共模濾波器和附帶esd保護電路的共模濾波器的制造方法
【專利摘要】在本實用新型的共模濾波器以及附帶ESD保護電路的共模濾波器的第一信號線側(cè)，由第一電感元件(L1)、第一電容元件(C1)、第二電容元件(C2)、第三電感元件(L3)和第五電感元件(L5)構(gòu)成第一諧振電路(RC1)，由第一電感元件(L1)、第一電容元件(C1)和第二電容元件(C2)構(gòu)成第三諧振電路(RC3)，并由第一電感元件(L1)、第三電感元件(L3)、第一電容元件(C1)、第二電容元件(C2)和第五電容元件(C5)構(gòu)成第五諧振電路(RC5)。在第二信號線側(cè)，第二諧振電路(RC2)、第四諧振電路(RC4)和第六諧振電路(RC6)被類似地構(gòu)成。
【專利說明】
共模濾波器和附帶ESD保護電路的共模濾波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及抑制在差分傳輸線路中傳播的共模噪聲的共模濾波器和附帶ESD保護電路的共模濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]為了抑制將在差分傳輸線路中傳播的共模噪聲，傳統(tǒng)技術(shù)中使用共模扼流圈。共模扼流圈例如專利文獻I中記述的那樣包括兩個線圈，兩個線圈被構(gòu)成為使由差模信號(常模信號)在各線圈中產(chǎn)生的磁場相抵消，而對于共模信號(共模噪聲)而言磁場相互增強。
[0003]—般來說，在這樣的共模扼流圈中，需要各線圈具有大的電感值，并且各線圈之間的耦合系數(shù)大。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I:日本專利特開2003-133135號公報【實用新型內(nèi)容】
[0007]實用新型要解決的技術(shù)問題
[0008]但是，如果增大線圈的電感值，并增大各線圈之間的耦合系數(shù)，則自諧振頻率變低，信號的傳輸損耗也增大。因此，在如USB和HDMI (注冊商標)等的高速接口用的差分傳輸線路那樣在高頻帶使用的、且要求傳輸損耗小的差分傳輸線路中，難以利用如上所述的共模扼流圈。
[0009]本實用新型的目的在于提供這樣的共模濾波器，即使其電感值小、耦合系數(shù)小仍具有高的共模噪聲抑制效果，且在高頻率下特性良好、傳輸損耗小。
[0010]解決技術(shù)問題的手段
[0011]本實用新型的共模濾波器和附帶ESD保護電路的共模濾波器被構(gòu)成為具有如下結(jié)構(gòu)。
[0012](I)本實用新型的共模濾波器是被插入在構(gòu)成差分傳輸線路的第一信號線和第二信號線上的共模濾波器，其特征在于，
[0013]包括:被串聯(lián)地插入在第一信號線的第一電感元件；
[0014]被串聯(lián)地插入在第二信號線的第二電感元件；
[0015]第一端連接在對于第一信號線和第二信號線的中性點上的第三電感元件；
[0016]第一端連接在所述中性點上的第四電感元件；
[0017]連接在第一電感元件的第一端和第三電感元件的第二端之間的第一電容元件；
[0018]連接在第一電感元件的第二端和第三電感元件的第二端之間的第二電容元件；
[0019]連接在第二電感元件的第一端和第四電感元件的第二端之間的第三電容元件；
[0020]連接在第二電感元件的第二端和第四電感元件的第二端之間的第四電容元件；
[0021]連接在所述中性點和接地點之間的第五電感元件；以及
[0022]連接在所述中性點和接地點之間的第五電容元件，
[0023]第一諧振電路(串聯(lián)諧振電路)由所述第一電感元件、第三電感元件、第一電容元件、第二電容元件和第五電感元件構(gòu)成，
[0024]第二諧振電路(串聯(lián)諧振電路)由所述第二電感元件、第三電容元件、第四電容元件、第四電感元件和第五電感元件構(gòu)成，
[0025]第三諧振電路(并聯(lián)諧振電路)由所述第一電感元件、第一電容元件和第二電容元件構(gòu)成，
[0026]第四諧振電路(并聯(lián)諧振電路)由所述第二電感元件、第三電容元件和第四電容元件構(gòu)成，
[0027]第五諧振電路(串聯(lián)諧振電路)由所述第一電感元件、第三電感元件、第一電容元件、第二電容元件和第五電容元件構(gòu)成，
[0028]第六諧振電路(串聯(lián)諧振電路)由所述第二電感元件、第四電感元件、第三電容元件、第四電容元件和第五電容元件構(gòu)成。
[0029](2)在上述(I)中，優(yōu)選的是，由第一電感元件、第一電容元件、第二電容元件和第三電感元件構(gòu)成的電路跟由第二電感元件、第三電容元件、第四電容元件和第四電感元件構(gòu)成的電路對稱。通過此結(jié)構(gòu)，從共模到差模的變換量和從差模到共模的變換量減少。
[0030](3)在上述(2)中，優(yōu)選的是，第一諧振頻率即第一、第二諧振電路的諧振頻率、第二諧振頻率即第三、第四諧振電路的諧振頻率和第三諧振頻率即第五、第六諧振電路的諧振頻率各不相同。因此，可以在寬頻帶范圍內(nèi)衰減共模噪聲。
[0031](4)在上述(2)或(3)中，優(yōu)選的是，在第三諧振電路和第四諧振電路的諧振頻率下，第一電容元件、第二電容元件、第三電容元件和第四電容元件的阻抗大于第三電感元件和第四電感元件的串聯(lián)阻抗。因此，差模信號的插入損耗的增大得以抑制。
