減小尺寸的偏置t型器件的制作方法
【專利摘要】一種系統(tǒng)可以包括：第一射頻（RF）端口、與所述第一RF端口電耦合的第二RF端口、直流（DC）端口以及并入基板的偏置T型器件。所述偏置T型器件包括多個(gè)電容器，它們的每一個(gè)作為捕獲墊與所述基板的層集成在一起。所述偏置T型器件還可以包括與所述基板的層至少部分地集成的電感器。
【專利說明】減小尺寸的偏置T型器件
【背景技術(shù)】
[0001]偏置T型器件(bias tee)—般用于將直流(DC)電壓或電流供給到射頻(RF)電路或器件，舉例來講諸如典型地用于放大器的場效應(yīng)晶體管(FET)。當(dāng)合并偏置T型器件進(jìn)入電路或系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)者必須特別注意若干特定屬性，舉例來講諸如RF帶寬、插入損耗、在兩個(gè)RF端口的失配以及最大DC電流。
[0002]圖1示出了實(shí)施典型的偏置T型器件的電流系統(tǒng)的第一實(shí)例100。在這個(gè)實(shí)例100中的系統(tǒng)包括RF/DC端口 106、RF端口 102、DC端口 130、第一 T型器件(tee) 110以及第二T型器件124。第一 T型器件110和第二 T型器件124中的任一個(gè)或兩者可以各自為分立部件或簡單為多條線路或?qū)Ь€連接的點(diǎn)。
[0003]在實(shí)例100中，偏置T型器件借助位于T型器件110和RF端口 102之間的第一電容器104、位于第一 T型器件110和第二 T型器件124之間的電感器122以及與DC端口 130耦合的第二電容器132來實(shí)施。入射到RF/DC端口 106的RF信號被輸送到RF端口 102，而DC信號在DC端口 130注入。
[0004]圖2示出了實(shí)施典型的偏置T型器件的電流系統(tǒng)的第二實(shí)例200。在這個(gè)實(shí)例200中的系統(tǒng)借助穿過層202 (例如基板)的電容引線銷218、將電容引線銷218電耦合到層202上的電容器213的第一導(dǎo)線214以及將電容器213電耦合到層202上的RF微波傳輸帶204的第二導(dǎo)線212來實(shí)施偏置T型器件。諸如在此實(shí)例200中被實(shí)施的一個(gè)偏置T型器件典型地較大，在層202上經(jīng)常要求至少3/8”(英寸)的空間。此外，電容引線銷218的直徑典型為至少1/4”(英寸)。
[0005]偏置T型器件經(jīng)常被用于將DC或其他低頻信號置于RF/微波信號上而不會另外干擾微波信號。這通常借助線圈來實(shí)現(xiàn)，或者對于較高頻率，借助非常長的接合導(dǎo)線來實(shí)現(xiàn)。然而，線圈被寄生效應(yīng)困擾而限制了性能。
[0006]接合導(dǎo)線趨向于很長，因此需要專門的空腔來容納它們。在電流系統(tǒng)和器件中，接合導(dǎo)線不能被折疊以減小空間。電流系統(tǒng)一般要求極長的接合導(dǎo)線和容納它們的專門空腔。這些接合導(dǎo)線附接于金屬-絕緣體-金屬(MIM)電容器，其典型地要求環(huán)氧樹脂(其將接合導(dǎo)線緊固到電容器上)和額外的接合導(dǎo)線。
[0007]因此，仍需要一種具有減小尺寸而不會降低或限制性能的偏置T型器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]所公開技術(shù)的實(shí)施例一般允許電感被折疊，因此減小所要求的空間。由于部分電感被放置在基板噴涂金屬粉(substrate metalization)上，因此改善了得到產(chǎn)品的一致性。此外，有效的寬帶寬電容器可嵌入在基板的不同層中以減少裝配部件的數(shù)量。
[0009]根據(jù)所公開技術(shù)的偏置T型器件一般要求僅一根接合導(dǎo)線，并且電容器和附加濾波可被合并在基板中。從而凈結(jié)果是與更有效裝配過程相關(guān)聯(lián)的較小的偏置T型器件。
【專利附圖】

【附圖說明】[0010]圖1示出了實(shí)施典型的偏置T型器件的電流電路或系統(tǒng)的第一實(shí)例。
[0011]圖2示出了實(shí)施典型的偏置T型器件的電流電路或系統(tǒng)的第二實(shí)例。
[0012]圖3是示出實(shí)施根據(jù)所公開技術(shù)的特定實(shí)施例的偏置T型器件的電路或系統(tǒng)的實(shí)例的功能圖。
[0013]圖4示出了實(shí)施根據(jù)所公開技術(shù)的特定實(shí)施例的偏置T型器件的電路或系統(tǒng)的實(shí)例的第一視圖。
