CN106330126A - 抗静电的带通滤波集成电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种集成电路。抗静电的带通滤波集成电路，包括，第一谐振单元，连接于一输入端和接地端之间；第三谐振单元，连接于一第一输出端和一第二输出端之间或连接于一第一输出端和接地端之间，与第一谐振单元耦合；第二谐振单元，分别与第一谐振单元和第三谐振单元耦合；第一谐振单元、第二谐振单元和第三谐振单元之间交叉耦合并通过集成电路工艺集成于同一芯片上。本发明采用的集成电路结构以较少的成本同时实现了滤波器、巴伦功能，并具有较好的ESD静电防护功能。

Description

抗静电的带通滤波集成电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种集成电路。

背景技术

当前的手持设备经常需要使用声表面波滤波器(Surface Acoustic Wave，SAW)和平衡-不平衡转换器(Balanced to Unbalanced，Balun)。声表面波滤波器的作用在于抑制电子设备高次谐波、发射漏泄信号、以及各类寄生杂波干扰等；平衡到不平衡转换器则主要实现共模抑制、差模输出和阻抗匹配。现有的电路设计中，滤波器和巴伦电路的功能实现多单独采用相应的器件实现，而随着手持设备小型化和低成本的要求越来越高，将多模式器件和模块集成在一起的要求日益增加，现有的单独器件显然不能满足技术发展的需求，并且增加了实现成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种抗静电的带通滤波集成电路，解决以上技术问题；

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

抗静电的带通滤波集成电路，其中，包括，

第一谐振单元，连接于一输入端和接地端之间；

第三谐振单元，连接于一第一输出端和一第二输出端之间，与所述第一谐振单元耦合；

第二谐振单元，分别与所述第一谐振单元和所述第三谐振单元耦合；

所述第一谐振单元、所述第二谐振单元和所述第三谐振单元之间交叉耦合并通过集成电路工艺集成于同一芯片上。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，所述第一谐振单元、所述第二谐振单元和所述第三谐振单元通过集成无源器件工艺集成于同一绝缘基底上。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，所述第一谐振单元包括第一电容和与所述第一电容并联的第一电感；和/或，所述第二谐振单元包括第二电容和与所述第二电容并联的第二电感；和/或，所述第三谐振单元包括第三电容和与所述第三电容并联的第三电感。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，所述第一谐振单元包括第一电容和与所述第一电容并联的第一电感；所述第二谐振单元包括第二电容和与所述第二电容并联的第二电感；所述第三谐振单元包括第三电容和与所述第三电容并联的第三电感；

所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容采用集成无源器件工艺于所述绝缘基底上形成的金属-绝缘体-金属电容。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，所述绝缘基底上形成有铜金属层，用于形成所述第一谐振单元、所述第二谐振单元和所述第三谐振单元之间的连接线路。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，所述第一谐振单元、所述第二谐振单元及所述第三谐振单元均谐振在预定的通带频带内。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，所述第一输出端和所述第二输出端分别输出幅度相等、相位相反的差分信号。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，所述第二输出端与接地端连接。

本发明还提供一种移动终端，包括上述的抗静电的带通滤波集成电路。

有益效果：由于采用以上技术方案，本发明的集成电路结构以较少的成本同时实现了滤波器、巴伦功能，并具有较好的ESD静电防护功能。

附图说明

图1为本发明的一种电路结构图；

图2为本发明的差模幅频曲线和共模幅频曲线图；

图3为本发明的第一输出端和第二输出端的幅频响应曲线图；

图4为本发明的第一输出端和第二输出端的相频响应曲线图；

图5为本发明的另一种改进的电路结构图；

图6为图5的插入损耗曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

参照图1，抗静电的带通滤波集成电路，其中，包括，

第一谐振单元11，连接于一输入端Input和接地端GND之间；

第三谐振单元13，连接于一第一输出端Output1和一第二输出端Output2之间，与第一谐振单元11耦合；

第二谐振单元12，分别与第一谐振单元11和第三谐振单元13耦合；

第一谐振单元11、第二谐振单元12和第三谐振单元13之间交叉耦合并通过集成电路工艺集成于同一芯片上。

本发明通过三个谐振单元组成的电路结构采用集成电路工艺集成于同一芯片上，相比较现有技术的单独器件的滤波器和单独的巴伦电路，可以同时实现滤波器、巴伦及ESD(Electronic Static Discharge，静电放电)防护功能。

具体地，三个谐振单元中第一谐振单元11与第二谐振单元12之间的耦合系数为K12，第二谐振单元12和第三谐振单元13之间的耦合系数为K23，第一谐振单元11和第三谐振单元13之间的耦合系数为K13；三个耦合系数决定传输零点，实现带外抑制的功能，并且由于采用耦合结构，带外抑制性能较好；同时输入端口的第一谐振单元11接地，具有较好的静电防护性能。并且上述的电路结构实现单端输入，两个输出端输出幅度相等、相位180度的差分输出信号，实现了巴伦电路的功能。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，第一谐振单元11、第二谐振单元12和第三谐振单元13可以通过集成无源器件工艺集成于同一绝缘基底上。

