專利名稱：浪涌吸收電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改善高頻特性的浪涌吸收電路。
背景技術(shù)：
IC或LSI等半導(dǎo)體設(shè)備受高壓靜電破壞，使其特性惡化。作為對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備的靜電對(duì)策，使用壓敏電阻(Varistor)等浪涌吸收元件。因?yàn)橐詨好綦娮铻槭椎奈赵哂衅齐娙莩煞只蚱齐姼谐煞?，所以，如果用于處理高速信?hào)的電路，則使信號(hào)變差。
圖1是示出使用壓敏電阻的現(xiàn)有技術(shù)例的浪涌吸收電路的圖。圖1所示的浪涌吸收電路200包括輸入輸出端子201、公共端子202、和壓敏電阻203。壓敏電阻203即使使小振幅的輸入信號(hào)輸入到輸入輸出端子201，仍舊保持高電阻，不影響輸入信號(hào)。另一方面，一旦高壓浪涌輸入到輸入輸出端子201，則該高壓浪涌通過壓敏電阻203而逃逸到公共端子202。其結(jié)果，如果使圖1所示的浪涌吸收電路200與半導(dǎo)體設(shè)備的輸入輸出端子連接，則半導(dǎo)體設(shè)備應(yīng)當(dāng)避開高壓浪涌來受到保護(hù)。
圖2是示出壓敏電阻的等效電路。如圖2所示，壓敏電阻可以通過在一方端子和另一端子之間并聯(lián)設(shè)置的可變電阻204和漂移電容205來等效地表示。因?yàn)榭勺冸娮?04的電阻值通常大，一旦加上高壓浪涌則變小，所以壓敏電阻使半導(dǎo)體設(shè)備避開高壓浪涌受保護(hù)是可能的?？墒牵?yàn)榇嬖谄齐娙?05，所以在處理高速信號(hào)的半導(dǎo)體設(shè)備的輸入輸出側(cè)附加的壓敏電阻成為高速信號(hào)變差的原因。
圖3是示出用圖2所示的等效電路表示的浪涌吸電路的S參量S11和S21的計(jì)算結(jié)果圖。在圖3示出漂移電容的電容量Cz分別為1pF、3pF、5pF的情況下的S參量S11和S21。在漂移電容量為5pF時(shí)，一旦信號(hào)頻率超過幾百M(fèi)Hz，則S21開始變差，不能進(jìn)行信號(hào)的傳輸。此外，S11也變大，反射特性變差。即使漂移電容量為1pF，如果信號(hào)頻率超過1GHz，也得到同樣的結(jié)果。因?yàn)槠齐娙莺涂刂齐妷骸すβ嗜萘恐g存在折衷(trade-off)關(guān)系，所以具有所謂不能使用對(duì)高速信號(hào)用途特性好的浪涌吸收元件的待解決問題。
圖4是示出現(xiàn)有技術(shù)的浪涌吸收電路的TDR(Time DomainReflectmetry時(shí)域反射)試驗(yàn)結(jié)果的圖。在圖4示出漂移電容的電容量(Cz分別為1pF、3pF、5pF時(shí)的TDR)。上升沿時(shí)間及下降沿時(shí)間為200ps，而且，對(duì)作為信號(hào)振幅為1Vo-p的脈沖信號(hào)的輸入阻抗Zi，在漂移電容為5pF時(shí)對(duì)作為定常狀態(tài)的100Ω變差至40Ω程度。即使漂移電容為1pF，輸入阻抗也變差至80Ω。
這樣一來，為了在處理高速信號(hào)的電路內(nèi)使用浪涌吸收電路，如果減小漂移電容成分，則不能避免高速信號(hào)的上升沿特性或延遲特性變差。在其另一方面，一旦浪涌吸收元件的漂移電容成份減小，則浪涌吸收元件的控制電壓上升，功率容量減小。
已經(jīng)提出減輕漂移電容成分影響的浪涌吸收電路。例如，通過使電感元件組合到浪涌吸收元件之中，可以實(shí)現(xiàn)浪涌吸收電路的阻抗匹配。圖5是示出使兩只電感元件組合到壓敏電阻內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)的浪涌吸收電路例的圖。在圖5示出的浪涌吸收電路210中，使兩只電感元件214及215串聯(lián)連接的串聯(lián)電路設(shè)置在輸入端子211和輸出端子212之間，在該串聯(lián)電路的中點(diǎn)和公共端子213之間連接壓敏電阻216。
圖6是示出使電感元件組合到兩只壓敏電阻的現(xiàn)有技術(shù)的浪涌電路例的圖。在圖6所示的浪涌吸收電路220上，在輸入輸出端子221和公共端子222之間具有壓敏電阻224和電感元件225的并聯(lián)電路與壓敏電阻223串聯(lián)。該浪涌吸收電路例如在特開2001-60838號(hào)日本國公開專利公報(bào)中公開。

發(fā)明內(nèi)容
可是，即使在圖5示出的電路也不能實(shí)現(xiàn)足夠好的特性。圖5所示電路的輸入阻抗Zin由下式(1)表示。壓敏電阻216由圖2所示的等效電路表示，然而對(duì)于小振幅高速信號(hào)只用圖2的漂移電容205近似。
Zin=2Lz/Cz-ω2Lz2···············(1)]]>當(dāng)式(1)的輸入阻抗Zin滿足下式(2-1)及下式(2-2)時(shí)，成為下式(3)所示的值。其中，Z0是插入浪涌吸收電路的信號(hào)線路的特性阻抗。
2Lz/Cz＞＞ω2Lz2…………(2-1)Zo＞＞ωLz………………(2-2)Zin=2Lz/Cz················(3)]]>因而，如果電感Lz使用成為下式(4)所示值的電感元件，則可以使輸入阻抗與信號(hào)線路的特性阻抗相匹配。
Lz=Z02Cz/2················(4)]]>因而，為了滿足式(2-1)及(2-2)的條件，仍然不能在高頻下使輸入阻抗與特性阻抗匹配。因而即使使用具有圖5所示的電路中具有式(4)所示電感的電感元件，也有必要減小壓敏電阻的漂移電容這一點(diǎn)沒有改變。
作為無源電路的浪涌吸收電路的頻率特性，如果用輸入阻抗評(píng)價(jià)則可以滿足。以下用輸入阻抗評(píng)價(jià)浪涌吸收電路的頻率特性。
即使是圖6所示的電路，由于應(yīng)當(dāng)用壓敏電阻223的漂移電容和電感元件225構(gòu)成帶通濾波器，所以在整個(gè)寬頻帶內(nèi)使阻抗匹配是困難的。因此對(duì)高速信號(hào)不能實(shí)現(xiàn)充分的特性。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)高速信號(hào)其阻抗匹配也優(yōu)良的浪涌吸收電路。
本發(fā)明的第一浪涌吸收電路利用互感元件來消除浪涌吸收元件的漂移電容成分的影響。
具體講，本發(fā)明的第一浪涌吸收電路是在與外部連接中具有輸入端子、輸出端子以及公共端子的浪涌吸收電路，其包括；(a)初級(jí)側(cè)的一方端子與輸入端子連接，信號(hào)反向感應(yīng)的次級(jí)側(cè)的一方端子與輸出端子連接，初級(jí)側(cè)的另一端子和次級(jí)側(cè)的另一端子相互連接的互感元件，和(b)一方端子與互感元件的初級(jí)側(cè)的另一端子和次級(jí)側(cè)的另一方端子之間的連接點(diǎn)連接，另一端子與公共端子連接的浪涌吸收元件。
即，本發(fā)明的第一浪涌吸收電路包括輸入端子，輸出端子，公共端子，互感元件和浪涌吸收元件?；ジ性哂械谝浑姼性?初級(jí)側(cè))和第二電感元件(次級(jí)側(cè))。第一電感元件和第二電感元件電磁耦合，以便增加互感。第一電感元件的一方端子與輸入端子連接，第二電感元件的一方端子與輸出端子連接，第一電感元件的另一端子和第二電感元件的另一端子相互連接。浪涌吸收元件具有與第一電感元件的另一方端子和第二電感元件的另一方端連接的一方端子、以及與公共端子連接的另一方端子。其中，如果第一電感元件和第二電感元件之間的耦合系數(shù)在0.01以上，則第一電感元件以及第二電感元件成為電磁耦合狀態(tài)，以便增加互感。
在第一浪涌吸收電路中這樣連接，以便使互感元件的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)反向感應(yīng)。所謂「反相感應(yīng)」是指輸入到初級(jí)側(cè)及次級(jí)側(cè)一方的信號(hào)在初級(jí)及次級(jí)側(cè)的另一方反方向輸出。即第一電感元件和第二電感元件電磁耦合，以便增加相互的電感(互感)。因此，在第一浪涌吸收電路中，對(duì)于浪涌吸收元件的漂移電容成分合適地設(shè)定互感元件值是可能的。據(jù)此，消除了漂移電容成分的影響，在寬頻帶可以實(shí)現(xiàn)頻率特性平坦的輸入阻抗。此外，即使對(duì)高速信號(hào)也可實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
即第一浪涌吸收電路使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電而受到保護(hù)是可能的，即使對(duì)高速信號(hào)其阻抗匹配也是優(yōu)良的。
本發(fā)明的第二浪涌吸收電路除了第一浪涌吸收電路的構(gòu)成之外，還通過配備電容元件來消除浪涌吸收元件的漂移電容成分以及漂移電感成分的影響。
具體講，在第二浪涌電路中，電容元件與互感元件并聯(lián)設(shè)置，而且與輸入端子和輸出端子連接。
因?yàn)楦鶕?jù)第二浪涌吸收電路，追加了電容元件，所以對(duì)浪涌吸收元件的漂移電容成分可靈活地設(shè)定互感元件和電容元件，消除漂移電容成分的影響，可在寬頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)頻率特性平坦的阻抗。
此外，由于在第二浪涌吸收電路中這樣連接，以便使互感元件的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)反向感應(yīng)，所以可以得到負(fù)感應(yīng)成分。通過該負(fù)感應(yīng)成分消除漂移電感成分的影響，一旦通過在輸入端子和輸出端子之間連接的電容元件補(bǔ)償電感元件的電感量的降低部分，則消除浪涌電容成分及浪涌電感成分的影響，在寬頻帶可以實(shí)現(xiàn)頻率特性平坦的輸入阻抗。