[0014]圖5示出了在圖4中所示的示例電路或系統(tǒng)的第二視圖。
[0015]圖6示出了在圖4和圖5中所示的示例電路或系統(tǒng)的第三視圖。
[0016]圖7示出了表明所公開技術(shù)的實(shí)施例可提供良好的帶內(nèi)匹配以及低損耗和高隔離的實(shí)例曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0017]所公開技術(shù)的實(shí)施例一般包括減小尺寸的偏置T型器件，諸如可適用于以若干不同電路和系統(tǒng)中任一個(gè)來實(shí)施。本發(fā)明的這些和其他特征和實(shí)施例參照每個(gè)圖繼續(xù)加以描述。
[0018]圖3是示出實(shí)施根據(jù)所公開技術(shù)的特定實(shí)施例的偏置T型器件的系統(tǒng)300的實(shí)例的功能圖。系統(tǒng)300包括第一 RF端口(“RF 0UT”)302、第二 RF端口(“RF IN，，)306以及DC端口 330。第一線路304將第一 RF端口 302與第一 T型器件310電耦合，并且第二線路308將第二 RF端口 306與第一 T型器件310電耦合。第一 T型器件310可以是分立部件或簡單為第一線路304和第二線路308各自連接的點(diǎn)。
[0019]第一線路304和第二線路308的任一個(gè)或兩者可各自被實(shí)施為RF微波傳輸帶。在特定的實(shí)施例中，單一的RF微波傳輸帶同時(shí)包括線路304和線路308?？蛇x地或另外地，線路304和線路308的任一個(gè)或兩者可被實(shí)施為導(dǎo)線或用于將相應(yīng)的RF端口與第一 T型器件310電耦合的其他合適的部件或器件。
[0020]在實(shí)例中，偏置T型器件借助第一捕獲墊316、連接銷318、第二捕獲墊320、電感器322以及扇形線(radial stub) 326來實(shí)施。第一 T型器件310借助第一導(dǎo)線312、第二導(dǎo)線314以及其間的連接點(diǎn)313與第一捕獲墊316電耦合。第一導(dǎo)線312和第二導(dǎo)線314的任一個(gè)或兩者都各自地可被實(shí)施為導(dǎo)線接合?？蛇x地或另外地，導(dǎo)線312和導(dǎo)線314的任一個(gè)或兩者都可至少大致共平面于底層基板的表面或另外集成在底層基板的表面上或與底層基板的表面集成，底層基板例如為第一捕獲墊316所在的或位于其上的層。
[0021]連接銷318可被實(shí)施為任一合適的用于將第一捕獲墊316電耦合到第二捕獲墊320的部件或機(jī)構(gòu),第二捕獲墊320可位于基板表面之上或位于基板表面之處,該表面與第一捕獲墊316相對和相關(guān)聯(lián)。連接銷318典型為層或基板中的通孔。在選擇性的實(shí)施例中，連接銷318可各自地耦合第一捕獲墊316和第二捕獲墊320而不需要通孔。
[0022]電感器322用于將第二捕獲墊320與第二 T型器件324電耦合。如同第一 T型器件310 —樣，第二 T型器件324可以是分立部件或簡單為多條線路或?qū)Ь€可連接的點(diǎn)。電感器322可位于與第二捕獲墊320相同的基板表面(例如層)之處或之上。
[0023]第二 T型器件324與扇形線326電耦合，并且還借助線路328與DC端口 330電耦合。在特定的實(shí)施例中，扇形線326和DC端口 330任一個(gè)或兩者可至少大致位于與關(guān)聯(lián)于電感器322的層或基板相同的表面之處或之上。
[0024]圖4示出了實(shí)施根據(jù)所公開技術(shù)的特定實(shí)施例的偏置T型器件的電路或系統(tǒng)的實(shí)例的第一視圖400。此視圖400示出了基板的頂層或表面401、RF微波傳輸帶404，RF微波傳輸帶404諸如為圖3中的第一線路304和第二線路308中的各個(gè)線路，其借助第一 T型器件410、第一導(dǎo)線412、第二導(dǎo)線414以及連接點(diǎn)413(分別是諸如圖3中的第一 T型器件310、第一導(dǎo)線312、第二導(dǎo)線314以及連接點(diǎn)313)與諸如圖3中的第一捕獲墊316的第一捕獲墊416電耦合。第一捕獲墊416可被實(shí)施為至少與頂層401部分集成的扇形線(例如寬帶短路)。
[0025]實(shí)例還包括第一 RF端口 402和第二 RF端口 406，分別是諸如圖3中的第一 RF端口 302和第二 RF端口 306。第二導(dǎo)線414代表部分電感器并且一般具有高阻抗。在特定實(shí)施例中，第二導(dǎo)線414可使接地平面在第二導(dǎo)線下面被去除以增加線路阻抗。
