[发明专利]变容二极管和用于制造变容二极管的方法

说明书

技术领域

本发明提出一种根据权利要求1的变容二极管。

背景技术

变容二极管的普遍问题为，实现在介电性方面的良好的连续调谐性。

变容二极管为可电压调节的电容器，其中电容取决于施加在其上的电压，或者能够通过所施加的电压的变化而改变。变容二极管例如用于高频电路，其中进行电调谐，例如在滤波器或者移相器中。变容二极管能够用作频率滤波器，例如用于能够电调谐的无线电频率或者广播频率。半导体二极管-变容二极管仅仅具有低的品质因数、低的负载能力和受限制的电容范围。相反地，铁电变容二极管具有高的品质因数、高的负载能力并同时具有高的电容范围，在所述铁电变容二极管中，例如通过借助于改变偏压使铁电材料的介电常数发生变化来调谐电容。

发明内容

本发明的实施形式的目的在于，提供一种变容二极管，其中能够以不同的方式改变电容器区域的电容。

该目的通过根据权利要求1的变容二极管来实现。变容二极管的其他的实施形式和用于制造所述变容二极管的方法是从属权利要求的主题。

本发明的实施形式涉及一种变容二极管，其包括下述组成部分：

-第一PTC（正温度系数）区域，其包括具有在电阻方面正温度系数的陶瓷材料；和

-电容器区域，包括：

--第一电极

--第二电极，

--第一介电层，其设置在第一电极和第二电极之间，

其中第一PTC区域和电容器区域导热地彼此连接，并且电容器区域的电容能够通过将电压施加到：

-第一PTC区域上，

-电容器区域上，

-第一PTC区域和电容器区域上，

来改变。

在这种根据本发明的变容二极管中可能的是，以不同的方式和方法改变电容器区域的电容。在这种情况下，也如在传统的变容二极管中，能够将偏压施加到电容器区域上。在本发明的实施形式中还可能的是，还通过将偏压施加到PTC区域上来改变电容器区域的电容。此外存在还通过将分别彼此无关的电压同时施加在PTC区域和电容器区域上来改变电容器的电容的可能性。那么因此得到三种改变电容器区域的电容的可能性。

通过将偏压施加到PTC区域上能够控制所述区域的温度。通过PTC区域导热地与电容器区域连接进而还导热地与第一介电层连接，将在PTC区域中通过偏压所产生的热传输到第一介电层中。通过第一介电层的温度改变例如能够改变第一介电层的介电常数，这致使电容器区域的电容改变。

在本发明的实施形式中，能够通过施加电压将PTC区域调节到下述温度，在所述温度中第一介电层具有在介电性方面最大的连续调谐性。

在这种情况下，在例如0V的最小偏压（ε_Umin）和最大偏压（ε_Umax）之间的介电常数ε的差可理解为连续调谐性n。能够通过施加偏压越强地影响第一介电层的介电常数ε，在介电性方面的连续调谐性n就越大。在这种情况下，值得追求的是，实现尽可能大的连续调谐性。由于在根据本发明的变容二极管中存在两种改变电容器区域的电容的单独的可能性，因此能够在极其宽的范围上连续调谐变容二极管，其中这两种可能性能够组合成第三种可能性。

在本发明的另一实施形式中，能够通过施加电压将第一PTC区域调节到下述温度，在所述温度中能调节电容器区域的介电损失。

除了最大的连续调谐性之外的另一目的为，还能够调节电容器区域的介电损失δ。在这种情况下，应该将介电损失δ调节到尽可能低的数值。

在本发明的又一实施形式中，通过施加电压将第一PTC区域调节到下述温度，在所述温度中变容二极管具有尽可能高的品质因数。

品质因数κ，还称作Q因数，是用于例如振荡电路的振荡系统的特定的特性的计量单位。此外，品质因数描述连续调谐性与介电损失的关系：κ=(1-n)²/[(n·tanδ_(Umax)·tanδ_(Umin)]，其中n通过n=ε_Umin/ε_Umax给出。

在本发明的又一实施形式中，第一PTC区域设置在第一电极上。

结合本发明，“设置在…上”可理解为：在两个层/区域之间仍然还能够存在其他的层/区域。在这种情况下，在第一PTC区域中通过施加偏压所产生的热能够经由第一电极传输到第一介电层上，其中所述第一电极例如由具有非常大的热传导能力的金属制成。为此，第一电极例如能够包括金属。