[发明专利]一种通过界面变化调控介电常数的可变电容器

说明书

一种通过界面变化调控介电常数的可变电容器，包括设置在第一金属极板和第二金属极板之间的电介质，电介质是由第一电介质和第二电介质复合而成，第一电介质和第二电介质具有不同的介电常数ε₁，ε₂，其中第二电介质的形状在外界条件变化下能够发生改变，本发明仅由两种不同的电介质组合而成，通过动态调控电介质材料两种材料的界面来改变电介质的介电常数从而改变电容器电容，不涉及到复杂的结构设计，具有结构简单、制造比较容易、电容的调节方式简单等优点。

技术领域

本发明涉及可调电容技术领域，尤其涉及一种通过界面变化调控介电常数的可变电容器。

背景技术

可调电容在电子技术领域具有很重要的应用，特别是在移动通信系统，如谐振电路、可调谐滤波器、移相器、可调谐阻抗匹配网络、低噪声放大器、压控振荡器等领域具有重要应用。一般的对于平行板电容器来说，电容计算公式可知电容C与电介质的介电常数、两极板的面积以及两极板的间距有关，所以可以通过定量的改变这几个参数来改变电容的大小。

现有的可调电容可以分为手动调控式和自动调控式。手动调控式主要是是通过手动改变电容两极板的面积、间距或极板间的电介质的种类来改变电容的大小，但这种可调电容器体积大，只能手动调控，应用范围有限。而自动调控式又可以分为基于MEMS可调电容、基于铁电陶瓷薄膜的可调电容和变容二极管，其中MEMS可调电容的驱动方式有静电驱动、压电驱动、电磁驱动、热驱动、压阻驱动等方式，具有可调范围大，高Q值的优点，但是结构比较复杂，制造工艺和流程复杂，价格昂贵；铁电陶瓷电容和变容二极管主要是通过对两极板施加直流电压偏置来改变电介质的介电常数从而调节电容，具有制造工艺比较简单，结构比较简单等优点，但是电容可调范围比较小。

近年来专家学者都将研究的重点放在了复合介电材料上，复合材料中纳米粒子的形貌和分布对复合物的介电性能的影响已经被广泛的研究，在聚合物基复合介电材料体系中填料的尺寸、形貌以及填料和基体间的界面等因素都会影响复合材料的介电性能。如何制备出电容的调节方式简单、结构简单、制造比较容易的电容器一直研究的重点。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种通过界面变化调控介电常数的可变电容器，通过动态调控电介质材料两种材料的界面来改变电介质的介电常数从而改变电容器电容，具有电容的调节方式简单、结构简单、制造比较容易等优点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种通过界面变化调控介电常数的可变电容器，包括设置在第一金属极板1和第二金属极板2之间的电介质，电介质是由第一电介质3和第二电介质4复合而成，第一电介质3和第二电介质4具有不同的介电常数ε₁，ε₂，其中第二电介质4的形状在外界条件变化下能够发生改变。

所述的第一电介质3所用材料为柔性聚合物或以柔性聚合物为基体以介电陶瓷粒子、导电粒子、碳纳米管为填料的复合介电材料，其中柔性聚合物包括但不限于PI、PTFE、P(VDF-TrFE)、[P(VDF-TrFE-CTFE)]，填料包括但不限于BaTiO3、PbTiO3、CCTO、Ag、Al、Cu、Ni、Zn、Fe。

所述的第二电介质4所用材料属于能够刺激光场、电磁场、温度或PH响应材料，包括但不限于响应型水凝胶、介电弹性体、形状记忆聚合物。

所述的外界条件变化为温度、电磁场、压力或PH的变化。

所述的第一金属极板1和第二金属极板2材料为金、铂、银、铜、铝或钛。

本发明的有益效果为：本发明仅由两种不同的电介质组合而成，不涉及到复杂的结构设计，因此电容器具有结构简单、制造比较容易、电容的调节方式简单等优点。

附图说明