности подложки, причем указанные третий и первый электроды находятся на некотором расстоянии друг от друга, с образованием между ними второго зазора, и четвертый электрод расположен на поверхности второго слоя неперестраиваемого диэлектрика, противоположной по отношению, как правило, к плоской поверхности подложки, причем указанные четвертый и второй электроды находятся на некотором расстоянии друг от друга, с образованием между ними третьего зазора.
  7. 7. Вариконд (10) по п.6, в котором указанные второй и третий зазоры имеют встречноштыревую компоновку.
  8. 8. Вариконд (10) по п.1, в котором слой перестраиваемого сегнетоэлектрика содержит композиционную керамику из титаната бариястронция.
  9. 9. Вариконд (10) по п.1, в котором слой перестраиваемого сегнетоэлектрика содержит ΒδΤΘ-МдО, Β8ΤΟ-ΑΙ2Ο4, ΒδΤΟ-СаТЮз, Β8ΤΟΜ§8γΖγΤϊΘ6 или их комбинацию.
  10. 10. Вариконд (10) по п.1, в котором слой перестраиваемого сегнетоэлектрика имеет степень перестраиваемости в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 80%.
  11. 11. Вариконд (10) по п.7, в котором слой перестраиваемого сегнетоэлектрика содержит один из следующих материалов:
    толстопленочный перестраиваемый сегнетоэлектрик, объемную керамику из перестраиваемого сегнетоэлектрика и тонкопленочный перестраиваемый сегнетоэлектрик.
  12. 12. Вариконд (56), содержащий слой (68) перестраиваемого сегнетоэлектрика и первый и второй электроды (60, 62), расположенные на его противоположных сторонах, отличающийся тем, что он дополнительно содержит первый и второй слои (74, 76) неперестраиваемого ди электрика, первый из которых примыкает к первому электроду, а второй - соответственно ко второму, а также третий электрод (80), примыкающий к внешней по отношению к центру вариконда поверхности первого слоя, и четвертый электрод (78), примыкающий к внешней по отношению к центру вариконда поверхности второго слоя.
  13. 13. Вариконд (56) по п.12, в котором емкость между указанным первым и вторым электродами меньше емкости между указанными первым и третьим электродами, по меньшей мере, приблизительно в 20 раз.
  14. 14. Вариконд (56) по п.12, в котором слой перестраиваемого сегнетоэлектрика имеет величину диэлектрической проницаемости в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 2000.
  15. 15. Вариконд (56) по п.12, в котором слой перестраиваемого сегнетоэлектрика имеет степень перестраиваемости в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 80%.
  16. 16. Вариконд (56) по п.12, в котором слой перестраиваемого сегнетоэлектрика содержит один из следующих материалов:
    толстопленочный перестраиваемый сегнетоэлектрик, объемную керамику из перестраиваемого сегнетоэлектрика и тонкопленочный перестраиваемый сегнетоэлектрик.
  17. 17. Вариконд (56) по п.12, в котором указанные первый и третий электроды и первый слой неперестраиваемого диэлектрика образуют первый многослойный разделительный конденсатор (100) по постоянному току, а указанные второй и четвертый электроды и второй слой неперестраиваемого диэлектрика образуют второй многослойный разделительный конденсатор (102) по постоянному току.
  18. 18. Вариконд (56) по п.12, в котором слой перестраиваемого сегнетоэлектрика содержит композиционную керамику из титаната бариястронция.
  19. 19. Вариконд (56) по п.12, в котором слой перестраиваемого сегнетоэлектрика содержит В 8ΤΘ-Μ§Θ, В 8ΤΟ-Μ§Ά12Ο4, В δΤΟ-СаТЮз, ΒΞΤΟ-Μ^ΤΐΟβ, Β8ΤΟ-Μ§8γΖγΤϊΟ6 или их комбинации.
EA200100542A 1998-11-09 1999-11-04 Сегнетоэлектрический вариконд со встроенными устройствами блокирования прохождения постоянного тока EA003062B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10768498P 1998-11-09 1998-11-09
PCT/US1999/026113 WO2000028613A1 (en) 1998-11-09 1999-11-04 Ferroelectric varactor with built-in dc blocks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200100542A1 EA200100542A1 (ru) 2001-10-22
EA003062B1 true EA003062B1 (ru) 2002-12-26

Family

ID=22317911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200100542A EA003062B1 (ru) 1998-11-09 1999-11-04 Сегнетоэлектрический вариконд со встроенными устройствами блокирования прохождения постоянного тока

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1135825B1 (ru)
JP (1) JP2002529938A (ru)
KR (1) KR20010086007A (ru)
CN (1) CN1325552A (ru)
AT (1) ATE294452T1 (ru)
AU (1) AU1342800A (ru)
CA (1) CA2349636A1 (ru)
DE (1) DE69925027T2 (ru)
EA (1) EA003062B1 (ru)
WO (1) WO2000028613A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443033C1 (ru) * 2010-12-24 2012-02-20 Владимир Андреевич Степанец Способ управления емкостью электрического конденсатора и конденсатор переменной емкости на основе этого способа