因此，第二浪涌吸收電路可以使半導(dǎo)體設(shè)備避開高壓靜電而受到保護(hù)，即使對(duì)高速信號(hào)其阻抗匹配也優(yōu)良。
本發(fā)明的第三浪涌吸收電路利用兩只電感元件和電容元件來消除浪涌吸收元件的漂移電容成分的影響。
具體講，第三浪涌吸收電路是在與外部的連接中具有輸入端子、輸出端子以及公共端子的浪涌吸收電路，包括(a)在輸入端子和輸出端子之間串聯(lián)連接的兩只電感元件，(b)在輸入端子和輸出端子之間連接的電容元件，和(c)在串聯(lián)連接的兩只電感元件彼此之間的連接點(diǎn)和公共端子之間連接的浪涌吸收元件。
即第三浪涌吸收電路包括輸入端子、輸出端子、公共端子、兩只電感元件、電容元件和流涌吸收元件。兩只電感元件串聯(lián)，在輸入端子和輸出端子之間設(shè)置。電容元件與輸入端子和輸出端子連接，與兩只電感元件并聯(lián)設(shè)置。浪涌吸收元件與兩只電感元件的連接點(diǎn)和公共端子連接。其中，兩只電感元件也可以不電磁耦合。即兩只電感元件的耦合系數(shù)也可以不足0.01。
因?yàn)榈谌擞课针娐穼?duì)浪涌吸收元件的漂移電容成分可能合適地設(shè)定電感元件和電容元件之值，所以消除了漂移電容成分的影響，在寬頻帶可以實(shí)現(xiàn)頻率特性平坦的輸入阻抗。
因此，第三浪涌吸收電路可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電而受到保護(hù)，即使對(duì)高速信號(hào)，其阻抗匹配也是優(yōu)良的。
本發(fā)明的第四浪涌吸收電路利用互感元件來消除浪涌吸收元件的漂移電容成分的影響。
具體講，第四浪涌吸收電路是具有公共端子、一對(duì)輸入端子、一對(duì)輸出端子的浪涌吸收電路，包括(a)初級(jí)側(cè)一方端子與所述一對(duì)輸入端子中的一方連接，使信號(hào)反向感應(yīng)的次級(jí)側(cè)的一方端子與所述一對(duì)輸入端子中的一方連接，連接所述初級(jí)側(cè)的另一方端子和所述次級(jí)側(cè)的另一方端子的第一互感元件，(b)一方端子與所述第一互感元件的所述次級(jí)側(cè)的另一方端子和所述次級(jí)側(cè)的另一方端子的連接點(diǎn)連接，另一方端子與所述公共端子連接的第一浪涌吸收元件，(c)初級(jí)側(cè)的一方端子與所述一對(duì)輸入端子中的另一方連接，使信號(hào)反向感應(yīng)的次級(jí)側(cè)的一方端子與所述一對(duì)輸出端子中的另一方連接，連接所述初級(jí)側(cè)的另一方端子和所述次級(jí)側(cè)的另一方端子的第二互感元件，和(d)一方端子與所述第二互感元件的所述初級(jí)側(cè)的另一方端子和所述次級(jí)側(cè)的另一方端子的連接點(diǎn)連接，另一方端子與所述公共端子連接的第二浪涌吸收元件。
即第四浪涌吸收電路包括公共端子、一對(duì)輸入端子、一對(duì)輸出端子、第一互感元件、第一浪涌吸收元件、第二互感元件和第二浪涌吸收元件。第一互感元件具有電磁耦合的第一電感元件(第一互感元件的初級(jí)側(cè))以及第二電感元件(第一互感元件的次級(jí)側(cè))，以便增加互感。第一電感元件的一方端子與一對(duì)輸入端子中的一方端子連接，第二電感元件的一方端子與一對(duì)輸入端子中的一方端子連接，第一電感元件的另一方端子和第二電感元件的另一方元件相互連接。第一浪涌吸收元件具有與第一電感元件的另一方端子和第二電感元件的另一方端子連接的一方端子以及與公共端子連接另一方端子。第二互感元件具有電磁耦合的第三電感元件(第二互感元件初級(jí)側(cè))以及第四電感元件(第二互感元件次級(jí)側(cè))，以便增加互感。第三電感元件一方端子與一對(duì)輸入端子中另一方連接，第四電感元件的一方端子與一對(duì)輸出端子中的另一方連接，第三電感元件的另一方端子和第四電感元件的另一方端子相互連接。第二浪涌吸收元件具有與第三電感元件的另一方端子和第四電感元件的另一方端子連接的一方端子以及與公共端子連接的另一方端子。
在第四浪涌吸收電路中，分別在一對(duì)輸入端子一方和一對(duì)輸出端子的一方之間、一對(duì)輸入端子的另一方和一對(duì)輸出端子的另一方之間連接，以便互感元件的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)反向感應(yīng)。即在第四浪涌電路中，第一電感元件和第二電感元件電磁耦合，以便增加互感。此外，第三電感元件和第四電感元件電磁耦合，以便增加互感。因此，對(duì)第一浪涌吸收元件的漂移電容成分以及第二浪涌吸收元件的漂移電容成分可以合適地設(shè)定第一互感元件值以及第二互感元件值。據(jù)此，可消除漂移電容成分的影響，實(shí)現(xiàn)在寬頻帶頻率特性平坦的輸入阻抗。此外，對(duì)高速信號(hào)也可能實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
即第四浪涌吸收電路可使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電而受到保護(hù)，即使對(duì)差分輸入的高速信號(hào)其阻抗匹配也優(yōu)良。
本發(fā)明的第五浪涌吸收電路是在第四浪涌吸收電路的輸入端子和輸出端子之間再添加電容元件，來消除浪涌吸收元件的漂移電容成分以及漂移電感成分影響的電路。
具體講，第五浪涌吸收電路在第四浪涌吸收電路的構(gòu)成上還配備第一電容元件和第二電容元件。第一電容元件與第一互感元件并聯(lián)設(shè)置，與一對(duì)輸入端子中的一方和一對(duì)輸出端子中的一方連接。第二電容元件與第二互感元件并聯(lián)設(shè)置，與一對(duì)輸入端子中的另一方和一對(duì)輸出端子中的另一方連接。
因?yàn)楦鶕?jù)第五浪涌吸收電路，添加第一及第二電容元件，所以對(duì)第一及第二浪涌吸收元件的漂移電容成分可靈活地設(shè)定第一及第二互感元件和第一及第二電容元件之值，可消除漂移電容成分的影響，實(shí)現(xiàn)在寬頻帶頻率特性平坦的輸入阻抗。
此外，因?yàn)樵诘谖謇擞课针娐分羞@樣連接，以便使第一互感元件及第二互感元件各自的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)反向感應(yīng)，所以可得負(fù)電感成分。通過該負(fù)電感成分消除漂移電感成分的影響，如果通過輸入端子和輸出端子之間連接的電容元件補(bǔ)償電感元件的電感量下降部分，則可消除漂移電容成分及漂移電感成分的影響，實(shí)現(xiàn)在寬頻帶頻率特性平坦的輸入阻抗。
因此，第五浪涌吸收電路可使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電而受到保護(hù)，對(duì)差分輸入的高速信號(hào)其阻抗匹配也是優(yōu)良的。
本發(fā)明的第六浪涌吸收電路利用四只電感元件和兩只電容元件來消除浪涌吸收元件的漂移電容成分的影響。
具體講，第六浪涌吸收電路是具有公共端子、一對(duì)輸入端子、一對(duì)輸出端子的浪涌吸收電路，包括(a)在所述一對(duì)輸出端子中的一方和所述一對(duì)輸出端子中的一方之間串聯(lián)連接的第一電感元件以及第二電感元件，(b)在所述一對(duì)輸入端子中的一方和所述一對(duì)輸出端子中的一方之間連接的第一電容元件，(c)在所述串聯(lián)連接的第一電感元件以及第二電感元件的連接點(diǎn)和公共端子之間連接的第一浪涌吸收元件，(d)在所述一對(duì)輸入端子中的另一方和所述一對(duì)輸出端子中的另一方之間串聯(lián)連接的第三電感元件以及第四電感元件，(e)在所述一對(duì)輸入端子中的另一方和所述一對(duì)輸出端子中的另一方之間連接的第二電容元件，和(f)在所述串聯(lián)連接的第三電感元件以及第四電感元件連接點(diǎn)和公共端子之間連接的第二浪涌吸收元件。
即第六浪涌吸收電路包括公共端子、一對(duì)輸入端子、一對(duì)輸出端子、第一電感元件、第二電感元件、第一電容元件、第一浪涌吸收元件、第三電感元件、第四電感元件、第二電容元件和第二浪涌吸收元件。第一電感元件以及第二電感元件串聯(lián)連接，在一對(duì)輸入端子中的一方和一對(duì)輸出端子中的一方之間設(shè)置。第一電容元件與一對(duì)輸入端子中的一方和一對(duì)輸出端子中的一方連接，第一電感元件和第二電感元件并聯(lián)設(shè)置。第一浪涌吸收元件與第一電感元件和第二電感元件的連接點(diǎn)和公共端子連接。第三電感元件和第四電感元件串聯(lián)連接，在一對(duì)輸入端子中的另一方和一對(duì)輸出端子中的另一方之間設(shè)置。第二電容元件與一對(duì)輸入端子中的另一方和一對(duì)輸出端子中的另一方連接，第三電感元件以及第四電感元件并聯(lián)設(shè)置。第二浪涌吸收元件與第三電感元件和第四電感元件之間的連接點(diǎn)和公共端子連接。第一～第四電感元件也可以不相互間電磁耦合。即第一～第四電感元件各自的耦合系數(shù)也可以不足0.01。
因?yàn)樵诘诹擞课针娐分?，?duì)浪涌吸收元件的漂移電容成分可以合適地設(shè)定電感元件和電容元件之值，所以可以消除漂移電容成分的影響，實(shí)現(xiàn)寬頻帶頻率特性平坦的輸入阻抗。
因此，第六浪涌吸收電路可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電而受到保護(hù)，即使對(duì)差分輸入的高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。