[0032](5)本實用新型的共模濾波器是在構(gòu)成差分傳輸線路的第一信號線和第二信號線中插入的共模濾波器，其特征在于，
[0033]包括:串聯(lián)地插入在所述第一信號線的第一電感元件；
[0034]串聯(lián)地插入在所述第二信號線的第二電感元件；
[0035]第一端連接在對于所述第一信號線和所述第二信號線的中性點上、第二端連接在所述第一信號線上的第三電感元件；
[0036]第一端連接在所述中性點上、第二端連接在所述第二信號線上的第四電感元件；
[0037]連接在所述中性點和接地點之間的第五電感元件；以及
[0038]連接在所述中性點和接地點之間的第五電容元件，
[0039]在共模噪聲的通帶內(nèi)由所述第五電感元件和所述第五電容元件的諧振電路形成了衰減極點。
[0040](6)在上述(5)中，優(yōu)選的是，所述第三電感元件和所述第四電感元件被卷繞和連接成對共模噪聲進行差分耦合、對差模信號進行累積耦合。因此，差模損耗增大被抑制。
[0041](7)本實用新型的附帶ESD保護電路的共模濾波器包括:上述(I)至(6)中任一項所述的共模濾波器；以及插入在所述第一信號線和接地點之間以及所述第二信號線和接地點之間的ESD保護元件。
[0042](8)在上述(7)中，優(yōu)選的是，所述共模濾波器被構(gòu)成在半導體基板的再布線層上，作為所述ESD保護元件的齊納二極管被形成在所述半導體基板中。因此，可以減少應安裝在電子設(shè)備電路基板上的元件數(shù)。
[0043](9)本實用新型的共模濾波器是在構(gòu)成差分傳輸線路的第一信號線和第二信號線上插入的共模濾波器，其特征在于，
[0044]包括:串聯(lián)地插入在所述第一信號線上的第一電感元件(LI);
[0045]串聯(lián)地插入在所述第二信號線上的第二電感元件(L2);
[0046]第一端連接在對于所述第一信號線和所述第二信號線的中性點上、第二端連接在所述第一信號線上的第三電感元件(L3);
[0047]第一端連接在所述中性點上、第二端連接在所述第二信號線上的第四電感元件(L4)；
[0048]連接在所述中性點和接地點之間的第五電感元件(L5);
[0049]連接在所述第一電感元件(LI)和所述第三電感元件(L3)之間的第一并聯(lián)連接電容元件(C1/C2);以及
[0050]連接在所述第二電感元件(L2)和所述第四電感元件(L4)之間的第二并聯(lián)連接電容元件(C3/C4)，
[0051]由包含所述第一并聯(lián)連接電容元件(C1/C2)、所述第三電感元件(L3)和所述第五電感元件(L5)而構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路以及包含所述第二并聯(lián)連接電容元件(C3/C4)、所述第四電感元件(L4)和所述第五電感元件(L5)而構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路形成了衰減極點(fl)，由包含所述第一電感元件(LI)和所述第一并聯(lián)連接電容元件(C1/C2)而構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路以及包含所述第二電感元件(L2)和所述第二并聯(lián)連接電容元件(C3/C4)而構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路形成了衰減極點(f2)。
[0052]通過上述結(jié)構(gòu)，共模噪聲在包含頻率(Π)的衰減極點和頻率(f2)衰減極點的寬頻帶范圍內(nèi)被衰減。
[0053](10)本實用新型的共模濾波器是插入在構(gòu)成差分傳輸線路的第一信號線和第二信號線上的共模濾波器，其特征在于，
[0054]包括:串聯(lián)地插入在所述第一信號線上的第一電感元件(LI);
[0055]串聯(lián)地插入在所述第二信號線上的第二電感元件(L2);
[0056]第一端連接在對于所述第一信號線和所述第二信號線的中性點上、第二端連接在所述第一信號線上的第三電感元件(L3);
[0057]第一端連接在所述中性點上、第二端連接在所述第二信號線上的第四電感元件(L4)；
[0058]連接在所述中性點和接地點之間的第五電容元件(C5);
[0059]連接在所述第一電感元件(LI)和所述第三電感元件(L3)之間的第一并聯(lián)連接電容元件(C1/C2);以及
[0060]連接在所述第二電感元件(L2)和所述第四電感元件(L4)之間的第二并聯(lián)連接電容元件(C3/C4)，
[0061]由包含所述第一并聯(lián)連接電容元件(C1/C2)、所述第三電感元件(L3)和所述第五電容元件(C5)而構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路以及由包含所述第二并聯(lián)連接電容元件(C3/C4)、所述第四電感元件(L4)和所述第五電容元件(C5)而構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路形成了衰減極點(f3)，由包含所述第一電感元件(LI)和所述第一并聯(lián)連接電容元件(C1/C2)而構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路以及由包含所述第二電感元件(L2)和所述第二并聯(lián)連接電容元件(C3/C4)而構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路形成了衰減極點(f2)。
