[發明專利]變容二極管及變容二極管系統

有效

• 申請號: 201410145645.4
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN104103425B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 格哈德·卡門
• 申請（專利權）人: 羅德施瓦茲兩合股份有限公司
• 主分類號: H01G5/16
• 分類號: H01G5/16
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 宋穎娉;宋志強

本發明涉及變容二極管及變容二極管系統。所述變容二極管具有致動器，其中所述致動器的第一致動器表面（2a）呈現在基板（1）上，并且第二致動器表面（2b）呈現在第一可移動膜（3a）上。在該上下文中，所述第一可移動膜（3a）被布置在基板（1）的上側面（1a）的上方。第二可移動膜（2b）被布置在基板（1）的與該上側面（1a）相對的下側面（1b）的下方。本發明進一步涉及由兩個這種變容二極管制成的變容二極管系統。

背景技術

在高頻技術中，變容二極管被用作可調諧電容器以改變電路的性能。為此，可變直流電壓被施加至變容二極管，其中變容二極管表現得像電容取決于直流電壓的電容器一樣。

迄今為止，基于硅或砷化鎵的半導體二極管已經被用作變容二極管。這種變容二極管還被稱為壓控變容器或電容二極管。

一種制造變容二極管的可選方法是使用微系統技術來實現變容二極管，微系統技術也被稱為微電子機械系統，縮寫為MEMS。MEMS部分是其部件具有微米級尺寸的微型化部分。各個部件作為系統一起工作。

基于MEMS的變容二極管提供以可移動方式安裝在致動器電極上方的金屬膜。如果直流電壓施加在致動器電極和金屬膜之間，則致動器的靜電力導致膜的移位。直流電壓的電勢變化改變致動器電極和金屬膜之間的距離。致動器電極和金屬膜表示電容值可以被引出的平板電容器。由于膜和致動器之間的距離可變，因此電容值是可變的。這種可調諧電容器被用在例如壓控振蕩器VCO(電壓控制的振蕩器)中，以便調節振蕩頻率。

在WO2004/038848A2中描述了這種變容二極管。在該上下文中，可移動膜被布置在兩個基板層之間。具有高質量和寬調諧范圍的變容二極管可以通過具有兩個基板層的實施例來制造。

基于MEMS的變容二極管對于機械振動、振蕩和加速度具有高靈敏度。由于機械運行模式，變容二極管上的加速度影響被調節的電容值。因為該性能，MEMS變容二極管還被用作加速度傳感器。

例如，如果期望變容二極管為信息技術和高頻技術中的應用提供可調節但穩定的電容值，則對加速度的這種靈敏度是不利的。

發明內容

因此，本發明的目的是提供變容二極管和變容二極管系統，其提供可調節但穩定的電容值。具體來說，變容二極管應當呈現為抵抗基于變容二極管的加速度的影響。

具體來說，為實現該目的，本發明提供了一種具有致動器的變容二極管，其中致動器的第一致動器表面呈現在基板上，并且第二致動器表面呈現在第一可移動膜上。變容二極管提供第二可移動膜。第一可移動膜布置在基板的上側面的上方。第二可移動膜布置在基板的面對該上側面的下側面的下方。

如果加速度力施加至根據本發明的變容二極管，則第一膜和第二膜在相同方向上移動。因此，第一膜和第一致動器表面之間的距離變大，然而，第二膜和第一致動器表面的距離相應地變小。因此，第一可移動膜和第一致動器表面之間的電容值實際上增大。然而，第二可移動膜和第一致動器表面之間的電容值相應地減小。

在該上下文中，基板應當在變容二極管中被提供為剛性元件。

如果根據本發明的變容二極管的電容值在第一可移動膜和第二可移動膜之間引出，則因為可移動膜的移動方向相同，變容二極管的引出電容值恒定。

可替代地，根據本發明的變容二極管的第一電容值被引出，其中第一電容值在第一可移動膜和第一致動器表面之間調節。另外，根據本發明的變容二極管的第二電容值被引出，其中第二電容值在第二可移動膜和第一致動器表面之間調節。如果第一電容值和第二電容值并聯，則最終的總電容值也是恒定的。

因此，由變容二極管的加速度或變容二極管的機械振動引起的加速度力的影響幾乎不會影響根據本發明的變容二極管的電容值。