消减谐振器的静态电容的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种滤波器单元，包括：谐振器，具有静态电容；交叉反相模块；和消减模块，其中：所述交叉反相模块与所述谐振器并联；且所述消减模块与所述交叉反相模块并联，用于消减所述谐振器的静态电容。通过消减静态电容，例如可以调节谐振器的等效机电耦合系数和减小损耗。本发明专利技术也涉及消减谐振器的静态电容的方法，包括步骤：利用消减模块消减静态电容，消减模块与谐振器交叉反相并联连接且包括消减用电性器件。本发明专利技术还涉及一种消减谐振器的静态电容的装置，包括：交叉反相模块；和消减模块，包括消减用电性器件，其中：交叉反相模块与谐振器并联；且减用电性器件与交叉反相模块并联，用于消减静态电容。本发明专利技术还涉及具有上述结构的电子设备。

Method and device of reducing static capacitance of resonator

【技术实现步骤摘要】
消减谐振器的静态电容的方法及装置
本专利技术的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种滤波器单元，一种具有该滤波器单元的滤波器，一种消减谐振器的静态电容的方法及装置，以及一种具有该滤波器或该滤波器单元或者该装置的电子设备。
技术介绍
随着物联网，智能设备以及5G通信的普及，高速率传输的需求日益迫切。而通信速率和信道带宽有着直接的对应关系，提高通信信道的带宽是提高传输速率的最直接和有效的途径。因此，宽带系统在下一代的通信系统中占据着十分重要的位置。通信信道的带宽和传输性能依赖于射频前端尤其是射频滤波器对特定通信带宽的选择，因此宽带高性能滤波器成为了实现宽带系统的瓶颈。由于压电型滤波器具有较小的压电耦合系数，压电耦合系数和带宽直接对应，因此对于此种滤波器来说，实现高带宽滤波器较为困难。其中，例如对于FBAR滤波器而言，其输入输出两端的静态电容是限制机电耦合系数的最根本原因，消除静态电容是提高机电耦合系数乃至带宽的有效途径。
技术实现思路
为缓解或解决使用现有技术中的上述问题的至少一个方面，提出本专利技术。根据本专利技术的实施例的一个方面，提出了一种滤波器单元，包括：第一谐振器，具有静态电容；交叉反相模块；和消减模块，包括消减用电性器件，其中：所述交叉反相模块与所述第一谐振器并联；且所述消减用电性器件与所述交叉反相模块并联，用于消减所述第一谐振器的静态电容。可选的，所述交叉反相模块为晶体管交叉耦合结构。可选的，所述第一谐振器为FBAR谐振器。可选的，所述消减模块还包括控制模块，用于控制所述消减用电性器件的电参数，和/或用于断开所述消减用电性器件与所述交叉反相模块的并联。进一步的，所述控制模块包括用于控制断开所述消减用电性器件与所述交叉反相模块的并联的开关器件，和/或包括与所述消减用电性器件并联的至少一个电参数调整支路，所述电参数调整支路用于调整所述消减用电性器件的电参数。可选的，所述消减用电性器件为电容。或者所述消减用电性器件为电容与第二谐振器组成的串联结构或者并联结构。可选的，所述滤波器单元分为有源模块和无源模块，其中所述无源模块包括所述消减模块的至少一部分和所述第一谐振器，所述有源模块包括所述交叉反相模块。本专利技术的实施例还涉及一种谐振器的静态电容消减方法，包括步骤：利用消减模块消减所述静态电容，所述消减模块与所述谐振器交叉反相并联连接且包括消减用电性器件。可选的，“利用消减模块消减所述静态电容”包括步骤：提供交叉反相模块，使得谐振器与交叉反相模块并联以及使得所述消减用电性器件与交叉反相模块并联。可选的，所述消减模块的至少一部分以及所述谐振器为无源结构的组成部分，所述交叉反相模块为有源结构的组成部分；且“利用消减模块消减所述静态电容”还包括步骤：选择交叉反相模块的增益值，以配合消减模块消减谐振器的静态电容。进一步的，所述交叉反相模块为晶体管交叉耦合结构。可选的，“利用消减模块消减所述静态电容”还包括步骤：控制所述消减用电性器件的电参数，和/或断开所述消减用电性器件与所述交叉反相模块的并联。上述方法中，可选的，所述消减用电性器件为电容，或者电容与第二谐振器的串联结构或并联结构。本专利技术的实施例还涉及一种消减谐振器的静态电容的装置，包括：交叉反相模块；和消减模块，包括消减用电性器件，其中：所述交叉反相模块与所述谐振器并联；且所述消减用电性器件与所述交叉反相模块并联，用于消减所述静态电容。本专利技术的实施例还涉及一种滤波器，包括上述的滤波器单元。本专利技术的实施例也涉及一种电子设备，包括上述的滤波器或上述的滤波器单元。附图说明以下描述与附图可以更好地帮助理解本专利技术所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：图1为现有技术中的谐振器的等效电路图；图2为根据本专利技术一个示例性实施例的滤波器单元的示意图；图3为阻抗曲线图，其中细线为图1中的单独谐振器的阻抗曲线，粗线为图2中的滤波器单元的阻抗曲线；图4为根据本专利技术一个示例性实施例的滤波器单元的示意图；图5为根据本专利技术一个示例性实施例的滤波器单元的示意图；图6为阻抗曲线图，其中细线为图1中的单独谐振器的阻抗曲线，粗线为图4中的滤波器单元的阻抗曲线；图7为根据本专利技术一个示例性实施例的滤波器的示意图；图8为根据本专利技术一个示例性实施例的滤波器的示意图；图9为根据本专利技术一个示例性实施例的滤波器的示意图；图10为根据本专利技术一个示例性实施例的滤波器的示意图；图11为图7中的滤波器的性能仿真结果；图12为图2中的滤波器单元的一个示例性实现形式的示意图；图13示例性示出了根据本专利技术的滤波器单元的封装示意图；图14示例性示出了有源模块的增益变化对阻抗曲线的影响的示意图；图15为示例性示出根据本专利技术的一个实施例的消减模块的控制模块的示意图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。本专利技术提出了一种滤波器单元，包括：第一谐振器；交叉反相模块；和消减模块，所述消减模块包括消减用电性器件，其中：所述交叉反相模块与所述第一谐振器并联；且所述消减用电性器件与所述交叉反相模块并联，用于消减所述第一谐振器的静态电容。下面参照附图示例性描述根据本专利技术的滤波器单元。图1为现有技术中的谐振器的等效电路图。图1为谐振器的等效MBVD模型，电阻为损耗项，其中：串联电感Lm和串联电容Cm的谐振为串联谐振频率Fs；串联电感、串联电容和并联电容(即静态电容)Co产生并联谐振Fp，其中Fp和Fs的关系为Fp＝Fs*sqrt(1+Cm/Co)，所以并联电容Co越大Fp-Fs越小，并联电容Co越小Fp-Fs越大。滤波器设计中，滤波器的带宽BW一般为和2*(Fp-Fs)成正比。所以当Fp-Fs越大的时候，可以实现的滤波器带宽就越宽。图2为根据本专利技术一个示例性实施例的滤波器单元的示意图。图2中，谐振器R的两端并联有晶体管交叉耦合结构，晶体管交叉耦合结构又与电容C1并联。这里的电容C1用于消减谐振器R的静态电容Co。当静态电容Co被部分消除时，静态电容Co变小，从而滤波器的带宽可以被大大扩展。在图2的实施例中，电容C1作为消减用电性器件。在本专利技术中，附图中示出的晶体管交叉耦合结构中的晶体管为NPN型，不过，基于外部电源不同，晶体管也可以为PNP型。本专利技术并不对晶体管的类型做出限制。晶体管交叉耦合结构为一种交叉反相模块。只要既可以起到反相作用又可以起到交叉作用的电路结构，都可以用于本专利技术。换言之，在本专利技术中，晶体管交叉耦合结构为本专利技术的交叉反相模块的一个实施例。滤波器单元运行，还需要外部电路结构。图12为图2中的滤波器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滤波器单元，包括：/n谐振器，具有静态电容；/n交叉反相模块；和/n消减模块，包括消减用电性器件，/n其中：/n所述交叉反相模块与所述谐振器并联；且/n所述消减用电性器件与所述交叉反相模块并联，用于消减所述静态电容。/n

