[发明专利]一种适用于微波与毫米波的IPD滤波器芯片

说明书

本发明公开了一种适用于微波与毫米波的IPD滤波器芯片，属于微波与毫米波传输领域；所述的芯片中间是串联的电容和电感组成的第一谐振器，两侧各有一组由第二和第三谐振器组成的短路电容电感谐振器；第一，第二和第三谐振器构成中心滤波电路，同时连接阻抗匹配枝节；阻抗匹配枝节两端分别连等效的信号输入输出端口；第一谐振器用来选择整个滤波器芯片工作的中心频率，第二和第三谐振器控制在中心频率两侧引入新的传输零点，从而控制滤波器的通带带宽；输入端口流入到两个传输零点中间的信号，通过整个电路到达第二端口，而两个传输零点外的高频和低频信号则无法通过，从而实现滤波器的滤波功能。本发明覆盖了微波和毫米波频段，阻带抑制性能非常优秀。

技术领域

本发明属于微波与毫米波传输领域及集成电路领域，涉及一种无源射频滤波器芯片，具体是一种适用于微波与毫米波的IPD滤波器芯片。

背景技术

随着移动通信系统飞速发展，市场对射频通信器件的需求量呈爆发式的增加，同时由于技术精度的提升，射频器件的性能要求相比于以前也更加苛刻。其中，高选择性滤波器由于具有通带到阻带的过渡快，阻带抑制性能强，通带内匹配效果好的优点，一直是当今射频技术人员的重点研究方向。

如今电子技术和材料技术相辅相成，相互促进，迅猛发展；目前电脑和手机等通讯设备的电路也愈发高度集成，传统的毫米量级的元件加工技术，像PCB等，通常封装体积过大，能量损耗较高；传统的电容电感滤波电路由于元件分立，电路集成度不高，同样也会导致体积过大，性能一般，因此，很难应用在高性能小体积要求的移动手机端。

集成无源器件(IPD)技术是一种新型半导体材料加工技术，与传统PCB工艺相比，该技术可以在更小的空间上集成双工器、功率放大器、滤波器和低噪放大器等射频通信器件，元件加工精度可精确到微纳米量级，从而大大提高了电子电路的集成度。根据加工工艺，IPD技术又可以被分为厚膜制作工艺和薄膜制作工艺。

薄膜集成无源器件(TFIPD)技术采用沉积、钝化、抛光和刻蚀等多种先进的半导体和金属加工技术，通过在GaAs衬底上逐层生长金属和半导体并加工刻蚀，从而形成多层金属-半导体-金属-半导体-金属的结构，可以加工传输线、耦合线、螺旋电感和MIM电容等结构，加工精度精确到纳米量级，一方面提高了元器件的性能，另一方面降低了元件的封装体积，提高电子电路的集成度。

发明内容

基于薄膜集成无源器件(TFIPD)技术，本发明提出了一种适用于微波与毫米波的IPD滤波器芯片，该芯片由中心滤波电路和两侧的阻抗匹配枝节构成，通带内阻抗匹配效果良好，在紧贴通带两侧引入了新的传输零点，从而快速抑制通带外侧的信号，实现高选择性的目标。

所述的IPD滤波器芯片，为左右对称结构，正中间是串联的电容C₁和电感L₁组成的第一谐振器，两侧各有一组短路电容电感谐振器，每组短路电容电感谐振器中均包括两个电容和两个电感，具体为：电感L₂和电容C₂串联构成第二谐振器，两端分别接第一谐振器和接地；电感L₃和电容C₃串联构成第三谐振器，两端分别接第一谐振器和接地；

第一谐振器，第二谐振器和第三谐振器共同交于一点，构成中心滤波电路；该交点同时连接阻抗匹配枝节；

所述的阻抗匹配枝节在短路电容电感谐振器两侧各有一个，具体结构为：短路电容电感谐振器包括依次串联的电感L₄，电容C₄和电容C₅；电容C₅接地，同时在两个电容之间分别外接第一端口和第二端口；

第一端口作为信号输入端口，第二端口作为等效的信号输出端口；

中心滤波电路中的第一谐振器用来选择整个滤波器芯片工作的中心频率，第二谐振器和第三谐振器控制在中心频率两侧引入新的传输零点，从而控制滤波器的通带带宽；