[0062 ]通過上述結(jié)構(gòu)，共模噪聲在包含頻率(f2)的衰減極點和頻率(f3)衰減極點的寬頻帶范圍內(nèi)被衰減。
[0063]實用新型效果
[0064]根據(jù)本實用新型，可以構(gòu)成共模噪聲的抑制效果好、高頻區(qū)的特性良好、傳輸損耗小的共模濾波器以及附帶ESD保護電路的共模濾波器，即使其具有小的電感和小的耦合系數(shù)。
【附圖說明】
[0065]圖1是第一實施例的共模濾波器101的電路圖。
[0066]圖2(A)、(B)、(C)是表示構(gòu)成在共模濾波器101中的6個諧振電路的圖。
[0067]圖3是表示從共模濾波器101的平衡端子(T1、T3)看到的回波損耗和插入損耗的頻率特性的圖。
[0068]圖4是共模濾波器101上半部分的電路圖。
[0069]圖5(A)是第一諧振電路RCl的電路圖，圖5(B)是第三諧振電路RC3的電路圖，圖5(C)是第五諧振電路RC5的電路圖。
[0070]圖6(A)是經(jīng)過500MHz到3.0GHz的頻率掃描時從圖4中所示的電路的端子Tl看到的阻抗軌跡。圖6(B)是表示從端子Tl看到的回波損耗和插入損耗的頻率特性的圖。
[0071 ]圖7是表示從中性點NP看到的阻抗虛部的頻率特性的圖。
[0072]圖8是共模濾波器101對于差模信號的動作圖。
[0073]圖9是表示從圖8的端子T1、T3看到的電路阻抗絕對值的頻率特性的圖。
[0074]圖10(A)是表示第三電感器L3和第四電感器L4為差分耦合結(jié)構(gòu)時共模濾波器的頻率特性的圖。圖10(B)是表示第三電感器L3和第四電感器L4為累積耦合結(jié)構(gòu)時共模濾波器的頻率特性的圖。
[0075]圖1l(A)表示在“差分耦合”(對于差模電流為累積耦合)的共模濾波器的差模插入損耗，圖1l(B)表示在“累積耦合”(對于差模電流為差分耦合)的共模濾波器的差模插入損耗。
[0076]圖12是關(guān)于第三實施例的附帶ESD保護電路的共模濾波器的透視圖。
[0077]圖13是關(guān)于第三實施例的附帶ESD保護電路的共模濾波器的再布線層的各層平面圖。
[0078]圖14是關(guān)于第三實施例的附帶ESD保護電路的共模濾波器的電路圖。
[0079]圖15是關(guān)于第四實施例的共模濾波器的各層平面圖。
[0080]圖16是表示關(guān)于第四實施例的共模濾波器的插入損耗的頻率特性的圖。
【具體實施方式】
[0081]以下參照附圖舉幾個具體例子表示實施本實用新型的多個方式。各圖中對相同的部件附以相同的標記。各實施例為示例，對不同實施例中示出的結(jié)構(gòu)當然可以作部分的置換或組合。
[0082]《第一實施例》
[0083]參照各圖就第一實施例的共模濾波器進行說明。圖1是第一實施例的共模濾波器101的電路圖。
[0084]圖1所示的共模濾波器101是連接于由第一信號線SLl和第二信號線SL2構(gòu)成的差分傳輸線路的平衡濾波器。第一信號線SLl上串聯(lián)地插入在第一電感元件(以下稱“第一電感器”)L1，第二信號線SL2上串聯(lián)地插入在第二電感元件(以下稱“第二電感器”)L2。共模濾波器101具備接地點，這成為第一信號線SLl和第二信號線SL2的基準。另外，共模濾波器101包括其第一端連接在對于第一信號線SLl和第二信號線SL2的中性點NP上的第三電感元件(以下稱“第三電感器”)L3和其第一端連接在中性點NP上的第四電感元件(以下稱“第四電感器，，)L4。
[0085]在第一電感器LI的第一端和第三電感器L3的第二端之間連接有第一電容元件(以下稱“第一電容器”)C1。另外，在第一電感器LI的第二端和第三電感器L3的第二端之間連接有第二電容元件(以下稱“第二電容器”)C2。
[0086]在第二電感器L2的第一端和第四電感器L4的第二端之間連接有第三電容元件(以下稱“第三電容器”)C3。另外，在第二電感器L2的第二端和第四電感器L4的第二端之間連接有第四電容元件(以下稱“第四電容器”)C4。
[0087]而且，在中性點NP和接地點之間連接有第五電感元件(以下稱“第五電感器”)L5和第五電容元件(以下稱“第五電容器”)C5。
[0088]圖2(A)、(B)、(C)是表示構(gòu)成在上述共模濾波器101中的6個諧振電路的圖。
[0089]如圖2 (A)所示，第一諧振電路(串聯(lián)諧振電路)RCl由第一電感器L1、第一電容器Cl、第二電容器C2、第三電感器L3和第五電感器L5構(gòu)成。另外，第二諧振電路(串聯(lián)諧振電路)RC2由第二電感器L2、第三電容器C3、第四電容器C4、第四電感器L4和第五電感器L5構(gòu)成。
[0090]另外，第三諧振電路(并聯(lián)諧振電路)RC3由第一電感器L1、第一電容器Cl和第二電容器C2構(gòu)成。另外，第四諧振電路(并聯(lián)諧振電路)RC4由第二電感器L2、第三電容器C3和第四電容器C4構(gòu)成。