【技术特征摘要】
1.一种滤波器单元，包括：
谐振器，具有静态电容；
交叉反相模块；和
消减模块，包括消减用电性器件，
其中：
所述交叉反相模块与所述谐振器并联；且
所述消减用电性器件与所述交叉反相模块并联，用于消减所述静态电容。


2.根据权利要求1所述的滤波器单元，其中：
所述交叉反相模块为晶体管交叉耦合结构。


3.根据权利要求1所述的滤波器单元，其中：
所述谐振器为FBAR谐振器。


4.根据权利要求1所述的滤波器单元，其中：
所述消减模块还包括控制模块，用于控制所述消减用电性器件的电参数，和/或用于断开所述消减用电性器件与所述交叉反相模块的并联。


5.根据权利要求4所述的滤波器单元，其中：
所述控制模块包括用于控制断开所述消减用电性器件与所述交叉反相模块的并联的开关器件，和/或
所述控制模块包括与所述消减用电性器件并联的至少一个电参数调整支路，所述电参数调整支路用于调整所述消减用电性器件的电参数。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的滤波器单元，其中：
所述消减用电性器件为电容。


7.根据权利要求1-5中任一项所述的滤波器单元，其中：
所述谐振器为第一谐振器；且
所述消减用电性器件为电容与第二谐振器组成的串联结构。


8.根据权利要求1-5中任一项所述的滤波器单元，其中：
所述谐振器为第一谐振器；且
所述消减用电性器件为电容与第二谐振器组成的并联结构。


9.根据权利要求1-5中任一项所述的滤波器单元，其中：
所述滤波器单元分为有源模块和无源模块，其中所述无源模块包括所述消减模块的至少一部分和所述谐振器，所述有源模块包括所述交叉反相模块。


10.一种消减谐振器的静态电容的方法，包括步骤：
利用消减模块消减所述静态电容，所述消减模块与所述谐振器交叉反相并联连接且包括消减用电性器件。


11.根据权利要求10所述的方法，其中：
“利用消减模块消减所述静态电容”包括步骤：提供交叉反相模块，使得谐振器与交叉反相模块并联以及使得所述消减用电性器件与交叉反相模块并联。


12.根据权利要求11所述的方法，其中：
所述消减模块的至少一部分以及所述谐振器为无源结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞慰，蔡华林，
申请(专利权)人：天津大学，诺思天津微系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12