圖1是示出使用壓敏電阻的現(xiàn)有技術(shù)例的浪涌吸收電路圖。
圖2是示出壓敏電阻的等效電路圖。
圖3是示出用圖2所示的等效電路表示的浪涌吸收電路的S參量S11和S21的計(jì)算結(jié)果圖。
圖4是示出現(xiàn)有技術(shù)的浪涌吸收電路TDR試驗(yàn)結(jié)果的圖。
圖5是示出使兩只電感元件組合成壓敏電阻的現(xiàn)有技術(shù)浪涌吸收電路例圖。
圖6是示出使電感元件組合兩只壓敏電阻的現(xiàn)有技術(shù)浪涌吸收電路例圖。
圖7是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的浪涌吸收電路的電路構(gòu)成圖。
圖8是示出圖7所示的浪涌吸收電路的等效電路圖。
圖9是使以圖7所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件一例按每層展開的分解立體圖。
圖10示出使以圖7所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件一例的立體圖。
圖11是示出浪涌試驗(yàn)器電路的圖。
圖12是示出在由圖9所示的層積浪涌吸收構(gòu)件以及負(fù)荷電阻形成的負(fù)荷電路上所加電壓測量結(jié)果的圖。
圖13是示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式的浪涌吸收電路的電路構(gòu)成圖。
圖14是示出圖13所示的吸收電路的等效電路圖。
圖15是示出浪涌吸收元件的等效電路圖。
圖16是示出在圖13所示的該浪涌吸收電路中追加漂移電感成分時(shí)的TDR試驗(yàn)結(jié)果圖。
圖17是使以圖13所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積流涌吸收部件按每層展開示出的分解立體圖。
圖18是示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式的浪涌吸收電路的電路構(gòu)成圖。
圖19是使以圖18所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件例按每層展開示出的分解立體圖。
圖20是示出本發(fā)明第四實(shí)施方式的浪涌吸收電路的電路構(gòu)成圖。
圖21是示出圖20所示的浪涌吸收電路的等效電路圖。
圖22是使以圖20所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件例按每層展開示出的分解立體圖。
圖23是使以圖20所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件例的立體圖。
圖24是示出在由圖22所示的層積浪涌吸收部件以及負(fù)荷電阻形成的負(fù)荷電路上所加電壓測量結(jié)果的圖。
圖25是示出本發(fā)明第五實(shí)施方式的浪涌吸收電路的電路構(gòu)成圖。
圖26是示出圖25所示的浪涌吸收電路的等效電路圖。
圖27是使以圖25所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件層按每層展開示出的分解立體圖。
圖28是示出本發(fā)明第六實(shí)施方式的浪涌吸收電路的電路構(gòu)成圖。
圖29是使以圖28所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件按每層展開示出的分解立體圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，對(duì)本申請的實(shí)施方式加以說明。以下說明的實(shí)施方式是本發(fā)明的構(gòu)成例，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。
在以下的實(shí)施方式，作為浪涌吸收元件的典型例采用壓敏電阻。然而，當(dāng)然用其它浪涌吸收元件置換壓敏電阻也起著同樣的動(dòng)作、作用。
(第一實(shí)施方式)圖7是示出本發(fā)明第一實(shí)施方式的浪涌吸收電路和電路構(gòu)成例。圖7所示的浪涌吸收電路10包括輸出端子11、輸出端子12、公共端子13、互感元件14以及浪涌吸收元件15。輸入端子11、輸出端子12以及公共端子13是用于與外部連接而設(shè)置的。
在互感元件14，初級(jí)側(cè)一方端子與輸入端子11連接，使信號(hào)反向感應(yīng)的次級(jí)側(cè)一方端子與輸出端子12連接，初級(jí)側(cè)另一方端子與次級(jí)側(cè)另一方端子相互連接。即互感元件14具有電磁耦合的第一電感元件(初級(jí)側(cè))14a以及第二電感元件(次級(jí)側(cè))14b，以便增加互感。該互感元件14可以通過如共模(common mode)枙流圈實(shí)現(xiàn)。
在以下的說明中，令互感元件14中的第一電感元件14a以及第二電感元件14b各自的感應(yīng)系數(shù)(電感)為Lz，第一電感元件14a和第二電感元件14b之間的耦合系數(shù)為Kz。第一電感元件14a和第二電感元件14b電磁耦合，以便增加互感，耦合系數(shù)Kz在0.01以上。
浪涌吸收元件15一方端子與互感元件14初級(jí)側(cè)另一方端和次級(jí)側(cè)另一方端子之間的連接點(diǎn)連接，浪涌吸收元件15的另一方端子與公共端子13連接。
在該浪涌吸收元件15上是可以使用利用ZnO等金屬氧化物的壓敏電阻、利用Si等半導(dǎo)體的PN結(jié)元件、利用鉬等浪涌吸收元件、和利用電極間放電的間隙式放電元件等。
在這里，區(qū)分輸入端子11和輸出端子12，然而也可以替換輸入側(cè)和輸出側(cè)。公共端子13優(yōu)選接地。
圖8是示出圖7所示的浪涌吸收電路的等效電路圖。圖7的電路構(gòu)成可以等效地更換成圖8的電路構(gòu)成。在圖8中與圖7相同的符號(hào)表示相同意義。
在圖8所示的等效電路上，在輸入端子11和輸出端子12之間串聯(lián)連接電感元件16及電感元件17。此外，電感元件18以及浪涌吸收元件15在串聯(lián)連接的電感元件16和電感元件17之間的中點(diǎn)和公共端子13之間串聯(lián)連接。電感元件16以及17的感應(yīng)系數(shù)為(1+Kz)Lz，電感元件18的感應(yīng)系數(shù)為-KzLz。
圖8所示的吸收電路和輸入阻抗由下式(5)表示。浪涌吸收元件15由圖2所示的等效電路表示，然而為了得到式(5)的輸入阻抗Zin，浪涌吸收元件15只用電容Cz的漂移電容205近似。
Zin=2(1+Kz)Lz/Cz+ω2Lz2(Kz2-1)················(5)]]>在Kz＝±1時(shí)，沒有從式(5)右邊開始ω的項(xiàng)，輸入阻抗Zin與頻率無關(guān)保持一定。其中，Kz＝-1時(shí)，由于Zin成為Zin＝0，是不合適的。因此Kz＝1，如果感應(yīng)系數(shù)Lz滿足下式(6)，輸入阻抗Zin與阻抗Zo匹配。
Lz=Z02Cz/4·········(6)]]>因?yàn)楸緦?shí)施方式的浪涌吸收電路10是可能如上述所示地設(shè)定耦合系數(shù)以及感應(yīng)系數(shù)的，所以可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電受到保護(hù)，對(duì)高速信號(hào)阻抗，其匹配也優(yōu)良。
其次，對(duì)以圖7所示的浪涌吸收電路作為層積浪涌吸收部件實(shí)現(xiàn)的例加以說明。圖9是示出使以圖7所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件一例按每層展開示出的分解立體圖。圖10是示出使以圖7所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件一例的立體圖。
如圖10所示，層積浪涌吸收部件20作成大體長立方體形。層積浪涌吸收部件20在其表面具有輸入電極35、輸出電極36以及公共電極37a及37b。輸入電極35、輸出電極36以及公共電極37a及37b可以分別作為輸入端子11、作為輸出端子12、作為公共端子13使用。在這里，區(qū)分輸入電極35和輸出電極36，然而也可以替換輸入側(cè)和輸出側(cè)。此外，公共電極37a或37b優(yōu)選接地。
層積浪涌吸收部件20在其表面包含構(gòu)成該層積浪涌吸收部的多個(gè)層的層積方向延伸，而且相互對(duì)置的一對(duì)面。輸入電極35設(shè)置在該一對(duì)面中一方的面上，輸出電極36設(shè)置在該一對(duì)面中另一方的面上。
此外，層積浪涌吸收部件20在其表面包含沿其層積方向伸延，而且相互對(duì)置的另外一對(duì)面。公共電極37a設(shè)置在該另外一對(duì)面中一方的面上，公共電極37b設(shè)置在該另外一對(duì)而中另一方的面上。公共電極37a及公共電極37b在上述層積方向伸延。
以下，對(duì)構(gòu)成層積浪涌吸收部件20的各絕緣層構(gòu)造及材料加以說明。如圖9所示，層積浪涌吸收部件20在上述層積方向順序地具有平面狀絕緣層21、23a、23b、24及25，互感元件圖形26及27，通孔30及31，以及浪涌吸收元件圖形32及33。
在絕緣層21，23a，23b，24及25上，在與表面電路之間可以使用提高絕緣性的材料，例如玻璃、環(huán)氧樹脂、氟樹脂、陶瓷等電介質(zhì)材料。在絕緣層表面上形成的各元件圖形是由金、鉑、銀、銅、鉛及其合金等導(dǎo)體構(gòu)成的，通過印刷技術(shù)或蝕刻技術(shù)制作。
絕緣層21防止內(nèi)部元件圖形與外部接觸。絕緣層23a的表面(一方的主面)上形成了形成初級(jí)側(cè)(第一電感元件14a)的互感元件圖形26?；ジ性D形26作成線圈狀。
