2014 五月

用于智能手机的积层陶瓷电感器

扁平封装并拥有高Q值

TDK开发出用于智能手机和平板电脑的内部RF电路的新型积层陶瓷电感系列,并拥有高度小型化、超高Q值的特点。

专为LTE而设计的智能手机必须支持不断扩展的频带以满足通话和数据传输需求。同时,这些设备和平板电脑还提供一系列连接功能,包括WLAN、蓝牙、NFC、GPS以及广播和电视接收功能。其中使用的大量RF电路使得RF电路阻抗匹配和滤波所需的电感器数量呈不断增长趋势。

尽管传统的绕线式电感器可以满足RF电路对Q值的高规格要求,但无法制成所需的小尺寸并具备超扁平插入高度。此外,这类电感值公差也相对较高。为此,TDK开发了MHQ0603P和MHQ1005P超高Q值系列积层陶瓷电感器。这些新产品的封装面积分别仅为0.65 mm × 0.35 mm和1.00 mm × 0.50 mm。由于尺寸紧凑且插入高度仅为0.6mm和0.35 mm,它们可以满足各类小型化要求,既适用于离散滤波电路,也可以集成到复杂前端模块等器件中。

高Q值带来的出色性能

Q值是在RF电路中使用何种电感器的一个决定性因素。Q值是指在指定的频率下DC电阻和阻抗的比值 (Q = ωZ/R)。值越高,RF信号的衰减就越低。尤其是在电池供电的设备中,比如智能手机和平板电脑,必须尽可能地减少衰减,这样RF放大器级的输出功率就越低,从而有利于节省电量。图1为新产品与以往产品以及绕线式电感器(3.9 nH型号)的Q值对比。

图1:Q值-频率关系曲线

TDK MHQ1005P和MHQ0603P系列3.9 nH型号与以往型号及同类绕线式电感器的Q因子特性曲线。如上所示,新系列在整个频率范围上的Q值最高。

为达到要求的高Q值,TDK采用新的材料设计和工艺技术以及特殊电介质和电极材料来生产MHQ0603P和MHQ1005P系列。另外,还应用积层LTTC工艺技术以充分提高精度。综合这些技术,与先前的积层电感器(MLG0603P和MLG1005S)相比,新型MHQ0603P的Q值提高30%,MHQ1005P的Q值提高80%。因此,在1000 MHz的频率下,Q因子可以达到60。该值可与传统的绕线式电感器的Q值相媲美。图2比较了3.9 nH电感器的衰减曲线。

图2:在Tx和Rx频带下的衰减曲线

归功于良好的Q值,TDK MHQ1005P系列的衰减低于旧型号,尤其是在Tx频率内。

公差小、种类广泛

匹配电路,尤其是在射频范围内需要公差极小的元件。只有这样才能确保低衰减和频率波动,这也意味着除高Q值和低公差外,这类电路使用的电感器的额定值必须保持一致。因此TDK的MHQ0603P和MHQ1005P系列在3.9 nH以下型号的电感步差极小,间隔只有0.1 nH。这些元件可以用来对RF电路和阻抗匹配网络进行非常精确的调节。标准型号的公差为± 5%。目前TDK正在研发公差为± 3%的型号,其相应的电感步差为0.1 nH。

TDK MHQ系列积层陶瓷电感器的关键数据

系列MHQ1005PMHQ0603P
电感值 [nH]0.7 到 1500.6 到 39
工作温度 [°C]–55 到 +125–55 到 +125
最大直流电阻 [Ω]0.03 到 3.000.07 到 3.00
额定电流 [mA]110 到 1200160 到 1000
尺寸 [mm]1.00 × 0.60 × 0.500.65 × 0.35 × 0.35

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