[0091]第五諧振電路(串聯(lián)諧振電路)RC5由第一電感器L1、第一電容器Cl、第二電容器C2、第三電感器L3和第五電容器C5構(gòu)成。另外，第六諧振電路(串聯(lián)諧振電路)RC6由第二電感器L2、第四電感器L4、第三電容器C3、第四電容器C4和第五電容器C5構(gòu)成。
[0092]圖3是表示從平衡端子(Tl、T3)看到的回波損耗和插入損耗的頻率特性的圖。這里，S21[DD]為差模信號的插入損耗，S11[DD]為差模信號的回波損耗，S21[CC]為共模噪聲的插入損耗，S11[CC]為共模噪聲的回波損耗。共模噪聲的插入損耗S21[CC]中在頻率fl、f2、f3處發(fā)生衰減極點。后文將描述這三個衰減極點發(fā)生的原因。
[0093]由第一電感器L1、第一電容器Cl、第二電容器C2和第三電感器L3形成的電路跟由第二電感器L2、第三電容器C3、第四電容器C4和第四電感器L4形成的電路關(guān)于中性點NP對稱。因此，對于共模噪聲可以用從中性點NP分開的上半部分或下半部分的不平衡電路來說明共模濾波器1I的動作。
[0094]圖4是共模濾波器101上半部分的電路圖。其中，各元件的值如下。
[0095]Ll:6nH
[0096]L3:2nH
[0097]L5:3.7nH
[0098]Cl:3pF
[0099]C2:3pF
[0100]C5:2.4pF
[0101]圖5(A)是第一諧振電路RCl的電路圖，圖5(B)是第三諧振電路RC3的電路圖，圖5(C)是第五諧振電路RC5的電路圖。
[0102]圖6(A)是經(jīng)過500MHz到3.0GHz的頻率掃描時從圖4中所示的電路的端子Tl看到的阻抗軌跡。圖6(B)是表示從端子Tl看到的回波損耗和插入損耗的頻率特性的圖。圖6(A)、(B)中各標志所指位置處的頻率如下。
[0103]M01:910MHz(fl)
[0104]M02:1.67GHz(f2)
[0105]M03:2.71GHz(f3)
[0106]上述頻率fl處的回波損耗的衰減是由第一諧振電路RCl引起的。即，對頻率fl的共模噪聲串聯(lián)諧振，共模噪聲被分流。
[0107]上述頻率f2處的回波損耗的衰減是由第三諧振電路RC3引起的。即，對頻率f2的共模噪聲并聯(lián)諧振，共模噪聲的傳播被阻斷(反射)。
[0108]上述頻率f3處的回波損耗的衰減是第五諧振電路RC5引起的。即，對頻率f3的共模噪聲串聯(lián)諧振，共模噪聲被分流。
[0109]如上述那樣，共模濾波器101關(guān)于中性點NP對稱，圖2(A)中所示的第二諧振電路RC2與第一諧振電路RCl同樣地工作。另外，圖2(B)中所示的第四諧振電路RC4與第三諧振電路RC3同樣地工作。此外，圖2(C)中所示的第六諧振電路RC6與第五諧振電路RC5同樣地工作。
[0110]對上述第三電感器L3和第四電感器L4而言，單獨的一方也都作為共模濾波器工作，在只有一方的情況下，雖然于小型化有利，但是由于成了非對稱電路，從共模到差模的變換量和從差模到共模的變換量增多。
[0111]圖5(B)中，第五電感器L5和第五電容器C5構(gòu)成了LC并聯(lián)電路。圖7是表示從中性點NP看到的阻抗虛部的頻率特性的圖。在圖5(B)中示出的由第五電感器L5和第五電容器C5構(gòu)成的LC并聯(lián)電路的阻抗比第三諧振電路RC3的并聯(lián)諧振阻抗充分大的頻帶中，第三諧振電路RC3作為并聯(lián)諧振電路工作。因此，優(yōu)選的是，第三諧振電路RC3的諧振頻率與由第五電感器L5和第五電容器C5構(gòu)成的LC并聯(lián)電路的諧振頻率相等或接近。
[0112]如圖6(B)中所示那樣，第一諧振頻率fl即第一、第二諧振電路的諧振頻率、第二諧振頻率f2即第三、第四諧振電路的諧振頻率和第三諧振頻率f3即第五、第六諧振電路的諧振頻率各不相同。因此，可在寬的頻帶范圍內(nèi)衰減共模噪聲。
[0113]本實施例的共模濾波器如圖1所示，包括:
[0114]被串聯(lián)地插入在第一信號線SLl上的第一電感元件LI;
[0115]被串聯(lián)地插入在第二信號線SL2上的第二電感元件L2;
[0116]第一端連接在對于第一信號線SLl和第二信號線SL2的中性點NP上、第二端連接在第一信號線SLl上的第三電感元件L3;
[0117]第一端連接在中性點NP上、第二端連接在第二信號線SL2上的第四電感元件L4;
[0118]連接在中性點NP和接地點之間的第五電感元件L5;
[0119]連接在第一電感元件LI和第三電感元件L3之間的第一并聯(lián)連接電容元件(Cl/C2);以及
[0120]連接在第二電感元件L2和第四電感元件L4之間的第二并聯(lián)連接電容元件(C3/C4)。
[0121]而且，如圖2(A)所示，串聯(lián)諧振電路RCl包含第一并聯(lián)連接電容元件(C1/C2)、第三電感元件L3和第五電感元件L5而構(gòu)成。另外，串聯(lián)諧振電路RC2包含第二并聯(lián)連接電容元件(C3/C4)、第四電感元件L4和第五電感元件L5而構(gòu)成。