[0026]第一導(dǎo)線412和第二導(dǎo)線414的任一個(gè)或兩者都分別地可被實(shí)施為接合導(dǎo)線。導(dǎo)線412和導(dǎo)線414的任一個(gè)或兩者都可至少大致與底層基板(例如層)的同一表面共平面或集成其上或集成在一起，第一捕獲墊416位于該層上(例如頂層401 )。連接銷418用于將第一捕獲墊416與第二捕獲墊電耦合，以下就圖6對此進(jìn)行描述。因而低頻信號可穿過連接銷418，例如通過基板內(nèi)的通孔。捕獲墊的任一個(gè)或兩者都可以是或包括電容器。
[0027]圖5示出了圖4中所示示例電路或系統(tǒng)的第二、更詳細(xì)的視圖500。在該視圖500中，第一導(dǎo)線412是借助連接點(diǎn)413連接到第二導(dǎo)線并且借助第一 T型器件410連接到RF微波傳輸帶404的導(dǎo)線接合。第二導(dǎo)線414至少大致與第一捕獲墊416所在的基板的同一表面共平面且集成在該表面上。
[0028]圖6示出了在基板的相反側(cè)(例如底層或表面601)觀察的圖4和圖5中所示示例電路或系統(tǒng)的第三視圖600。該視圖600示出了諸如圖3中的第二捕獲墊320的第二捕獲墊620，其耦合于圖4和圖5中的連接銷418。電感器622 (諸如圖3中的電感器322)電耦合于扇形線626 (諸如圖3中的扇形線326)并且還借助線路628電耦合于DC端口 630，所述DC端口和線路分別是諸如圖3中的DC端口 330和線路328。在低頻信號退出這個(gè)區(qū)域之前高阻抗線路由此提供從通孔到扇形線626的連接。為了增加圖4中的第二導(dǎo)線414的電感，此視圖600還示出了接地開口 633。
[0029]圖7示出了表明所公開技術(shù)的實(shí)施例可提供良好的帶內(nèi)匹配以及低損耗和高隔離的實(shí)例曲線圖700。特定實(shí)施例(其中偏置T型器件的設(shè)計(jì)目標(biāo)可處于24-27GHZ的范圍內(nèi))典型地超過30dB的回波損耗并且提供與微波信號超過50dB的隔離。頻帶可通過改變高阻抗微波傳輸帶電感線(諸如圖4和圖5中的第二導(dǎo)線414)的長度來改變。這些特征一般優(yōu)于那些來自電流作用(effort)的特征。
[0030]已參考所示實(shí)施例描述和示出了本發(fā)明的原理，將意識到在不違背這些原理的情況下可在配置和細(xì)節(jié)方面對所示實(shí)施例進(jìn)行修改，并且所示實(shí)施例可以任何所期望的方式組合。并且盡管上述討論集中在特定實(shí)施例上，但也可預(yù)期到其他的構(gòu)造。特別地，盡管在本文中使用了諸如“根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例”等表達(dá)，但這些短語意在一般參照實(shí)施例可能性，且無意于將本發(fā)明限制于特定的實(shí)施例構(gòu)造。如此處所使用的，這些術(shù)語可參照能夠組合到其他實(shí)施例中的相同的或不同的實(shí)施例。
[0031]因此，鑒于對此處描述的實(shí)施例的各種各樣的變更，該詳細(xì)描述和所附資料僅是示例性的，并且不應(yīng)該被當(dāng)做限定本發(fā)明的范圍。因而本發(fā)明所要求保護(hù)的是屬于所附權(quán)利要求及其等同內(nèi)容的范圍和精神內(nèi)的所有可能出現(xiàn)的這樣的修改。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，包括: 基板，其具有頂層、底層以及至少一個(gè)內(nèi)部層； 第一射頻(RF)端口 ； 第二 RF端口，其與所述第一 RF端口電耦合； RF微波傳輸帶，其與所述基板的所述頂層集成，其中所述RF微波傳輸帶耦合所述第一和第二 RF端口 ； 直流(DC)端口 ；以及 偏置T型器件，其并入所述基板中，所述偏置T型器件包括: 第一電容器，其包括與所述基板的所述頂層集成的第一捕獲墊，其中所述第一捕獲墊與所述第一和第二 RF端口電稱合； 第二電容器，其包括與所述基板的所述底層集成的第二捕獲墊； 連接銷，其穿過所述基板的所述至少一個(gè)內(nèi)部層，其中所述連接銷在所述第一捕獲墊與所述第二捕獲墊之間電耦合；以及 