[0001] Die Erfindung betrifft einen integrierten Mikrowellenschaltkreis entsprechend dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Aus der DE-PS 22 53 176 ist ein Y-Verzweigungszirkulator für die Verwendung in integrierten
Mikrowellen-Schaltkreisen bekannt, bei dem auf einer Seite des Substrats ein durchgehender
metallischer Belag und auf der anderen Seite ein Zirkulator mit vom Verzweigungspunkt
wegführenden Streifenleitungen angeordnet ist. An die Streifenleitungen sind leerlaufende
Stichleitungen angeschaltet, die Feineinstellung der Eingangsimpedanz des Zirkulators
erfolgt durch Längenabtragung der Stichleitungen.
[0003] In der Fig. 1 ist eine integrierte Mikrowellenschaltung nach dem Stande der Technik
dargestellt, bei der auf einem Substrat 1 ein Bauteil 2 mit angeschlossenen Streifenleitungen
3 und 4 angeordnet ist. Auf der Rückseite des Substrats ist ein metallischer Belag
5 aufgebracht, der mit Bezugspotential verbunden ist. Zwischen den beiden Anschlüssen
des Bauteils 2 ist eine Störkapazität 6 wirksam, die in einem Wertebereich C
min...C
max streuen kann. Die integrierte Mikrowellenschaltung ist nun für die Betriebsfrequenz
so abzugleichen, daß die Störkapazität unwirksam wird. Dies kann durch eine zur Störkapazität
parallel geschaltete Induktivität geschehen, deren Größe aber wegen der Schwankungen
der Störkapazität nicht genau bekannt ist.
[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Abgleichelement der eingangs erwähnten
Art zu schalten, das bei der Betriebsfrequenz eine Parallelinduktivität ergibt, die
möglichst geringe zusätzliche Kapazitäten erzeugt und leicht abgleichbar ist.
[0005] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Abgleichelement der eingangs erwähnten
Art gelöst, das die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
[0006] Zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Abgleichelements sind in den Patentansprüchen
2 bis 6 näher beschrieben.
[0007] Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
[0008] In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen integrierten Mikrowellenschaltkreis nach dem Stande der Technik,
Fig. 2a ein erfindungsgemäßes Abgleichelement,
Fig. 2b eine Ersatzschaltung zur Fig. 2,
Fig. 3 eine Weiterbildung des Abgleichelements nach Fig. 2a,
Fig. 4a, b modifizierte Stichleitungen und
Fig. 5 ein Abgleichelement mit den modifizierten Stichleitungen nach Fig. 4.
[0009] Die Fig. 1 ist bei der Darstellung des Standes der Technik bereits erläutert worden,
so daß an dieser Stelle nicht weiter darauf eingegangen wird.
[0010] Die Fig. 2 a enthält wiederum das Bauelement 2 mit den Streifenleitungen 3 und 4
als Zuleitungen sowie der ange deuteten Störkapazität 6.
[0011] Zusätzlich sind die Stichleitungen 12 und 14 vorgesehen, die als gekoppelte Streifenleitungen
ausgebildet sind und von denen jeweils der eine Streifen mit der Zuleitung 3 und der
andere Streifen mit der Zuleitung 4 für das Bauelement 2 verbunden sind. Die Stichleitung
12 ist durch einen Leitungskurzschluß 13 so abgeschlossen, daß die dadurch erzeugte
Induktivität L₁ die minimale Störkapazität C
min bei der Betriebsfrequenz f0 also bei der Mittenfrequenz der Betriebsbandbreite,
kompensiert, daß also

Die zweite Stichleitung 14 wird durch eine Streifenleitung 15 so abgeschlossen,
daß die somit erzeugte Induktivität L₂ zunächst "unendlich" groß ist und die erzeugten
Induktivitäten L
3,1 und L
3,2 die Kapazitäten C
1,1 und C
1,2 der ersten Streifenleitung 12 gegen Masse kompensieren, daß also

In veränderlichen Abstand vom Bauelement 2 ist auf der Streifenleitung 14 zusätzlich
ein Bonddraht 16 angeordnet, durch den die Induktivität L₂ soweit verringert wird,
daß die entstehende Induktivität L
K
die Störkapazität bei der Betriebsfrequenz kompensiert. Es muß also