[0122]此外，如圖2(B)所示，并聯(lián)諧振電路RC3包含第一電感元件LI和第一并聯(lián)連接電容元件(C1/C2)而構(gòu)成。另外，并聯(lián)諧振電路RC4包含第二電感元件L2和第二并聯(lián)連接電容元件(C3/C4)而構(gòu)成。
[0123]這樣，串聯(lián)諧振電路此1、此2和并聯(lián)諧振電路此3、1^4共用一部分元件(1^、(:1工2、L2、C3、C4)而耦合。一方的諧振電路為串聯(lián)諧振電路(RCl、RC2)，而另一方的諧振電路為并聯(lián)諧振電路(RC3、RC4)，因此，由串聯(lián)諧振電路RCl、RC2產(chǎn)生的頻率fl的衰減極點和由并聯(lián)諧振電路RC3、RC4產(chǎn)生的頻率f 2的衰減極點之間的頻帶的衰減量也增大。(由于串聯(lián)諧振電路和并聯(lián)諧振電路相耦合，兩個衰減極點不分離而被寬帶化。)也就是說，共模噪聲的衰減頻帶被寬帶化。
[0124]另外，如2(C)所示，串聯(lián)諧振電路RC5包含第一并聯(lián)連接電容元件(C1/C2)、第三電感元件L3和第五電容元件C5而構(gòu)成。另外，串聯(lián)諧振電路RC6包含第二并聯(lián)連接電容元件(C3/C4)、第四電感元件L4和第五電容元件C5而構(gòu)成。
[0125]這樣，串聯(lián)諧振電路此5、此6和并聯(lián)諧振電路此3、1^4共用一部分元件(1^、(:1工2、L2、C3、C4)而耦合。一方的諧振電路為串聯(lián)諧振電路(RC5、RC6)，另一方的諧振電路為并聯(lián)諧振電路(RC3、RC4)，因此，由串聯(lián)諧振電路RC5、RC6產(chǎn)生的頻率f3的衰減極點和由并聯(lián)諧振電路RC3、RC4產(chǎn)生的頻率f2的衰減極點之間的頻帶的衰減量也增大。(由于并聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路相耦合，兩個衰減極點不分離而被寬帶化。)也就是說，共模噪聲的衰減頻帶被寬帶化。
[0126]如上所述，形成頻率fl衰減極點的串聯(lián)諧振電路RCl、RC2和形成頻率f2衰減極點的并聯(lián)諧振電路RC3、RC4相耦合，并且形成頻率f2衰減極點的并聯(lián)諧振電路RC3、RC4和形成頻率f 3衰減極點的串聯(lián)諧振電路RC5、RC6相耦合，從而如圖3中所示，在包含頻率f 1、f 2、f 3的寬頻帶范圍內(nèi)共模噪聲被衰減。
[0127]圖8是表示上述共模濾波器101對于差模信號的動作的圖。對于差模的信號，由于中性點NP為接地點電位，因此圖1所示的第五電感器L5和第五電容器C5等效地不存在，可以如圖8那樣表示。圖9是表示從圖8的端子T1、T3看到的電路阻抗絕對值的頻率特性的圖。
[0128]在差模的情況下，圖8所示的第三諧振電路RC3和第四諧振電路RC4進行自諧振(并聯(lián)諧振)的條件是第三電感器L3和第四電感器L4的串聯(lián)電路的阻抗充分大于電容器C1、C2、C3、C4的阻抗，但是如圖9表示，自諧振頻率下的電容器C1、C2(、C3、C4)的阻抗與第三電感器L3和第四電感器L4的串聯(lián)電路的阻抗相比并不是充分大。因此，差模信號不被第三諧振電路RC3和第四諧振電路RC4的并聯(lián)諧振阻斷(反射)，而以低損耗通過。
[0129]《第二實施例》
[0130]第二實施例中，描述了由第三電感器L3和第四電感器L4之間的耦合確定特性的例子。
[0131]根據(jù)第二實施例的共模濾波器的電路圖與第一實施例中圖1所示的電路圖相同。圖1中，在第三電感器L3和第四電感器L4被構(gòu)成為相耦合的情況下，存在對共模電流差分耦合、對差模電流累積耦合的結(jié)構(gòu)(以下稱“差分耦合”)和相反地對共模電流累積耦合、對差模電流差分耦合的結(jié)構(gòu)(以下稱“累積耦合”)。
[0132]圖10(A)是表示差分耦合結(jié)構(gòu)時的共模濾波器的頻率特性的圖。圖10(B)是表示累積耦合結(jié)構(gòu)時的共模濾波器的頻率特性的圖。這里，S21[DD]為差模信號的插入損耗、Sll[DD]為差模信號的回波損耗、S21[CC]為共模噪聲的插入損耗、S11[CC]為共模噪聲的回波損耗。此例中，第三電感器L3和第四電感器L4之間的耦合系數(shù)設(shè)為0.5。比較圖10(A)和圖10(B)后顯見，如果采用差分耦合結(jié)構(gòu)，可以很大地贏得2GHz附近的共模噪聲的衰減量。
[0133]另外，由于第三電感器L3和第四電感器L4具有共模電流被差分耦合的關(guān)系，差模電流被累積耦合，因此可以減少獲得預定電感所需的導體匝數(shù)和導體長度小。其結(jié)果是，可以實現(xiàn)小型化，并且也可以減少差模插入損耗。
[0134]圖1l(A)表示上述“差分耦合”(對于差模電流為累積耦合)的共模濾波器的差模插入損耗，圖1l(B)表示上述“累積耦合”(對于差模電流為差分耦合)的共模濾波器的差模插入損耗。此例中，第三電感器L3和第四電感器L4之間的耦合系數(shù)設(shè)為0.5。
[0135]這樣，比較圖1l(A)(B)顯見，如果采用差分耦合結(jié)構(gòu)，可以減小IGHz附近的差模信號的插入損耗。
[0136]《第三實施例》
[0137]第三實施例中，示出在半導體基板的再布線層中構(gòu)成共模濾波器的例子。