互感元件圖形26一端28是初級(jí)側(cè)一方的端子，與在層積浪涌吸收部件20表面上設(shè)置的輸入電極35連接?；ジ性D形26另一端是初級(jí)側(cè)另一方的端子，經(jīng)在絕緣層23a上設(shè)置的通孔30，與次級(jí)側(cè)(第二電感元件14b)另一方端子(互感元件圖形27另一端)連接。
形成次級(jí)側(cè)的互感元件圖形27設(shè)置在絕緣層23b的表面(一方的主面)?；ジ性D形27也作成線圈狀?；ジ性D形27一端29是次級(jí)側(cè)一方端子，與在層積浪涌吸收部件20表面上設(shè)置的輸出電極36連接。在互感元件圖形26和互感元件圖形27之間構(gòu)成持有感應(yīng)耦合的互感元件。即互感元件圖形26以及互感元件27按照增加互感那樣的位置關(guān)系設(shè)置。
在該例，互感元件圖形以單層形成，然而也可以多層形成。如果以多層形成，則可以實(shí)現(xiàn)大的感應(yīng)系數(shù)。
在絕緣層24表面形成浪涌吸收元件圖形32，浪涌吸收元件圖形32經(jīng)在絕緣層23b上設(shè)置的通孔31，與互感元件圖形27另一端連接。
在絕緣層25表面形成浪涌吸收元件圖形33，該浪涌吸收元件圖形33兩端34a及34b作為浪涌吸收元件圖形另一方端子而分別與在層積浪涌吸收部件20表面設(shè)置的公共電極37a及37b連接。
浪涌吸收元件圖形32和浪涌吸收元件圖形33挾持絕緣24對(duì)置，構(gòu)成層積吸收元件15。在絕緣層24上設(shè)置通孔，填充顯示壓敏電阻特性的材料，例如以ZnO作主成分的半導(dǎo)體陶瓷材料填充通孔內(nèi)。或者也可以是顯示壓敏電阻特性的材料，例如以ZnO作主成分的半導(dǎo)體陶瓷材料形成絕緣層24。在圖9所示的例子中，浪涌吸收元件圖形以單層形成，然而也可以多層形成。
在按順序?qū)臃e圖9所示的多層并壓接之后，通過一體燒成，可以制作圖10所示那樣的層積體。在層積體表面形成輸入電極35、輸出電極36以及公共電極37a及37b。作為電極材料可以使用金、鉑、銀、銅、鉛及其合金等的導(dǎo)體。
在這樣完成的層積浪涌吸收部件20上互感元件或浪涌吸收元件呈一體形成。因此，該層積浪涌吸收部件20是小型，而且可以減小漂移電容。因?yàn)閷臃e浪涌吸收部件20具有所述的浪涌吸收電路10的電路構(gòu)成，所以可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電受到保護(hù)，對(duì)高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
以下，對(duì)所述的層積浪涌吸收部件20進(jìn)行的浪涌試驗(yàn)加以說明。圖11是示出浪涌試驗(yàn)器電路圖。在圖11所示的浪涌試驗(yàn)器具有直流電源41、開關(guān)42、電容元件43、電阻44、開關(guān)45、輸出端子46及47。
在該浪涌試驗(yàn)器的輸出端子46和輸出端子47之間連接并聯(lián)的層積浪涌吸收部件20和負(fù)荷電阻(例如50Ω)的負(fù)荷電路。具體講，使層積浪涌吸收部件20的輸入電極35與輸出端子46連接的同時(shí)，使層積浪涌吸收部件20的公共電極37a或37b與輸出端子47連接。此外，使負(fù)荷電阻一方端子與層積浪涌吸收部件20的輸出電極36連接的同時(shí)，使負(fù)何電阻另一方端子與層積浪涌吸收部件20的公共電極37a或37b連接。電容元件43的電容量取150pF，電阻44的電阻值取330Ω。因此，可以從直流電壓源41供給2kV電壓。
首先，使開關(guān)45處于保持開放狀態(tài)，關(guān)閉開關(guān)42，從直流電壓源41對(duì)電容元件43充電。其次，打開開關(guān)42，關(guān)閉開關(guān)45，使電容元件43上充電的電荷經(jīng)電阻44而加到由層積浪涌吸收部件20及負(fù)荷電阻形成的負(fù)荷電路上。測量這時(shí)加在負(fù)荷電路上的電壓。
圖12示出測量結(jié)果。圖12是令橫軸為時(shí)間(ns)，縱軸為放電電壓(V)，通過有無層積浪涌吸收部件20，比較放電電壓。從圖12可以看到通過附加本實(shí)施方式的層積浪涌吸收部件20，可充分吸收浪涌。因此，具有本實(shí)施方式的浪涌吸收電路10構(gòu)成的層積浪涌吸收部件20具有高性能的浪涌吸收特性、小型，而且對(duì)高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
(第二實(shí)施方式)圖13是示出本發(fā)明第二實(shí)施方式的浪涌吸收電路的電路構(gòu)成圖。圖13所示的浪涌吸收電路50包括輸出端子11、輸出端子12、公共端子13、互感元件14、浪涌吸收元件15以及電容元件51。
浪涌吸收電路50是在第一實(shí)施方式的浪涌吸收電路10上，在輸入端子11和輸出端子12之間添加連接的電容元件51。
在這里，區(qū)分輸入端子11和輸出端子12，然而也可以替換輸入側(cè)和輸出側(cè)。公共端子13優(yōu)選接地。
在以下的說明中，令互感元件14中的第一電感元件14a及第二電感元件14b各自的感應(yīng)系數(shù)(電感)為Lz，令第一電感元件14a和第二電感元件14b之間的耦合系數(shù)為Kz，電容元件51的電容量為Cs?；ジ性?4可通過共模扼流圈或變壓器實(shí)現(xiàn)。
圖14是示出圖13所示的浪涌吸收電路的等效電路圖。浪涌吸收電路50可以等效地變換為圖14的電路構(gòu)成。在圖14，與圖13相同符號(hào)表示相同的意義。在圖14所示的等效電路，電感元件16及17在輸入端子11和輸出端子12之間串聯(lián)連接。電感元件18及浪涌吸收元件15在串聯(lián)連接的電感元件16及17的中點(diǎn)和公共端子13之間串聯(lián)連接。電容元件51在輸出端子11和輸出端子12之間連接。電感元件16及17的感應(yīng)系數(shù)為(1+Kz)Lz，電感元件18的感應(yīng)系數(shù)為-KzLz，電容元件51的電容量為Cs。
圖14的浪涌吸收電路50的輸入阻抗由下式(7)表示。在這里，浪涌吸收元件15用圖2所示的等效電路表示，然而對(duì)小振幅的高速信號(hào)只用電容Cz的漂移電容205近似。
Zin=2(1+Kz)LzCz1-ω2Lz(1-Kz)Cz/21-ω2Lz(2(1+Kz)Cs)···············(7)]]>如果設(shè)定式(7)所示的Cs，以便滿足下式(8)，則輸入阻抗Zin與頻率無關(guān)。除了使Cs設(shè)定在式(8)所示的電容之外，如果如下式(9)所示，設(shè)定Lz，則可以使輸入阻抗Zin與特性阻抗Zo匹配。
Cz＝(1-Kz)Cz/4(1+Kz)………(8)Lz=Z02Cz/2(1+Kz)···············(9)]]>正如從上式(8)及式(9)所看到的，因?yàn)槔擞课针娐?0任意選擇耦合系數(shù)Kz，使比浪涌吸收電路20靈活性更高的電路設(shè)計(jì)成為可能。
因此，本實(shí)施方式的浪涌吸收電路50可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電受到保護(hù)，對(duì)高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
可是，在浪涌吸收元件內(nèi)實(shí)際上也包含漂移電感成分。圖15示出包含漂移電容成分和漂移電感成分的浪涌吸收元件的等效電路。在圖15所示的等效電路，可變電阻52和漂移電容成分53的并聯(lián)電路與漂移電感成分54串聯(lián)連接?？勺冸娮?2的電阻值通常大，一旦加高壓浪涌，則變小。因此，浪涌吸收元件可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓浪涌而受到保護(hù)?？墒?，在浪涌吸收元件內(nèi)存在漂移電容成分53及漂移電感成分54。因此，一旦作為輸入信號(hào)在處理高速信號(hào)的半導(dǎo)體設(shè)備輸入側(cè)上附加浪涌吸收電路，則成為高速信號(hào)變差的原因。
圖16是示出圖13所示的浪涌吸收電路的TDR試驗(yàn)結(jié)果的圖。在圖16示出對(duì)漂移電容成分的電容量分別為1pF、3pF和5pF時(shí)，在圖13所示的浪涌吸收電路進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)的浪涌吸收元件內(nèi)添加感應(yīng)系數(shù)Le＝0.5nH的漂移電感成分時(shí)的TDR(時(shí)域反射)試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)上升沿時(shí)間以及下降沿時(shí)間為200ps，信號(hào)振幅為1Vo-p的脈沖信號(hào)的輸入阻抗Zi在漂移電容為5pF時(shí)，對(duì)作為定常狀態(tài)的100Ω變差為90～110Ω。即使漂移電容為1pF，也變差到95～105Ω。
這樣一來，為了在處理高速信號(hào)的電路中使用浪涌吸收電路，最好不僅減小漂移電容成分的影響，而且也減小漂移電感成分的影響。
一方面，正如從圖14所示的等效電路所了解地，如果利用持有負(fù)感應(yīng)系數(shù)的電感元件18，則可以消除在浪涌吸收元件中包含的漂移電感成分。在另一方面，表觀上由于成為與耦合變小的狀態(tài)相同，所以Kz和Lz保持其原樣，如下述(10)所示地設(shè)定Cs。其中，KzLz≥Le。
Cs=1-Kz+2Le/Lz4(1+Kz)Cz··············(10)]]>如果這樣設(shè)計(jì)，則即使在浪涌吸收元件內(nèi)包含漂移電容成分和漂移電感成分，也可以使輸入阻抗Zin與特性阻抗Zo匹配。