電感器，其與所述基板的所述頂層至少部分地集成，其中所述電感器在所述第二捕獲墊與所述DC端口之間電耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一RF端口構(gòu)造為提供輸出RF/DC信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)`，其中，所述第二RF端口構(gòu)造為提供輸入RF信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述DC端口構(gòu)造為提供輸入DC信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括扇形線，其在所述第一電感器與所述DC端口之間電耦合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，還包括:T型器件，其在所述扇形線與所述電感器和DC端口之間提供電耦合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述RF微波傳輸帶在所述第一捕獲墊與所述第一和第二 RF端口之間提供電耦合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括:Τ型器件，其在所述第一捕獲墊與所述第一和第二 RF端口之間提供電耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述電感器包括第一導(dǎo)線，其在所述第一捕獲墊與所述第一和第二 RF端口之間電f禹合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述第一導(dǎo)線包括接合導(dǎo)線。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述電感器還包括第二導(dǎo)線，其在所述第一捕獲墊與所述第一和第二 RF端口之間電耦合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述第二導(dǎo)線是完全與所述基板的所述頂層集成的印刷導(dǎo)線。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括電耦合所述第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線的連接點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括位于所述印刷導(dǎo)線下方的接地平面中的窗口以增加所述印刷導(dǎo)線的電感。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一捕獲墊位于基板的第一表面并且所述第二捕獲墊位于基板的第二表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述連接銷穿過所述基板中的通孔。
17.一種偏置T型器件，其并入多層基板中并且構(gòu)造為與第一射頻(RF)端口、第二 RF端口以及直流(DC)端口中的每一個(gè)耦合，所述第二 RF端口借助RF微波傳輸帶與所述第一RF端口電耦合，所述偏置T型器件包括: 第一電容器，其包括與所述基板的頂層集成的第一捕獲墊，其中所述第一捕獲墊與所述第一和第二 RF端口電稱合； 第二電容器，其包括與所述基板的底層集成的第二捕獲墊； 連接銷，其穿過所述基板的至少一個(gè)內(nèi)部層，其中所述連接銷在所述第一捕獲墊與所述第二捕獲墊之間電耦合；以及 電感器，其在所述第二捕獲墊與所述DC端口之間電耦合，所述電感器包括: 印刷導(dǎo)線，其與所述基板的所述頂層集成；以及 接合導(dǎo)線，其耦合到所述RF微波傳輸帶。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的偏置T型器件，還包括扇形線，其在所述電感器與所述DC端口之間電耦合。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的偏置T型器件，還包括位于所述印刷導(dǎo)線下方的對接地的開口以增加所述印刷導(dǎo)線的電感。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的偏置T型器件，還包括附加的電容器、電感器或兩者，其與所述基板的頂層、底層以及內(nèi)部 層的至少之一集成。
【文檔編號】H01P5/12GK103515684SQ201310271297
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】C.F.小克拉克, J.D.皮勒吉 申請人:特克特朗尼克公司