[0138]圖12是第三實施例的附帶ESD保護電路的共模濾波器的透視圖。但是，為了表示出由多層構(gòu)成，將層向厚度加以夸大進行描述。圖13是上述再布線層的各層平面圖。圖14為本實施例的附帶ESD保護電路的共模濾波器的電路圖。
[0139]圖12特別示出了在半導體基板SUB的表面上形成的再布線層RL。圖12中，面SS為半導體基板的表面，它是再布線層的下表面。在半導體基板SUB中構(gòu)成了基于P擴散層和η擴散層的雙向齊納二極管ZDl、ZD2。這些雙向齊納二極管是用于形成ESD保護元件的元件。圖12中，附有再布線層中形成的各電路元件的標記。
[0140]圖13中，第一層(I)是最下層，該層是電容器的下部電極層。第二層(2)是電容器的上部電極層，第三層(3)是布線層，第四?第六層(4)、(5)、(6)是電感器層，第七層(7)是布線層，第八層(8)是最上層，該層是輸入輸出電極層。圖13中附有電路元件的標記。
[0141]圖13中，布線層(3)中示出的雙向齊納二極管ZD1、ZD2是在半導體基板中構(gòu)成的元件。雙向齊納二極管ZD1、ZD2與第三層(3)的電極圖案的預定部位導通。因此，雙向齊納二極管ZDl被連接在端子Tl和接地點之間，雙向齊納二極管ZD2被連接在端子T3和接地點之間。
[0142]圖13中，從第四層(4)直到第六層(6)分別形成有第一電感器L1、第二電感器L2、第五電感器L5。另外，第四層(4)上形成有第三電感器L3，第五層(5)上形成有第三電感器L3。
[0143]第一電感器LI被連接在端子Tl和端子T2之間，第二電感器L2被連接在端子T3和端子T4之間。
[0144]通過將圖13所示的第一層(I)上形成的電極C1、C2、C3、C4、C5跟第二層(2)上形成的電極(:1工2、03工4、05對置，分別構(gòu)成電容器(:1工2、03工4、05。電容器(:1工2各自的一端被連接到端子Tl、T2，各自的另一端被連接到第三電感器L3的一端。電容器C3、C4各自的一端被連接到端子T3、T4，各自的另一端被連接到第四電感器L4的一端。
[0145]第三電感器L3的第一端、第四電感器L4的第一端和第五電感器L5的第一端被共同連接。第五電感器L5的第二端被連接在接地點上。電容器C5的一端被連接在第三電感器L3的第一端、第四電感器L4的第一端和第五電感器L5的第一端的共同連接點(中性點)上，電容器C5的另一端被連接在接地點上。
[0146]第一電感器LI和第二電感器L2的線圈卷繞軸朝向再布線層的層疊方向(垂直于面的方向)。而且，在與第一電感器LI和第二電感器L2的鄰接部分流動的電流的方向被確定成這樣:使得對于共模電流第一電感器LI和第二電感器L2以相反極性耦合，對于差模電流第一電感器LI和第二電感器L2以相同極性耦合。也就是說，第一電感器LI和第二電感器L2的線圈卷繞方向已被確定。
[0147]第三電感器L3和第四電感器L4被卷繞和連接成這樣:對于共模電流使得第三電感器L3的磁場和第四電感器L4的磁場相互減弱(差分耦合)，并且對于差模信號使得第三電感器L3的磁場和第四電感器L4的磁場相互加強(累積耦合)。
[0148]圖13中，電極GL3、GL4、GL5、GL6、GL7是連接在兩個接地端子GND-GND之間的接地電極線。這樣，通過在多個層上形成接地電極線，減小了兩個接地端子GND-GND之間的電感分量和電阻分量。因此，在將該共模濾波器插入了差分傳輸線路時，對于共模電流而言，接地點的阻抗低，共模信號(噪聲)的抑制效果得以提高。
[0149]另外，通過在多層上形成接地電極線，第一電感器LI和第二電感器L2跟第四電感器L4和第五電感器L5在電場上被隔離(屏蔽)。因此，第一電感器LI和第二電感器L2跟第四電感器L4和第五電感器L5之間的無用耦合被抑制，從共模到差模的變換和從差模到共模的變換被抑制。
[0150]這樣，可以用半導體基板上的再布線層構(gòu)成共模濾波器。另外，通過用構(gòu)成了雙向齊納二極管ZD1、ZD2的半導體基板上的再布線層來構(gòu)成共模濾波器，可以構(gòu)成附帶ESD保護功能的共模濾波器。
[0151]《第四實施例》
[0152]第四實施例中，示出了在陶瓷多層基板中構(gòu)成共模濾波器的例子。電路圖與第一實施例中圖1所示的相同。
[0153]圖15是第四實施例的共模濾波器的各層平面圖。圖15中附有電路元件的標記。
[0154]圖15中，層(I)是最下層，層(19)是最上層。層(1)、(2)、(3)是第五電容器C5的形成層，層(5)是第五電感器L5的形成層，層(7)、(8)是第三電感器L3和第四電感器L4的形成層。層(10)?(13)是電容器Cl、C2、C3、C4的形成層。層(14)?(18)是第一電感器LI和第二電感器L2的形成層。圖15中，多個層上出現(xiàn)的小圓圖案為通孔導體。層(4)、(6)、(9)是通孔導體的形成層。
[0155]第五電容器C5由層(I)、層(3)上形成的電極(接地導體)C5和層(2)上形成的電極C5構(gòu)成。第一電感器LI連接在端子Tl和端子T2之間，第二電感器L2連接在端子T3和端子T4之間。
[0156]電容器Cl、C2各自的一端連接于端子Tl、T2，各自的另一端連接于第三電感器L3的一端。電容器C3、C4各自的一端連接于端子Τ3、Τ4，各自的另一端連接于第四電感器L4的一端。