现有的集成无源器件工艺包括使用陶瓷为基板的低温共烧陶瓷LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)技术，利用陶瓷材料作为基板，将电容、电阻等被动元件埋入陶瓷基板中，通过烧结形成集成的陶瓷元件，可大幅缩小元件的空间，然而其大多实现的是某一特定功能的电路；本发明通过集成无源器件工艺中的薄膜集成无源器件工艺，通过曝光、显影、镀膜、扩散、刻蚀等半导体工艺在合适的载体衬底材料上制作各种电容和电感元件以及连接线路，薄膜集成无源器件工艺可以集成更多的电子功能，提供紧凑的集成电路产品，具有小型化和提高系统性能的优势，已经成为系统级封装的一个重要实现方式，由于集成无源器件工艺不属于本发明的改进点，具体工艺方法在此不做赘述。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，第一谐振单元11可以包括第一电容C1和与第一电容C1并联的第一电感L1；和/或，第二谐振单元12包括第二电容C2和与第二电容C2并联的第二电感L2；和/或，第三谐振单元13包括第三电容C3和与第三电容C3并联的第三电感L3。

工作时，三个谐振单元的主频接近，通过调整三个谐振频率、三个谐振单元之间的耦合系数来实现滤波的功能。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，第一谐振单元11包括第一电容C1和与第一电容C1并联的第一电感L1；第二谐振单元12包括第二电容C2和与第二电容C2并联的第二电感L2；第三谐振单元13包括第三电容C3和与第三电容C3并联的第三电感L3；第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3采用集成无源器件工艺于绝缘基底上形成金属-绝缘体-金属结构的电容。

金属-绝缘体-金属结构的电容包含顶层板状电极和底层板状电极以及电极之间的绝缘电介质体，一般绝缘电介质体的厚度为零点几微米，非常容易受静电放电击穿而导致短路，本发明通过输入端口的第一谐振单元11接地，使得不需要有源器件，不需要额外的静电防护电路即可较好的实现静电防护。

本发明的抗静电的带通滤波集成电路，绝缘基底上形成有铜金属层，用于形成第一谐振单元11、第二谐振单元12和第三谐振单元13之间的连接线路。

具体电路布局时，第一谐振单元11、第二谐振单元12和第三谐振单元13的电感可以相互并行设置并具有至少三个交错部，其中一个交错部为第一电感L1与第二电感L2形成，一个交错部为第二电感L2和第三电感L3形成，一个交错部由第一电感L1和第三电感L3形成。

结合图1和图2至图4示出的本发明的共模幅频曲线和差模幅频曲线，两个输出端口的幅度不平衡的响应曲线及两个输出端口的相位差曲线，可以看到本发明实现了共模抑制、差模传输的巴伦功能，以及在通带内传输，阻带内抑制的滤波器功能。

通过对本发明的抗静电的带通滤波集成电路进行改进，如图5所示，第二输出端Output2可以直接与接地端GND连接。当电路不需要巴伦功能，只需要实现滤波器和静电防护的功能时，本发明的第二输出端Output2直接与接地端GND连接，实现单端输入单端输出的滤波器，结合图6的输入/输出的频率响应特性曲线可以看出，本发明的改进的电路结构实现了在通带内传输、带外抑制，即主要实现了滤波器功能。

本发明还提供一种移动终端，通过采用上述的抗静电的带通滤波集成电路。代替现有手持设备中使用的声表面滤波器和巴伦，符合手持设备小型化和低成本的发展趋势和要求。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.抗静电的带通滤波集成电路，其特征在于，包括，

第一谐振单元，连接于一输入端和接地端之间；

第三谐振单元，连接于一第一输出端和一第二输出端之间，与所述第一谐振单元耦合；

第二谐振单元，分别与所述第一谐振单元和所述第三谐振单元耦合；

所述第一谐振单元、所述第二谐振单元和所述第三谐振单元之间交叉耦合并通过集成电路工艺集成于同一芯片上。

2.根据权利要求1所述的抗静电的带通滤波集成电路，其特征在于，所述第一谐振单元、所述第二谐振单元和所述第三谐振单元通过集成无源器件工艺集成于同一绝缘基底上。

3.根据权利要求1所述的抗静电的带通滤波集成电路，其特征在于，所述第一谐振单元包括第一电容和与所述第一电容并联的第一电感；和/或，所述第二谐振单元包括第二电容和与所述第二电容并联的第二电感；和/或，所述第三谐振单元包括第三电容和与所述第三电容并联的第三电感。

4.根据权利要求2所述的抗静电的带通滤波集成电路，其特征在于，所述第一谐振单元包括第一电容和与所述第一电容并联的第一电感；所述第二谐振单元包括第二电容和与所述第二电容并联的第二电感；所述第三谐振单元包括第三电容和与所述第三电容并联的第三电感；

所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容采用集成无源器件工艺于所述绝缘基底上形成的金属-绝缘体-金属电容。

5.根据权利要求2所述的抗静电的带通滤波集成电路，其特征在于，所述绝缘基底上形成有铜金属层，用于形成所述第一谐振单元、所述第二谐振单元和所述第三谐振单元之间的连接线路。

6.根据权利要求1所述的抗静电的带通滤波集成电路，其特征在于，所述第一谐振单元、所述第二谐振单元及所述第三谐振单元均谐振在预定的通带频带内。

7.根据权利要求1所述的抗静电的带通滤波集成电路，其特征在于，所述第一输出端和所述第二输出端分别输出幅度相等、相位相反的差分信号。

8.根据权利要求1所述的抗静电的带通滤波集成电路，其特征在于，所述第二输出端与接地端连接。

9.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求1所述的抗静电的带通滤波集成电路。