因此，本實(shí)施方式的浪涌吸收電路50可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電受到保護(hù)，對(duì)高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
其次，對(duì)以圖13說明的浪涌吸收電路作為層積浪涌吸收部件實(shí)現(xiàn)的例，加以說明。圖17是使以圖13所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件按每層展開示出的分解立體圖。
圖17所示的層積浪涌吸收部件60在與層積浪涌吸收部件20相同構(gòu)成的要素之外添加具有平面狀的絕緣層22a及22b，以及電容元件圖形61及62。
絕緣層22a及22b設(shè)置在絕緣層21和絕緣層23a之間。電容元件圖形61設(shè)置在絕緣層22a一方的主面上。電容元件圖形62設(shè)置在絕緣層22b一方的主面上。電容元件圖形61一部分和電容元件圖形62一部分夾持絕緣層22a，對(duì)置，構(gòu)成電容元件51。
層積浪涌吸收部件60作成層積浪涌吸收部件20同樣的外形，而且在其表面上具有與層積浪涌吸收部件20相同的電極。電容元件圖形61一端與輸入電極35連接，電容元件圖形62一端與輸出電極36連接。
在該層積浪涌吸收部件60，互感元件圖形26及電容元件圖形61在另外的絕緣層上形成，互感元件圖形27及電容元件圖形62在另外的絕緣層上形成，也可以分別在同一絕緣層上形成?；ジ性D形26和互感元件圖形27的線寬粗也可以作電容元件圖形利用。
在這樣的層積浪涌吸收部件60上，互感元件或浪涌吸收元件成為一體形成。因此，層積浪涌吸收部件60是小型，而且可以減小漂移電容。因?yàn)閷臃e浪涌吸收部件60具有所述的浪涌吸收電路50的電路構(gòu)成，所以可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電受到保護(hù)，對(duì)高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。層積浪涌吸收部件60的浪涌試驗(yàn)結(jié)果也是與第一實(shí)施方式的層積浪涌吸收部件20同樣良好。
(第三實(shí)施方式)圖18是示出本發(fā)明第三實(shí)施方式的浪涌吸收電路的電路構(gòu)成圖。圖18所示的浪涌吸收電路70包括輸入端子71、輸出端子72、公共端子73、浪涌吸收元件75、電感元件76及77、以及電容元件78。
輸入端子71、輸出端子72及公共端子73用于與外部連接而設(shè)置。兩只電感元件76及77在輸出端子71和輸出端子72之間串聯(lián)連接。電容元件78在輸出端子71和輸出端子72之間連接。兩只電感元件76及77也可以不電磁耦合。即兩只電感元件76及77的耦合系數(shù)也可以不足0.01。
浪涌吸收元件75的一方端子與電感元件76和電感元件77之間的連接點(diǎn)連接，浪涌吸收元件75的另一方端子與公共端子73連接。在浪涌吸收元件75內(nèi)可以使用利用ZnO等金屬氧化物的壓敏電阻、利用Si等半導(dǎo)體的PN結(jié)元件、利用鉬的浪涌吸收元件、利用電極放電的間隙式放電元件等。
在這里，區(qū)分輸入端子71和輸出端子72，然而也可以替換輸入側(cè)和輸出側(cè)。公共端子73優(yōu)選接地。
在以下的說明中，令電感元件76及77各自的感應(yīng)系數(shù)(電感)為Lx，電容元件78的電容量為Cx。
圖18的浪涌吸收電路的輸入阻抗由下式(11)表示。在這里浪涌吸收元件75用圖2所示的等效電路表示，而對(duì)小振幅的高速信號(hào)只用電容Cz的漂移電容205近似。
Zin=2LxCz1-ω2Lx(Cz/2)1-ω2Lx(2Cx)···············(11)]]>設(shè)定Cx，以便滿足下式(12)，則式(11)所示的輸入阻抗Zin與頻率無關(guān)。如式(12)所示地設(shè)定Cx之外，如下式(13)所示地設(shè)定Lx，則可以使輸入阻抗Zin與特性阻抗Zo匹配。
Cx＝Cz/4…………(12)Lx=Z02Cz/2·········(13)]]>因此，本實(shí)施方式的浪涌吸收電路70可使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電而受到保護(hù)，對(duì)高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
其次，對(duì)以浪涌吸收電路70作為層積浪涌吸收部件實(shí)現(xiàn)例加以說明。圖19是使以圖18所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件例按每層展開示出的分解立體圖。
圖19所示的層積浪涌吸收部件80具有平面狀絕緣層81、82、83、84及85，電感元件圖形86及87，通孔90及91，浪涌吸收元件圖形92及93，以及電容元件圖形95及96。層積浪涌吸收部件80的外形及表面電極圖形是與圖10說明的第一實(shí)施方式相同。
絕緣層81防止內(nèi)部元件圖形與外部接觸。在絕緣層82的一方主面上形成電感元件圖形86。電感元件圖形86是作為電感元件76使用的，電感元件圖形86的一端88是作為與輸入電極連接的一方端子使用的。電感元件圖形86的另一端經(jīng)絕緣層82上設(shè)置的通孔而與電感元件圖形87另一端連接。
電感元件圖形87在絕緣層83的一方主面上形成。電感元件圖形87是作為電感元件77使用的，電感元件圖形87的一端89作為與輸出電極連接的一方端子使用。電感元件圖形87的另一端經(jīng)絕緣層83上設(shè)置的通孔91而與浪涌吸收元件圖形92連接。電感元件圖形86及電感元件圖形87這樣配置，以便相互之間沒有電磁耦合，即耦合系數(shù)不足0.01。
浪涌吸收元件圖形92設(shè)置在絕緣層84的一方的主面上。浪涌吸收元件圖形93設(shè)置在絕緣層85的一方的主面上。浪涌吸收元件圖形92及浪涌吸收元件93夾持絕緣層84對(duì)置，構(gòu)成浪涌吸收元件75。浪涌吸收元件圖形93的一端94a及另一端94b作為與公共電極連接的浪涌吸收元件的另一方端子而使用。
電容元件圖形95設(shè)置在絕緣層82的一方的主面上，電容元件圖形96設(shè)置在絕緣層83的一方的主面上。電容元件圖形95的一部分和電容元件圖形96的一部分相互對(duì)置，構(gòu)成電容元件78。電容元件圖形95的一端與輸入電極連接，電容元件圖形96的一端與輸出電極連接。
構(gòu)成圖19的層積浪涌吸收部件80的各絕緣構(gòu)造及材料是與圖10的層積吸收部件20相同的。在圖19所示的層積浪涌吸收部件80上，電感元件圖形86及電容元件圖形95在相同絕緣層上形成，電感元件圖形87及電容元件圖形96在相同絕緣層上形成，然而各自也可以在不同的絕緣層上形成。此外，使電感元件圖形86和電感元件圖形87的線寬作粗，也可以作為電容元件圖形使用。
層積浪涌吸收部件80的外形是與圖10說明的相同的。在圖10所示的輸入電極35上連接圖19說明的電感元件圖形86的一端88(一方端子)和電容元件圖形95的端子(一端)，在輸出電極36上連接電感元件圖形87的一端89(一方端子)和電容元件圖形96的端子(一端)，在公共電極37a或37b上連接浪涌吸收元件圖形93的兩端94a及94b(浪涌吸收元件75另一方端子)。在這里，區(qū)分輸入電極35和輸出電極36，然而也可能替換輸入端和輸出側(cè)。公共電極37a及37b優(yōu)選接地。
在這樣完成的層積浪涌吸收部件80中，互感元件或浪涌吸收元件成為一體形成。因此，層積浪涌吸收部件80可以是小型，而且減小漂移電容。因?yàn)閷臃e浪涌吸收部件80具有所述的浪涌吸收電路70的電路構(gòu)成，所以可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電受到保護(hù)，對(duì)高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。對(duì)層積浪涌吸收部件80的浪涌試驗(yàn)結(jié)果與第一實(shí)施方式的層積浪涌吸收部件20同樣地良好。
(第四實(shí)施方式)圖20是示出本發(fā)明第四實(shí)施方式的浪涌吸收電路和電路構(gòu)成圖。圖20所示的浪涌吸收電路110配備一對(duì)輸入端子111及112、一對(duì)輸出端子113及114、公共端子115、互感元件121及122、以及浪涌吸收元件123及124。
在浪涌吸收電路110中，一對(duì)輸入端子111及112、一對(duì)輸出端子113及114，用于與外部連接而設(shè)置，使差分輸入及差分輸出成為可能。此外，浪涌吸收電路110具有公共端子115。
互感元件121(第一互感元件)具有作為初級(jí)側(cè)的第一電感元件121及作為次級(jí)側(cè)的第二電感元件121b。在互感元件121上，初級(jí)側(cè)一方端子與輸入端子111連接，使信號(hào)反向感應(yīng)的次級(jí)側(cè)一方端子與輸出端子113連接，初級(jí)側(cè)另一方端子和次級(jí)側(cè)另一方端子相互連接。從輸入端子111到輸出端子113這樣感應(yīng)，以便通過互感121使信號(hào)反向。即第一電感元件121a和第二電感元件121b電磁耦合，以便增加互感。第一電感元件121a和第二電感元件121b的耦合系數(shù)在0.01以上。
浪涌吸收元件123(第一浪涌吸收元件)一方端子與互感元件121的初級(jí)側(cè)的另一方端子和次級(jí)側(cè)另一方端子之間的連接點(diǎn)連接，浪涌吸收元件123另一方端子與公共端子115連接。