[0157]第三電感器L3的第一端、第四電感器L4的第一端和第五電感器L5的第一端經(jīng)由層
(5)、(6)、(7)的通孔導體共同連接。第五電感器L5的第二端連接到接地點。在第三電感器L3的第一端、第四電感器L4的第一端和第五電感器L5的第一端的共同連接點(中性點)上連接有電容器C5的一端，電容器C5的另一端連接到接地點。
[0158]第一電感器LI和第二電感器L2的線圈卷繞軸朝向?qū)拥膶盈B方向(垂直于面的方向)。而且，在第一電感器LI和第二電感器L2的鄰接部分流動的電流的方向被確定成這樣:使得對于共模電流第一電感器LI和第二電感器L2以相反極性耦合，對于差模電流第一電感器LI和第二電感器L2以相同極性耦合。也就是說，第一電感器LI和第二電感器L2的線圈卷繞方向已被確定。
[0159]第三電感器L3和第四電感器L4被卷繞和連接成這樣:使得對于共模電流第三電感器L3和第四電感器L4差分耦合，并且對于差模信號第三電感器L3和第四電感器L4累積耦入口 ο
[0160]由于是在第三電感器L3和第四電感器L4的形成層跟第一電感器LI和第二電感器12的形成層之間夾入電容器(:1丄2、03丄4的形成層的結(jié)構(gòu)，用于形成這些電容器(:1丄2、〇3、C4的電極將磁場屏蔽。因此，第三電感器L3和第四電感器L4的形成層跟第一電感器LI和第二電感器L2的形成層之間的無用耦合被抑制。
[0161]這樣，能夠在陶瓷多層基板中構(gòu)成共模濾波器。再有，在陶瓷多層基板內(nèi)形成分別連接在端子Tl和接地端子之間以及端子Τ2和接地端子之間的放電間隙，ESD保護電路可以由該放電間隙構(gòu)成。由此，可以構(gòu)成附帶ESD保護電路的共模濾波器。
[0162]圖16是表示本實施例的共模濾波器的插入損耗的頻率特性的圖。這里，S21[CC]是共模噪聲的插入損耗，S21[DD]是差模信號的插入損耗。
[0163]這樣，也能構(gòu)成在多層基板中。另外，通過在多層基板內(nèi)形成ESD保護用的放電間隙，可以構(gòu)成附帶ESD保護功能的共模濾波器。
[0164]再有，在以上所示的各實施例的電路圖中，第一電感器L1、第二電感器L2、第五電感器L5等用附加圓點標記的線圈電路符號表示，但是這些電感器的線圈卷繞方向并不受此符號限定。
[0165]標號說明
[0166]Cl...第一電容元件(第一電容器)
[0167]C2…第二電容元件(第二電容器)
[0168]C3…第三電容元件(第三電容器)
[0169]C4…第四電容元件(第四電容器)
[0170]C5…第五電容元件(第五電容器)
[0171]Cl、C2…第一并聯(lián)連接電容元件
[0172]C3、C4…第二并聯(lián)連接電容元件
[0173]fl...第一諧振頻率
[0174]f 2...第二諧振頻率
[0175]f 3…第三諧振頻率
[0176]Ll...第一電感元件(第一電感器)
[0177]L2…第二電感元件(第二電感器)
[0178]L3…第三電感元件(第三電感器)
[0179]L4…第四電感元件(第四電感器)
[0180]L5…第五電感元件(第五電感器)
[0181]NP…中性點
[0182]RCl…第一諧振電路
[0183]RC2…第二諧振電路
[0184]RC3…第三諧振電路
[0185]RC4…第四諧振電路
[0186]RC5…第五諧振電路
[0187]RC6…第六諧振電路
[0188]SLl…第一信號線
[0189]SL2…第二信號線
[0190]T1、T2、T3、T4 …端子
[0191]ZD1、ZD2…雙向齊納二極管
[0192]101…共模濾波器
【主權(quán)項】
1.一種插入在構(gòu)成差分傳輸線路的第一信號線和第二信號線上的共模濾波器，其特征在于， 包括:串聯(lián)地插入在第一信號線上的第一電感元件； 串聯(lián)地插入在第二信號線上的第二電感元件； 第一端連接在對于第一信號線和第二信號線的中性點上的第三電感元件； 第一端連接在所述中性點上的第四電感元件； 連接在第一電感元件的第一端和第三電感元件的第二端之間的第一電容元件； 連接在第一電感元件的第二端和第三電感元件的第二端之間的第二電容元件； 連接在第二電感元件的第一端和第四電感元件的第二端之間的第三電容元件； 連接在第二電感元件的第二端和第四電感元件的第二端之間的第四電容元件； 連接在所述中性點和接地點之間的第五電感元件；以及 連接在所述中性點和接地點之間的第五電容元件， 第一諧振電路由所述第一電感元件、第一電容元件、第二電容元件、第三電感元件和第五電感元件構(gòu)成， 第二諧振電路由所述第二電感元件、第三電容元件、第四電容元件、第四電感元件和第五電感元件構(gòu)成， 第三諧振電路由所述第一電感元件、第一電容元件和第二電容元件構(gòu)成， 第四諧振電路由所述第二電感元件、第三電容元件和第四電容元件構(gòu)成， 第五諧振電路由所述第一電感元件、第三電感元件、第一電容元件、第二電容元件和第五電容元件構(gòu)成， 第六諧振電路由所述第二電感元件、第四電感元件、第三電容元件、第四電容元件和第五電容元件構(gòu)成。2.如權(quán)利要求1所述的共模濾波器，其特征在于， 由第一電感元件、第一電容元件、第二電容元件和第三電感元件構(gòu)成的電路跟由第二電感元件、第三電容元件、第四電容元件和第四電感元件構(gòu)成的電路對稱。3.