sein.
[0012] Durch den Abstand des Bonddrahtes 16 zum Substrat ist dessen kapazitiver Einfluß
vergleichsweise sehr gering, so daß die Kompensation gegen Masse durch diesen Bonddraht
praktisch nicht beeinflußt wird.
[0013] In der Fig. 2b ist das Ersatzschaltbild der Anordnung nach Fig. 2a dargestellt. Die
durch die beschaltete Stichleitung 14 zunächst erzeugte Induktivität L₂ ist der Induktivität
L₁, die von der kurzgeschlossenen gekoppelten Streifenleitung 12 erzeugt wird, direkt
parallelgeschaltet. Die durch die gekoppelte Streifenleitung 12 und den Leitungskurzschluß
13 gegen Masse erzeugten Kapazitäten C
1,1, C
1,2 wirken an den beiden Anschlußpunkten der Induktivitäten L₁ und L₂ gegen Masse. Durch
den gewählten Abschluß der Streifenleitung 14 ergeben sich parallel zu diesen Kapazitäten
die Induktivitäten L
3,1 und L
3,2. Parallel zu den Induktivitäten L₁ und L₂ ist das Bauelement 2 mit der Störkapazität
Cs wirksam, diese Störkapazität entspricht dem angedeuteten Kondensator 6 nach Fig.
2a.
[0014] In der Fig. 3 ist eine Modifikation der Anordnung nach Fig. 2a dargestellt. Als Ersatz
für den Bonddraht 16 sind auf der Streifenleitung 14 eine Reihe von Bonddrähten 17,
18 .... 22 angebracht. Dabei ist der erste zusätzliche Bonddraht 17 so plaziert, daß
das Abgleichelement damit zur Kompensation der maximalen Störkapazität C
max geeignet ist, daß also die wirksame Induktivität

ist. Falls die Resonanzfrequenz der Anordnung dann mit der Betriebsfrequenz noch
nicht übereinstimmt, werden nacheinander die zusätzlichen Bonddrähte 17, 18 ... entfernt,
bis die Resonanzfrequenz f
R entsprechend der Bedingung

mit der Betriebsfrequenz übereinstimmt.
[0015] Wegen der begrenzten Anzahl möglicher zusätzlicher Bonddrähte kann ein Feinabgleich
Schwierigkeiten bereiten. Zum Feinabgleich können deshalb auf der Stichleitung 14
zwischen dem Bauteil (2) und dem ersten nicht entfernten Bonddraht und/oder auf der
Stichleitung 12 dielektrische Plättchen angeordnet werden.
[0016] Zur Verringerung der Massekapazitäten C
1,1 und C
1,2 der Stichleitung 12 und zum Erhalt geeigneter Induktivitäten L
3,1 und L
3,2 gegen Masse können die Stichleitungen entsprechend Fig. 4 modifiziert werden. In
der Fig. 4 sind Teile gekoppelter Streifenleitungen dargestellt, deren Abschluß modifiziert
ist. In der Fig. 4a ist eine am Ende offene Streifenleitung 24 der Länge l und in
Fig. 4b eine gegen den Massebelag kurzgeschlossene Streifenleitung 25 der Länge lʹ
dargestellt. Diese Anordnungen können mit den integrierten Mikrowellenschaltkreisen
nach Fig. 2a und Fig. 3 kombiniert werden, so daß beispielsweise eine Anordnung entsprechend
Fig. 5 entsteht.
1. Integrierter Mikrowellenschaltkreis, der ein dielektrisches Substrat enthält,
auf dessen einer Seite ein durchgehender metallischer Belag und auf dessen anderer
Seite wenigstens ein Bauteil mit zwei angeschlossenen Streifenleitungen angeordnet
ist und an den wenigstens ein Abgleichelement angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich wenigstens eine erste am Ende kurzgeschlossene gekoppelte Streifenleitung
(12) als Stichleitung wenigstens annähernd rechtwinklig zu den an das Bauteil (2)
angeschlossenen Streifenleitungen (3,4) auf dem Substrat (1) angeordnet ist und daß
jeweils ein Anschluß der gekoppelten Streifenleitung mit einer an das Bauteil (2)
angeschlossenen Streifenleitung (34) verbunden ist.
2. Abgleichelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Stichleitung (12) so bemessen ist, daß die dadurch erzeugte Induktivität
nur die minimal mögliche Störkapazität bei der Betriebsfrequenz kompensiert.
3. Abgleichelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine zweite gekoppelte Streifenleitung (14) als Stichleitung vorgesehen ist,
die so beschaltet ist, daß bei der Betriebsfrequenz eine vergleichsweise sehr große
Induktivität erzeugt wird und die Massekapazität des Abgleichelements minimiert wird
und die auf der der ersten Stichleitung (12) gegenüberliegenden Seite des Bauteils
(2), aber auf der gleichen Oberflächenseite des integrierten Mikrowellenschaltkreises
angeordnet ist.
4. Abgleichelement nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch einen zusätzlichen Bonddraht (16) an einer bestimmten Stelle der zweiten
Stichleitung (14) diese kurzgeschlossen und damit deren wirksame Länge so verkürzt
wird, daß die bei der Betriebsfrequenz auftretende effektive Störkapazität kompensiert
wird.
5. Abgleichelement nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst weitere Bonddrähte (17...22) über die Länge der Stichleitung verteilt
auf dieser angebracht werden und ein Abgleich auf die effektive Störkapazität dadurch
erfolgt, daß von der zu den Streifenleitungen (3,4) gerichteten Seite der Stichleitung
(14) her die Bonddrähte (17...22) durchgetrennt werden.
6. Abgleichelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Feinabgleich wenigstens ein dielektrisches Plättchen auf einer der Stichleitungen
(12,14) angeordnet ist.