互感元件122(第二互感元件)具有作為初級(jí)側(cè)的第三電感元件122a及作為次級(jí)側(cè)的第四感應(yīng)元件122b。在互感元件122上，初級(jí)側(cè)一方端子與輸入端子112連接，使信號(hào)反向感應(yīng)的次級(jí)側(cè)一方端子與輸出端子114連接，初級(jí)側(cè)另一方端子和次級(jí)側(cè)另一方端子之間連接。從輸入端子112到輸出端子114這樣感應(yīng)，以便通過互感元件122反向。即第三電感元件122a和第四電感元件122b電磁耦合，以便增加互感。第三電感元件122a和第四電感元件122b的耦合系數(shù)在0.01以上。
浪涌吸收元件124(第二浪涌吸收元件)一方端子與互感元件122和初級(jí)側(cè)另一方端子和次級(jí)側(cè)另一方端子之間的連接點(diǎn)連接，浪涌吸收元件124另一方端子與公共端子115連接。
在浪涌吸收元件123及124上可以使用利用ZnO等的金屬氧化物的壓敏電阻，利用Si等半導(dǎo)體的PN結(jié)元件，利用鉬的浪涌吸收元件，利用電極間放電的間隙式放電元件。
在這里，區(qū)分一對(duì)輸入端子111及112和一對(duì)輸出端子113及114，然而也可以替換輸入側(cè)和輸出側(cè)。公共端子115優(yōu)選接地。
在以下的說明中，令互感元件121的第一電感元件121a及第二互感元件121b，以及互感元件122的第三電感元件122a及第四電感元件122b各自的感應(yīng)系數(shù)(電感)為Lz，令第一電感元件121a和第二電感元件121b的耦合系數(shù)及第三電感元件122a和第四電感元件122b的耦合系數(shù)分別為Kz?；ジ性?21及122例如可以通過共模扼流圈或變壓器實(shí)現(xiàn)。
圖21是示出圖20所示的浪涌吸收電路的等效電路圖。圖20的電路構(gòu)成可以等效地變換為圖21的電路構(gòu)成。在圖21中，與圖20相同的符號(hào)表示相同的意義。
在圖21所示的等效電路中，電感元件125及129在輸入端子111和輸出端子113之間串聯(lián)連接。電感元件127及浪涌吸收元件123在串聯(lián)連接的電感元件125及129的中點(diǎn)和公共端子115之間串聯(lián)連接。電感元件126及130在輸入端子112和輸出端子114之間串聯(lián)連接。電感元件128及浪涌吸收元件124在串聯(lián)連接的電感元件126及130的中點(diǎn)和公共端子115之間串聯(lián)連接。電感元件125、126，、129及130的感應(yīng)系數(shù)為(1+Kz)Lz，電感元件127及128感應(yīng)系數(shù)為-KzLz。
圖20的浪涌吸收電路110的輸入阻抗由下式(14)表示。浪涌吸收元件123及124用圖2所示的等效電路表示，而對(duì)小振幅的高速信號(hào)只用電容Cz的漂移電容205近似。如果令單線的特性阻抗為Z0，則差分信號(hào)線的特性阻抗Zd0表示為Zd0＝2·Z0。
Zin=2×2(1+Kz)LzCz+ω2Lz2(Kz2-1)··········(14)]]>因?yàn)楫?dāng)Kz＝±1時(shí)，沒有式(14)右邊的ω項(xiàng)，所以輸入阻抗Zin與頻率無關(guān)，為一定值。其中，在Kz＝-1時(shí)，由于Zin＝0，所以不合適。因此Kz＝1，如果設(shè)定Lz，使其滿足式(15)，則使輸入阻抗Zin與特性阻抗Zd0匹配是可能的。
Lz=Z02Cz/4··················(15)]]>因此，本實(shí)施方式的浪涌吸收電路110可以使半導(dǎo)體設(shè)備避開高壓靜電而受到保護(hù)，對(duì)高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
其次，對(duì)以圖20所示的浪涌吸收電路110作為層積浪涌吸收部件實(shí)現(xiàn)例加以說明。圖22是以圖20所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件例按每層展開示出的立體圖。圖23是以圖20所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件例的立體圖。
如圖23所示，層積浪涌吸收部件140作成大體長方體形狀。層積浪涌吸收部件140在其表面具有一對(duì)輸入電極111a及112a、一對(duì)輸出電極113a及114a、以及公共電極115a及115b。輸入電極111a可用作輸入端子111，輸入電極112a可用作輸入端子112。輸出電極113a可用作輸出端子113，輸出電極114a可用作輸出端子114。此外，公共電極115a及115b可用作公共端115。
層積浪涌吸收部件140在其表面包含沿著構(gòu)成該層積浪涌吸收部件的多層的層積方向延伸，而且相互對(duì)置的面。輸入電極111a及112a設(shè)置在該一對(duì)面中的一方的面上，輸出電極113a及114a在該一對(duì)面中的另一方的面上。輸入電極111a及112a以及輸出電極113a及114a沿著上述層積方向延伸。
此外，層積浪涌吸收部件140在其表面上包含沿著上述層積方向延伸，而且相互對(duì)置的另外一對(duì)面。公共電極115a設(shè)置在該另外一對(duì)面中的一方的面上，公共電極115b設(shè)置在該另外一對(duì)面中的另一方的面上。公共電極115a及公共電極115b沿著上述層積方向延伸。
其中，區(qū)分輸入電極111a及112a和輸出電極113a及114a，然而也可以替換輸入側(cè)和輸出側(cè)。公共電極115a或115b優(yōu)選接地。
以下，對(duì)構(gòu)成層積浪涌吸收部件140的各絕緣層的構(gòu)造及材料加以說明。如圖22所示，層積浪涌吸收部件140在上述層積方向順序地具有層積的平面狀的絕緣層141、142，、143、144及145，互感元件圖形121A、122A、121B及122B，通孔151、152、153及154，以及浪涌吸收元件圖形123a、124a、123b及124b。
在絕緣層141、142、143、144及145上，在與表面的電路之間可以使用提高絕緣性的材料，例如玻璃環(huán)氧樹脂，氟樹脂，陶瓷等電介質(zhì)材料。在絕緣層表面上形成的各元件圖形上是由金、鉑，、銀、銅、鉛及其合金等的導(dǎo)體構(gòu)成的，通過印刷技術(shù)或蝕刻技術(shù)制造。
絕緣層145防止內(nèi)部元件圖形與外部接觸。在絕緣層144表面(一方的主面)上形成互感元件圖形121B及122B?；ジ性D形121B及122B各自構(gòu)成互感元件121的次級(jí)側(cè)(第二電感元件121b)及互感元件122的次級(jí)側(cè)(第四電感元件122b)。
互感元件圖形121B及122B各自作成線圈狀。互感元件圖形121B的一端121d與輸出電極113a連接?；ジ性D形122B的一端122d與輸出電極114a連接?；ジ性D形121B的另一端經(jīng)在絕緣層144上設(shè)置的通孔152與構(gòu)成初級(jí)側(cè)的互感元件圖形121A的另一端連接?；ジ性D形122B的另一端經(jīng)在絕緣層144上設(shè)置的通孔151與構(gòu)成初級(jí)側(cè)的互感元件圖形122A的另一端連接。
在絕緣層143的表面(一方的主面)上設(shè)置互感元件圖形121A及122A?；ジ性D形121A及122A分別構(gòu)成互感元件121的初級(jí)側(cè)(第一電感元件121a)及互感元件122的初級(jí)側(cè)(第三電感元件122a)。
互感元件圖形121A及122A分別作成線圈狀?；ジ性D形121A的一端121c與輸入電極111a連接，互感元件圖形122A的一端122c與輸入電極112a連接。
在互感元件圖形121A和互感元件圖形121B之間以及互感元件圖形122A和互感元件圖形122B之間分別構(gòu)成感應(yīng)耦合的互感元件。即互感元件圖形121A和互感元件121B按照增加相互的電感那樣的位置關(guān)系設(shè)置。此外，互感元件圖形122A和互感元件圖122B按照增加相互的電感那樣的位置設(shè)置。
其中，在本例中，互感元件圖形以單層形式，然而也可以按多層形成。如果以多層形成，則可以實(shí)現(xiàn)大的感應(yīng)系數(shù)和耦合系數(shù)。
在絕緣層142表面(一方主面)上形成浪涌吸收元件圖形123a及浪涌吸收元件124a。浪涌吸收元件圖形123a及浪涌吸收元件圖形124a各自經(jīng)在絕緣層143上設(shè)置的通孔153及154與互感元件圖形121A的另一端及互感元件圖形122A的另一端連接。
在絕緣層141表面(一方主面)上形成浪涌吸收元件圖形123b及124b。浪涌吸收元件123b及124b與在層積浪涌吸收部件140表面上設(shè)置的公共電極115a或115b連接。
浪涌吸收元件圖形123a和浪涌吸收元件圖形123b夾持絕緣層142而對(duì)置，構(gòu)成浪涌吸收元件123。浪涌吸收元件圖形124a和浪涌吸收元件圖形124b夾持絕緣層142而對(duì)置，構(gòu)成浪涌吸收元件124。
在絕緣層142上設(shè)置通孔，通過顯示壓敏電阻特性的材料，例如以ZnO作主材料的半導(dǎo)體材料填充通孔內(nèi)?；蛘咭部梢酝ㄟ^顯示壓敏電阻特性的材料，例如以ZnO作主成分的半導(dǎo)體陶瓷材料形成絕緣層142。在圖22的例中，浪涌吸收元件圖形以單層形式，然而也可以多層形成。
使圖22所示的多層順序地層積并壓接之后，通過一體燒成，制作圖23所示那樣的層積體。在層積體表面上形成一對(duì)輸入電極111a及112a、一對(duì)輸出電極113a及114a、以及公共電極115a及115b。作為電極材料可以使用金、鉑、銀、銅、鉛及其合金等的導(dǎo)體。