如權(quán)利要求2所述的共模濾波器，其特征在于， 第一諧振頻率即第一、第二諧振電路的諧振頻率、第二諧振頻率即第三、第四諧振電路的諧振頻率和第三諧振頻率即第五、第六諧振電路的諧振頻率各不相同。4.如權(quán)利要求2或3所述的共模濾波器，其特征在于， 在第三諧振電路和第四諧振電路的諧振頻率下，第一電容元件、第二電容元件、第三電容元件和第四電容元件的阻抗大于第三電感元件和第四電感元件的串聯(lián)阻抗。5.—種插入在構(gòu)成差分傳輸線路的第一信號線和第二信號線上的共模濾波器，其特征在于， 包括:串聯(lián)地插入在所述第一信號線的第一電感元件； 串聯(lián)地插入在所述第二信號線的第二電感元件； 第一端連接在對于所述第一信號線和所述第二信號線的中性點上、第二端連接在所述第一信號線上的第三電感元件； 第一端連接在所述中性點上、第二端連接在所述第二信號線上的第四電感元件； 連接在所述中性點和接地點之間的第五電感元件；以及 連接在所述中性點和接地點之間的第五電容元件， 由所述第五電感元件和所述第五電容元件的諧振電路產(chǎn)生的、用于衰減共模噪聲的衰減極點在通帶內(nèi)形成。6.如權(quán)利要求5所述的共模濾波器，其特征在于， 所述第三電感元件和所述第四電感元件對共模噪聲差分耦合，對差模信號累積耦合。7.一種附帶ESD保護電路的共模濾波器，其中包括: 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的共模濾波器；以及 在所述第一信號線和接地點之間和所述第二信號線和接地點之間插入的ESD保護元件。8.如權(quán)利要求7所述的附帶ESD保護電路的共模濾波器，其特征在于， 所述共模濾波器在半導體基板的再布線層中構(gòu)成，作為所述ESD保護元件的齊納二極管在所述半導體基板中形成。9.一種插入在構(gòu)成差分傳輸線路的第一信號線和第二信號線上的共模濾波器，其特征在于， 包括:串聯(lián)地插入在所述第一信號線的第一電感元件； 串聯(lián)地插入在所述第二信號線的第二電感元件； 第一端連接在對于所述第一信號線和所述第二信號線的中性點上、第二端連接在所述第一信號線上的第三電感元件； 第一端連接在所述中性點上、第二端連接在所述第二信號線上的第四電感元件； 連接在所述中性點和接地點之間的第五電感元件； 連接在所述第一電感元件和所述第三電感元件之間的第一并聯(lián)連接電容元件；以及 連接在所述第二電感元件和所述第四電感元件之間的第二并聯(lián)連接電容元件， 由包含所述第一并聯(lián)連接電容元件、所述第三電感元件和所述第五電感元件而構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路以及包含所述第二并聯(lián)連接電容元件、所述第四電感元件和所述第五電感元件而構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路形成衰減極點，并且由包含所述第一電感元件和所述第一并聯(lián)連接電容元件而構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路以及包含所述第二電感元件和所述第二并聯(lián)連接電容元件而構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路形成衰減極點。10.—種插入在構(gòu)成差分傳輸線路的第一信號線和第二信號線上的共模濾波器，其特征在于， 包括:串聯(lián)地插入在所述第一信號線的第一電感元件； 串聯(lián)地插入在所述第二信號線的第二電感元件； 第一端連接在對于所述第一信號線和所述第二信號線的中性點上、第二端連接在所述第一信號線上的第三電感元件； 第一端連接在所述中性點上、第二端連接在所述第二信號線上的第四電感元件； 連接在所述中性點和接地點之間的第五電容元件； 連接在所述第一電感元件和所述第三電感元件之間的第一并聯(lián)連接電容元件；以及 連接在所述第二電感元件和所述第四電感元件之間的第二并聯(lián)連接電容元件， 由包含所述第一并聯(lián)連接電容元件、所述第三電感元件和所述第五電容元件而構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路以及包含所述第二并聯(lián)連接電容元件、所述第四電感元件和所述第五電容元件而構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路形成衰減極點，并且由包含所述第一電感元件和所述第一并聯(lián)連接電容元件而構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路以及由包含所述第二電感元件和所述第二并聯(lián)連接電容元件而構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路形成衰減極點。
【文檔編號】H03H7/09GK205666806SQ201490000969
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年12月5日
【發(fā)明人】植木紀行, 秋山恒
【申請人】株式會社村田制作所