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薄膜可變電容器的優(yōu)勢(shì)及其設(shè)計(jì)使用方法

2014年03月11日 13:35 村田公司供稿 作者: 用戶評(píng)論(0

前言

近年來(lái)利用13.56MHz左右頻率的近距離無(wú)線通信技術(shù)(Near Field Communication:以下簡(jiǎn)稱NFC),以代表性的智能手機(jī)等小型移動(dòng)設(shè)備為契機(jī),逐漸向平板和PC市場(chǎng)以及可穿戴設(shè)備等延展開(kāi)來(lái)。

可是,由于不同用途和不同地域的關(guān)系NFC通信規(guī)格的上升趨勢(shì)導(dǎo)致每個(gè)規(guī)格的最佳共振頻率范圍不同。此外,根據(jù)NFC功能(卡模擬功能、讀寫(xiě)功能等)的不同最佳共振頻率范圍也不同。另外也不得不考慮NFC天線電感值的變化。因此,為了相對(duì)簡(jiǎn)單地具備NFC的功能,共振頻率匹配裝置的必要性正在逐漸提高。

村田制作所通過(guò)特有的電容器技術(shù)和薄膜微細(xì)加工技術(shù),利用控制電壓達(dá)到控制靜電容量的效果,將薄膜可變電容器產(chǎn)品化。

本產(chǎn)品是NFC的一種,使用于FeliCa應(yīng)用中,不僅可以調(diào)整NFC/FeliCa的頻率還可以作為靜電容量可變素子用于各種應(yīng)用。

何為薄膜可變電容器?

所謂薄膜可變電容器是指在Si電路板上通過(guò)薄膜法形成電介質(zhì),樹(shù)脂封裝。而電介質(zhì)薄膜材料則采用了高介電常數(shù)系列的陶瓷材料鈦酸鋇(BaTiO3: 以下簡(jiǎn)稱BT)系列材料。陶瓷電容器中使用的強(qiáng)電介質(zhì)材料包含了BT系列材料等,因此當(dāng)向電介質(zhì)施加電場(chǎng)的時(shí)候,它具有相對(duì)介電常數(shù)變化(減少)的直流偏置特性。

薄膜可變電容器活用了直流偏置特性,是一種可以通過(guò)控制電壓來(lái)調(diào)整靜電容量的功能性設(shè)備。此外,通過(guò)薄膜法將電介質(zhì)層變薄,從而提升了施加于電介質(zhì)的電場(chǎng)強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)低電壓獲得相對(duì)較大的靜電容量變化率的目標(biāo)。

另外,由于使用了高介電常數(shù)系列材料,可以通過(guò)反復(fù)施加電壓來(lái)最佳地控制電介質(zhì)的組成,例如像靜電容量值的偏差(直流偏置老化特性)、靜電容量變化的遲滯特性這樣的課題。在NFC的場(chǎng)合下,通過(guò)調(diào)整共振頻率的應(yīng)用確保零問(wèn)題使用。

薄膜可變電容器的優(yōu)勢(shì)

以下將對(duì)NFC中共振頻率調(diào)整應(yīng)用的代表示例進(jìn)行說(shuō)明。NFC是將天線跟電容器并聯(lián)的,將共振頻率調(diào)整在13.56MHz左右從而實(shí)現(xiàn)了良好的通信距離。在并聯(lián)的電容器部分中通過(guò)使用薄膜可變電容器達(dá)到以下3個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

1. Fine tuning

不管天線的電感值如何變化,都可以調(diào)整每個(gè)終端的最佳頻率。(現(xiàn)在大多是在FeliCa終端進(jìn)行)

2. Dynamic matching

隨時(shí)控制電壓,自由變化的特點(diǎn),不管是NFC通信規(guī)格還是NFC功能(卡模擬功能、讀寫(xiě)功能等),都可以調(diào)整到最佳匹配狀態(tài)。

3. Standardization of matching circuit

由于使用了薄膜可變電容器可將終端和天線每個(gè)不同的匹配電路標(biāo)準(zhǔn)化(共通)。

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( 發(fā)表人:肖平 )

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