在這樣完成的層積浪涌吸收部件140，使互感元件或浪涌吸收元件成為一體形成。因此，層積浪涌吸收部件140可以是小型，而且減小漂移電容。因?yàn)閷臃e浪涌吸收部件140具有所述的浪涌吸收電路110的電路構(gòu)成，所以可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電受到保護(hù)，對(duì)高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
使所述的層積浪涌吸收部件140的浪涌試驗(yàn)與第一實(shí)施方式同樣地進(jìn)行。在圖11所示的浪涌試驗(yàn)器輸出端子46上連接層積浪涌吸收部件140的一方的輸入電極111a。設(shè)定這時(shí)層積浪涌吸收部件140的另一方輸入電極112a在開放狀態(tài)，使層積浪涌吸收部件140的公共電極115a、115b及浪涌試驗(yàn)器的輸出端子47接地。分別用500Ω的電阻作為層積浪涌吸收部件140的輸出電極113a及114a的終端。從直流電壓源41供給2kV電壓，電容元件43的電容量取150pF，電阻44的電阻值取330Ω。
首先，使開關(guān)45保持在開放狀態(tài)，關(guān)閉開關(guān)42，從直流電壓源41使電容元件43充電。其次，開放開關(guān)42，關(guān)閉開關(guān)45，使電容元件43上充電的電荷經(jīng)電阻44輸入到層積浪涌吸收部件140的輸入電極111a。這時(shí)測量加在層積浪吸收部件140的輸出電極113a上的電壓。
圖24示出測量結(jié)果。圖24橫軸取作時(shí)間(ns)，縱軸取作放電電壓(V)，通過有無層積浪涌吸收部件，比較放電電壓。從圖24可以看到通過添加本實(shí)施方式的層積浪涌吸收部件140，使浪涌得以充分吸收。
因此，具有本實(shí)施方式的浪涌吸收電路110構(gòu)成的層積浪涌吸收部件140持有高性能的浪涌吸收特性且小型，并且對(duì)差分輸入的高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
(第五實(shí)施方式)圖25是示出本發(fā)明的第五實(shí)施方式的浪涌吸收電路的電路構(gòu)成圖。圖25所示的浪涌吸收電路120與浪涌吸收電路110同樣地包括一對(duì)輸出端子111及112、一對(duì)輸出端子113及114、公共端子115、互感元件121及122、以及浪涌吸收元件123及124。
浪涌吸收電路120還包括電容元件131及132。電容元件131連接在輸入端子111和輸出端子113之間。電容元件132連接在輸入端子112和輸出端子114之間。
其中，區(qū)分一對(duì)輸入端子111及112和一對(duì)輸出端子113及114，然而也可以替換輸入側(cè)和輸出側(cè)。公共端子115優(yōu)選接地。
在以下的說明中，令互感元件121的第一電感元件121a及第二電感元件121b以及互感元件122的第三電感元件122a及第四電感元件122b各自的感應(yīng)系數(shù)(電感)為Lz，令第一電感元件121a和第二電感元件121b的耦合系數(shù)以及第三電感元件122a和第四電感元件122b的耦合系數(shù)分別為Kz。此外，令電容元件131及132的電容量為Cs?；ジ性?21及122可以通過共模扼流線圈實(shí)現(xiàn)。
圖26是示出圖25所示的浪涌吸收電路的等效電路圖。浪涌吸收電路120可以等效地變換為圖26所示的電路構(gòu)成。在圖26中，與圖25相同符號(hào)表示相同的意義。
在圖26所示的等效電路上，電感元件125及129串聯(lián)連接在輸入端子111和輸出端子113之間。電感元件127及浪涌吸收元件123在串聯(lián)連接的電感元件125及129的中點(diǎn)和公共端子115之間串聯(lián)連接。電感元件126及130在輸入端子112和輸出端子114之間串聯(lián)連接。電感元件128及浪涌吸收元件124在串聯(lián)連接的電感元件126及130中點(diǎn)和公共端子115之間串聯(lián)連接。電容元件131連接在輸入端子111和輸出端子113之間。電容元件132連接在輸入端子112和輸出端子114之間。電感元件125，126，129及130的感應(yīng)系數(shù)為(1+Kz)Lz，電感元件127及128的感應(yīng)系數(shù)為-KzLz，電容元件131及132的電容為Cs。
圖26的浪涌吸收電路120的輸入阻抗Zin由下式(16)表示。浪涌吸收元件123或124由圖2所示的等效電路表示，然而對(duì)小振幅的高速信號(hào)只用圖2的電容Cz的漂移電容205近似。
Zin=2×2(1+Kz)LzCz1-ω2Lz((1-Kz)Cz/2)1-ω2Lz(2(1+Kz)Cs)·········(16)]]>如果設(shè)定Cs，以便滿足下式(17)，則式(16)所示的輸入阻抗Zin與頻率特性無關(guān)。而且使Cs如式(17)所示的設(shè)定之外，如果如下式(18)所示地設(shè)定Lz，則可以使輸入阻抗Zin與特性阻抗Zd0匹配。
Cs＝(1-Kz)Cz/4(1+Kz)……………(17)Lz=Z02Cz/2(1+Kz)················(18)]]>在浪涌吸收電路120中，正如從上式(17)及式(18)所看到地，因?yàn)槿我獾剡x擇感應(yīng)系數(shù)Kz，所以可以進(jìn)行比第四實(shí)施方式的浪涌吸收電路110靈活性更高的電路設(shè)計(jì)。
因此，本實(shí)施方式的浪涌吸收電路120可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電而受到保護(hù)，對(duì)差分輸入的高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
浪涌吸收元件，對(duì)第二實(shí)施方式也如上述所示地，實(shí)際上也包含漂移電感成分。因此，如果在作為輸入信號(hào)處理高速信號(hào)的半導(dǎo)體設(shè)備的輸入側(cè)添加浪涌吸收電路，則成為高速信號(hào)變差的原因。這樣一來，為了在處理高速信號(hào)的電路內(nèi)使用浪涌吸收電路，優(yōu)選采用不僅減小漂移電容成分的影響，也減小漂移電感成分的影響的方案。
另一方面，正如從圖26所示的等效電路看到的，如果利用具有負(fù)電感系數(shù)的電感元件127及128，則可以消除在浪涌吸收元件內(nèi)包含的漂移電感成分。另一方面，表觀上看，由于與耦合變小的狀態(tài)相同，Kz和Lz保持其原樣，如下式(19)所示地設(shè)定Cs。其中，KzLz≥Le。
Cs=1-Kz+2Le/Lz4(1+Kz)Cz···············(19)]]>如果這樣設(shè)計(jì)，即使在浪涌吸收元件內(nèi)包含漂移電容成分和漂移電感成分，也可以使輸入阻抗Zin與特性阻抗Zd0匹配。
因此，本實(shí)施方式的浪涌吸收電路120可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電，受到保護(hù)，對(duì)差分輸入的高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
其次，對(duì)以浪涌吸收電路120作為層積浪涌吸收部件實(shí)現(xiàn)的例加以說明。圖27是以浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件例按每層展開示出的分解立體圖。
圖27所示的層積浪涌吸收部件150除了與層積浪涌吸收部件140相同構(gòu)成要素之外，還具有平面狀的絕緣146及147，以及電容元件圖形131a、132a、131b、及132b。
絕緣層146及147設(shè)置在絕緣層144和絕緣層145之間。電容元件圖形131a及132a設(shè)置在絕緣層147的一方主面上，電容元件圖形131b及132b設(shè)置在絕緣層146的一方的主面上。電容元件圖形131a一部分和電容元件圖形131b的一部分夾持絕緣層147而對(duì)置，構(gòu)成電容元件131。電容元件圖形132a的一部分和電容元件圖形132b的一部分夾持絕緣層147而對(duì)置，構(gòu)成電容元件132。
層積浪涌吸收部件150作成與層積浪涌吸收部件140同樣的外形，而且在其表面上具有與層積浪涌吸收部件140同樣的電極。電容元件圖形131a的一端131d與輸入電極111a連接，電容元件圖形131b的一端131c與輸出電極113a連接。電容元件圖形132a的一端132d與輸入電極112a連接，電容元件圖形132b的一端132c與輸出電極114a連接。
構(gòu)成層積浪涌吸收部件150的各絕緣層構(gòu)造及材料是與層積浪涌吸收部件140是同樣的。在層積浪涌吸收部件150，在另外的絕緣層上形成互感元件圖形121A及122A和電容元件圖形131a及132a，在另外的絕緣層上形成互感元件圖形121B及122B和電容元件圖形131b及132b，然而也可以分別在相同絕緣層上形成。此外，互感元件圖形121A及122A和互感元件圖形121B及122B的線寬粗，也可以利用作為電容元件圖形。
在這里，區(qū)分輸入電極111a和112a和輸出電極113a及114a，然而也可以替換輸入側(cè)和輸出側(cè)。公共電極115a或115b優(yōu)選接地。
在這樣完成的層積浪涌吸收部件150中，互感元件或浪涌吸收元件成為一體形成。因此，層積浪涌吸收部件150可以是小型，而且減小漂移電容。因?yàn)閷臃e浪涌吸收部件150具有所述的浪涌吸收電路120的電路構(gòu)成，所以可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電而受到保護(hù)，對(duì)差分輸入的高速信號(hào)，其阻抗匹配也更加優(yōu)良。層積浪涌吸收部件150的浪涌試驗(yàn)結(jié)果也與第四實(shí)施方式的層積浪涌吸收部件140同樣地良好。