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001257358A1 (en) 2000-05-02 2001-11-12 Paratek Microwave, Inc. Voltage tuned dielectric varactors with bottom electrodes
US6774077B2 (en) * 2001-01-24 2004-08-10 Paratek Microwave, Inc. Electronically tunable, low-loss ceramic materials including a tunable dielectric phase and multiple metal oxide phases
AU2001268428A1 (en) 2000-06-16 2002-01-02 Paratek Microwave, Inc. Electronically tunable dielectric composite thick films
DE10062614A1 (de) * 2000-12-15 2002-07-04 Forschungszentrum Juelich Gmbh Anordnung mit abstimmbarer Kapazität und Verfahren zu deren Herstellung
US8609017B2 (en) 2001-01-24 2013-12-17 Blackberry Limited Electronically tunable, low-loss ceramic materials including a tunable dielectric phase and multiple metal oxide phases
WO2002084788A1 (en) * 2001-04-11 2002-10-24 Kyocera Wireless Corporation Tunable antenna matching circuit
DE60207546T2 (de) * 2001-04-11 2006-07-27 Kyocera Wireless Corp., San Diego Antennenschnittstelleneinheit
CN100557738C (zh) * 2001-04-11 2009-11-04 京瓷无线公司 可调谐铁电滤波器
US6937195B2 (en) 2001-04-11 2005-08-30 Kyocera Wireless Corp. Inverted-F ferroelectric antenna
WO2002084783A1 (en) * 2001-04-11 2002-10-24 Kyocera Wireless Corporation Tunable isolator
US6690251B2 (en) 2001-04-11 2004-02-10 Kyocera Wireless Corporation Tunable ferro-electric filter
US6535076B2 (en) 2001-05-15 2003-03-18 Silicon Valley Bank Switched charge voltage driver and method for applying voltage to tunable dielectric devices
DE10344616A1 (de) * 2003-09-25 2005-04-21 Bosch Gmbh Robert Bauelement mit einer regelbaren Dünnschichtkapazität
JP2005236389A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Kyocera Corp アレーアンテナおよびそれを用いた無線通信装置
US7728377B2 (en) 2005-09-23 2010-06-01 Agile Rf, Inc. Varactor design using area to perimeter ratio for improved tuning range
EP3319165B1 (en) * 2016-11-07 2020-03-18 Nokia Technologies Oy A radio frequency reflection type phase shifter, and method of phase shifting
CN109119248A (zh) 2017-06-23 2019-01-01 北京北方华创微电子装备有限公司 可调电容及阻抗匹配装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4807085A (en) * 1987-05-28 1989-02-21 Iwasaki Electric Co., Ltd. Nonlinear capacitor for generating high-voltage pulses
EP0672308A4 (en) * 1992-12-01 1995-12-13 Superconductor Core Technologi TUNABLE MICROWAVE DEVICES WITH HIGH-TEMPERATURE SUPRAL-CONDUCTING AND FERROELECTRIC LAYERS.
US5745335A (en) * 1996-06-27 1998-04-28 Gennum Corporation Multi-layer film capacitor structures and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443033C1 (ru) * 2010-12-24 2012-02-20 Владимир Андреевич Степанец Способ управления емкостью электрического конденсатора и конденсатор переменной емкости на основе этого способа

Also Published As

Publication number Publication date
CN1325552A (zh) 2001-12-05
EP1135825B1 (en) 2005-04-27
ATE294452T1 (de) 2005-05-15
KR20010086007A (ko) 2001-09-07
EA200100542A1 (ru) 2001-10-22
DE69925027D1 (de) 2005-06-02
WO2000028613A1 (en) 2000-05-18
AU1342800A (en) 2000-05-29
DE69925027T2 (de) 2006-01-12
EP1135825A1 (en) 2001-09-26
CA2349636A1 (en) 2000-05-18
JP2002529938A (ja) 2002-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6727535B1 (en) Ferroelectric varactor with built-in DC blocks
EP1145362B1 (en) Electrically tunable filters with dielectric varactors
US6686817B2 (en) Electronic tunable filters with dielectric varactors
US6404614B1 (en) Voltage tuned dielectric varactors with bottom electrodes
US6377440B1 (en) Dielectric varactors with offset two-layer electrodes
EA003062B1 (ru) Сегнетоэлектрический вариконд со встроенными устройствами блокирования прохождения постоянного тока
US6525630B1 (en) Microstrip tunable filters tuned by dielectric varactors
US5640042A (en) Thin film ferroelectric varactor
US20020158719A1 (en) Hairpin microstrip line electrically tunable filters
EP1169746B1 (en) Tunable microwave devices
CA2346856A1 (en) Voltage tunable varactors and tunable devices including such varactors
KR20020035578A (ko) 위상 시프터
JPH06244636A (ja) プッシュプッシュ式リング状共振器を備えた発振器
KR20090074274A (ko) 전기적으로 튜닝가능한 대역통과필터
WO1991001047A1 (fr) Filtre de microbandes d&#39;hyperfrequences du type a compensation thermique
JP2003110321A (ja) 可変型共振回路

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU