[發(fā)明專利]一種基于MEMS結(jié)構(gòu)的可調(diào)電容

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010771747.2
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112038091B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟慶南
• 申請（專利權(quán)）人: 厚元技術(shù)（香港）有限公司;厚元電子技術(shù)有限公司;厚元科技有限公司;厚元通信電子有限公司
• 主分類號: H01G5/38
• 分類號: H01G5/38;H01G5/16;H01G5/01;H01G5/011
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張濤

本發(fā)明涉及一種基于MEMS結(jié)構(gòu)的可調(diào)電容，包括下極板A，活動極板B、上極板C、固定裝置D和連接線導(dǎo)體E，固定裝置D的下端與下極板A固定連接，固定裝置D的上端與上極板C固定連接，活動極板B的中部設(shè)置有配合固定裝置D且能自由平行移動的結(jié)構(gòu)B4,活動極板B通過結(jié)構(gòu)B4固定在于固定裝置D中部，并且活動極板B可沿固定裝置D進(jìn)行上下移動；下極板A上設(shè)置有下電極A1,活動極板B上設(shè)置有活動電極B1,調(diào)整電極B2；下電極A1與活動電極B1組成單元電容；上極板C上設(shè)置有上電極C1、調(diào)整電極C2；本發(fā)明不僅具備高Q值，同時還具備高耐電壓、耐電流的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電容器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于MEMS結(jié)構(gòu)的可調(diào)電容。

背景技術(shù)

現(xiàn)有射頻電路應(yīng)用中，經(jīng)常需要使同一射頻電路工作在不同的工作頻段，由于射頻電路工作在不同的頻段時其對應(yīng)的匹配電路的電容容值需要做相應(yīng)的調(diào)整，才能獲得最佳的射頻性能，因此為了使射頻電路工作在不同的頻段，需要對射頻電路中匹配電容的參數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，在這一類射頻電路中采用可調(diào)電容是最合適的設(shè)計方案，現(xiàn)有可調(diào)電容實現(xiàn)的方式有四種：第一種是用變?nèi)荻O管實現(xiàn)電容的可調(diào)，通過調(diào)整變?nèi)荻O管的偏置電壓值可實現(xiàn)變?nèi)荻O管電容值的調(diào)整，然而采用變?nèi)荻O管存在的問題是其耐壓值比較低，只能應(yīng)用在小功率射頻電路中，不能滿足射頻大功率放大器中大功率高耐壓的要求；第二種可調(diào)電容的實現(xiàn)方案是采用機(jī)械可變電容，通過調(diào)整電容上、下極板的機(jī)械尺寸或者間距來調(diào)整電容的容值，采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的可調(diào)電容方案存在的問題是，可調(diào)電容的體積比較大、電容的可調(diào)步進(jìn)和可調(diào)范圍有限、不能實現(xiàn)實時可調(diào)等不足；第三種可調(diào)電容的實現(xiàn)方案是采用由多組電容串聯(lián)或者并聯(lián)，并在串、并聯(lián)線路中間串上射頻開關(guān)，通過控制射頻開關(guān)的通斷來實現(xiàn)不同串聯(lián)或者并聯(lián)電容的組合，方案三的缺點是由于可調(diào)電容需要高耐壓和耐流值，因此對應(yīng)的開關(guān)也需要選用大功率的開關(guān)，其對應(yīng)的成本偏高，同時開關(guān)會帶來額外的損耗影響效率，另外方案三的可調(diào)范圍和可調(diào)步進(jìn)固定死了不能變化，或者不能任意變化可調(diào)，方案四是采用介質(zhì)開關(guān)型MEMS電容，通常觸點臂為電容的一端，當(dāng)電路應(yīng)用有較高直流偏置時，觸點臂與電容另一端會產(chǎn)生靜電引力，給開關(guān)電容開啟帶來困難；同時，由于觸點彎曲、形變使得閉合時電容相對減小。針對以上各種可調(diào)電容存在的問題，開發(fā)出一款容值步進(jìn)任意可調(diào)，同時具備高Q值、高耐壓值、小體積低成本的可調(diào)電容是一個值得深入研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有可調(diào)電容的缺陷，提供一種具備高Q值、高耐壓值、小體積、低成本的可調(diào)電容。

為此，本發(fā)明的構(gòu)成是，包括下極板A，活動極板B、上極板C、固定裝置D和連接線導(dǎo)體E，所述固定裝置D的下端與下極板A固定連接，固定裝置D的上端與上極板C固定連接，活動極板B通過結(jié)構(gòu)B4安裝于固定裝置D上并且活動極板B能沿固定裝置D進(jìn)行上、下移動；

所述下極板A上設(shè)置有下電極A1,所述活動極板B上設(shè)置有活動電極B1,調(diào)整電極B2；

所述下電極A1與活動電極B1組成單元電容，且下電極A1和活動電極B1之間通過介質(zhì)隔離；

所述上極板C上設(shè)置有上電極C1、調(diào)整電極C2；所述連接線導(dǎo)體E兩端分別與上電極C1、活動電極B1電連接；

所述調(diào)整電極C2與調(diào)整電極B2組成調(diào)整單元，且調(diào)整電極C2和調(diào)整電極B2 之間通過介質(zhì)隔離；

所述下電極A1在工作狀態(tài)下一直加有工作電壓，工作電壓對活動電極B1產(chǎn)生靜電吸引力，通過控制調(diào)整電極C2上所加可調(diào)電壓來調(diào)節(jié)調(diào)整電極C2對調(diào)整電極 B2的靜電吸引力，使活動極板B受下電極A1的吸引力與調(diào)整電極C2的吸引力的大小關(guān)系發(fā)生改變，從而使活動極板B沿固定裝置D上、下移動調(diào)整電容的容值。

優(yōu)選地，所述下電極A1與活動電極B1組成單元電容，所述下電極A1上設(shè)置有介質(zhì)層A2用于隔離下電極A1和活動電極B1。