射頻/微波電路中的薄膜無源器件

圖2 S21前向傳輸損耗特性曲線

制造廠商選用薄膜電容器元件，不但可以獲得單層電容器優(yōu)越的電氣性能，還可以盡享MLCC類型元件應(yīng)用的便利之處。圖3顯示了薄膜電容器性能的穩(wěn)定性對(duì)電極和氧化層厚度的影響，以及其質(zhì)量對(duì)絕緣層K值的影響。

圖3 與MLCC相比，薄膜電容器的頻率響應(yīng)具有優(yōu)異的可重復(fù)性

我們必須認(rèn)識(shí)到薄膜電容器用作帶阻濾波器是具有局限性的。因?yàn)楸∧る娙萜魍ǔＶ荒芴峁┬‰娙葜?，所以它們局限于頻率相對(duì)較高的帶阻濾波器設(shè)計(jì)。如果涉及到低頻設(shè)計(jì)，必須采用其他的濾波器方法，通常是使用高Q值的多層射頻電容器。

薄膜電感
與空氣芯電感相比，薄膜電感具備許多實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)（盡管它們無法達(dá)到相同的Q值）。在表面貼裝過程中，薄膜電感要比空氣芯電感更便于抓取和放置。應(yīng)用目前裝配中通用的IR、蒸汽相法和波工藝也很方便對(duì)其進(jìn)行處理。此外，薄膜電感在這些處理過程中以及搬運(yùn)和強(qiáng)震動(dòng)環(huán)境中都能夠保持電感值不變。盡管它們不能像空氣芯電感那樣在電路中進(jìn)行調(diào)諧，但是一旦確定了實(shí)現(xiàn)一定電路功能所需要的準(zhǔn)確電感值，就可以使用薄膜電感來替代空氣芯電感（假定Q值能夠滿足需要）。

與薄膜電容器的情況相仿，薄膜電感的ESR和損耗顯著降低，這得益于線寬控制以及絕緣層沉積的質(zhì)量/精度。這使得成品尺寸可以減小到0402封裝，并可以實(shí)現(xiàn)幾乎任何所需的電感值，同時(shí)容差精度接近0.05nH。此外，穩(wěn)定的金屬化工藝使得薄膜電感具備了較高的載流能力：不同產(chǎn)品之間載流能力存在差別，最高可達(dá)1000mA。

薄膜電感可用于寬帶放大器的頻率補(bǔ)償。以前使用的是電阻/電感組合。同薄膜電容器的情況一樣，使用薄膜電感器可以減少電路中使用的元件數(shù)量，從而減小成品尺寸、降低重量、簡(jiǎn)化裝配、降低成本并提高可靠性。

如同薄膜電容器一樣，薄膜電感器只能提供較小的電感值，所以應(yīng)用上是存在限制的。

也就是說，薄膜電感器可以為設(shè)計(jì)人員在極高頻率處提供一個(gè)很好的解決方案。一個(gè)常見的應(yīng)用實(shí)例是頻率高達(dá)數(shù)吉赫的振蕩器。在高頻處，使用線繞電感是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)槟壳吧a(chǎn)電感值如此之小的線繞電感的技術(shù)尚不具備。

在這種應(yīng)用場(chǎng)合，設(shè)計(jì)人員只有兩種選擇：使用PCB電路板蛇形走線的線路設(shè)計(jì)來獲得低電感值的電感，或者選擇微型的表面封裝薄膜電感器。

其他薄膜元件
應(yīng)用從制造薄膜電容和薄膜電感中獲取的知識(shí)和工藝能力，人們已經(jīng)開發(fā)出許多其他元件，其中包括耦合器和諧波低通濾波器。