(第六實(shí)施方式)圖28是示出本發(fā)明第六實(shí)施方式的浪涌吸收電路的電路構(gòu)成圖。圖28所示的浪涌吸收電路160配備一對(duì)輸入端子161及162、一對(duì)輸出端子163及163，公共端子165，電感元件135、136、137及138，浪涌吸收元件123及124，以及電容元件139及140。
在浪涌吸收電路160中，為了與外部連接，設(shè)置了一對(duì)輸入端子161及162，以及一對(duì)輸出端子163及164，為了與內(nèi)部連接而設(shè)置了公共端子165。
電感元件135(第一電感元件)及電感元件137(第二電感元件)在輸入端子161和輸出端子163之間串聯(lián)連接。電感元件136(第三電感元件)及電感元件138(第四電感元件)在輸入端子162和輸入端子164之間串聯(lián)連接。電感元件135、136、137及138也可以不互相電磁耦合，各自之間的耦合系數(shù)也可以小于0.01。
電容元件139(第一電容元件)在輸入端子161和輸出端子163之間連接，電感元件135及137并聯(lián)設(shè)置。電容元件140(第二電容元件)在輸入端子162和輸出端子164之間連接，電感元件136及138并聯(lián)設(shè)置。
浪涌吸收元件123(第一浪涌吸收元件)的一方端子與電感元件135和電感元件137之間的連接點(diǎn)連接，浪涌吸收元件123的另一方端子與公共端子165連接。浪涌吸收元件124(第二浪涌吸收元件)的一方端子在電感元件136和電感元件138之間的連接點(diǎn)上連接，浪涌吸收元件124的另一方端子與公共端子165連接。
在浪涌吸收元件123及124內(nèi)可以使用利用ZnO等金屬氧化物的壓敏電阻，利用Si等的PN結(jié)元件，利用鉬的吸收元件，利用電極間放電的間隙式放電元件等。
其中，在這里，區(qū)分一對(duì)輸入端子161及162和一對(duì)輸出端子163及164，然而也可以替換輸入端和輸出側(cè)。公共端子165優(yōu)選接地。
在以下說明中，分別令電感元件135，136，137及138的感應(yīng)系數(shù)(電感)為Lx，令電容元件139及140的電容量為Cx。
浪涌吸收電路160的輸入阻抗由下式(20)表示，浪涌吸收元件123及124分別由圖2所示的等效電路表示，然而對(duì)小振幅的高速信號(hào)，只由圖2的電容Cz的漂移電容205近似。
Zin=2×2LxCz1-ω2Lx(Cz/2)1-ω2Lx(2Cx)···············(20)]]>如果設(shè)定Cx，以便滿足下式(21)式，則在式(20)中所示的阻抗Zin與頻率特性無關(guān)。使Cx如下式(21)所示地設(shè)定之外，如果如下式(22)所示地設(shè)定Lx，則可以輸入阻抗Zin與特性阻抗Zd0匹配。
Cx＝Cz/4…………(21)Lx=Z02Cz/2··········(22)]]>因此，本實(shí)施方式的浪涌吸收電路160可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電而受到保護(hù)，對(duì)差分輸入的高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。
其次，對(duì)以浪涌吸收電路160作為層積浪涌吸收電路實(shí)施例加以說明。圖29是以圖28所示的浪涌吸收電路作為層積型部件實(shí)現(xiàn)的層積浪涌吸收部件例按每層展開所示的分解立體圖。
圖29所示的層積浪涌吸收部件170配備平面狀的絕緣層141、142、145、146、147、148及149，電感元件圖形135a、135b、136a、136b、137a、137b、138a及138b，通孔153、154、155、156、157及158，浪涌吸收元件圖形123a、123b、124a、124b，以及電容元件圖形139a、140a、139b及140b。
構(gòu)成層積浪涌吸收部件170的各絕緣層構(gòu)造及材料是與第五實(shí)施方式的層積浪涌吸收部件150同樣的。層積浪涌部件170具有與層積浪涌吸收部件140同樣的外形，在其表面上具有與層積浪涌吸收部件170同樣的電極。
絕緣層145防止內(nèi)部元件圖形與外部接觸。在絕緣層147的一方主面上形成電容元件圖形139a及140a。絕緣層146的一方的主面上形成電容元件圖形139a及140b。
電容元件圖形139a的一部分和電容元件圖形139b的一部分夾持絕緣層147而相互對(duì)置，構(gòu)成電容元件139。電容元件圖形140a的一部分和電容元件圖形140b的一部分夾持絕緣層147而相互對(duì)置，構(gòu)成電容元件140。
電容元件圖形139a的一端139d與輸入電極111a連接，電容元件圖形140a的一端與輸入電極112a連接。此外，電容元件圖形139b的一端139c與輸出電極113a連接，電容元件圖形140b的一端與輸出電極114a連接。
在絕緣層149上形成電感元件圖形135a、136a、137a、及138a。電感元件圖形135a的一端135c與輸入電極111a連接，電感元件圖形136a的一端135c與輸入電極112a連接，電感元件圖形137a的一端137c與輸出電極113a連接，電感元件圖形138a的一端138c與輸出電極114a連接。
在絕緣層148上設(shè)置電感元件圖形135b、136b、137b及138b。在電感元件圖形135b一端上經(jīng)通孔153。連接電感元件圖形135a，在電感元件圖形136b一端上經(jīng)通孔154連接電感元件圖形136a的另一端，在電感元件圖形137b一端上經(jīng)通孔155連接電感元件圖形137a的另一端，在電感元件圖形138b一端上經(jīng)通孔156連接電感元件圖形138a的另一端。
電感元件圖形135a及135b構(gòu)成電感元件135，電感元件圖形136a及136b構(gòu)成電感元件136，電感元件圖形137a及137b構(gòu)成電感元件137，電感元件圖形138a及138b構(gòu)成電感元件138。電感元件圖形135a、135b、136a、136b、137a、137b、138a及138b，電感元件135、136、137及138這樣配置，以便不相互電磁耦合，即耦合系數(shù)不足0.01。
電感元件圖形135b的另一端及電感元件圖形137b的另一端經(jīng)通孔147與在絕緣層142的一方主面上設(shè)置的浪涌吸收元件圖形123a連接。電感元件圖形136b的另一端及電感元件圖形138b的另一端經(jīng)通孔147與在絕緣層142的一方主面上設(shè)置的浪涌吸收元件圖形124a連接。
在絕緣層141的一方主面上形成浪涌吸收元件圖形123b及浪涌吸收元件圖形124b。浪涌吸收元件圖形123b及浪涌吸收元件圖形124b與公共電極115a及115b連接。浪涌吸收元件圖形123a及123b經(jīng)絕緣層142對(duì)置，構(gòu)成浪涌吸收元件123。此外，浪涌吸收元件圖形124a及124b經(jīng)絕緣層142對(duì)置，構(gòu)成浪涌吸收元件124。
其中，在圖29所示的層積浪涌吸收部件170中，電感元件圖形135a、136a、137a及138a和電感元件圖形135b、136b、137b及138b在不同的絕緣層上形成，然而也可以在相同絕緣層上形成。電感元件圖形135a、136a、137a及138a和電容元件圖形139a及140a和電容元件圖形139b及140b分別在不同的絕緣層上形成，然而也可以在相同絕緣層上形成。
此外，在這里，區(qū)分輸入電極111a及112a和輸出電極113a及114a，然而也可以替換輸入側(cè)和輸出側(cè)。公共電極115a及115b優(yōu)選接地。
在這樣的層積浪涌吸收部件170，互感元件或浪涌吸收元件成為一體形成。因此，層積浪涌吸收元件部件170可以是小型，而且減小漂移電容。此外，因?yàn)閷臃e浪涌吸收部件170具有所述的浪涌吸收電路160的電路構(gòu)成，所以可以使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電受到保護(hù)，對(duì)差分輸入的高速信號(hào)，其阻抗匹配也優(yōu)良。層積浪涌吸收部件170的浪涌試驗(yàn)結(jié)果是與第四實(shí)施方式的層積浪涌吸收部件140同樣地良好。
以上，正如對(duì)本發(fā)明的合適的實(shí)施方式所說明的，根據(jù)本發(fā)明，提供使半導(dǎo)體設(shè)備等避開高壓靜電而受到保護(hù)，在寬頻帶的阻抗匹配優(yōu)良的浪涌吸收電路。本發(fā)明的浪涌吸收電路及層積浪涌吸收部件在搭載半導(dǎo)體的高頻電路基板上是能使用的。
權(quán)利要求
1.一種浪涌吸收電路，其特征在于，包括輸入端子；輸出端子；公共端子；互感元件，具有電磁耦合的第一電感元件及第二電感元件，以便增加互感，該第一電感元件的一方端子與所述輸入端子連接，該第二電感元件的一方端子與所述輸出端子連接，該第一電感元件的另一方端子和該第二電感元件的另一方端子相互連接；和浪涌吸收元件，具有與所述第一電感元件的所述另一方端子和所述第二電感元件的所述另一方端子連接的一方端子和與所述公共端子連接的另一方端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浪涌吸收電路，其特征在于還包括與所述互感元件并聯(lián)設(shè)置，而且與所述輸入端子和所述輸出端子連接的電容元件。
3.一種浪涌吸收電路，其特征在于，包括輸入端子；輸出端子；公共端子；作為串聯(lián)連接的兩只電感元件，在所述輸入端子和所述輸出端子之間設(shè)置的該兩只電感元件；與所述輸入端子和所述輸出端子連接，與所述兩只電感元件并聯(lián)設(shè)置的電容元件；和與所述兩只電感元件的連接點(diǎn)和所述公共端子連接的浪涌吸收元件。
4.一種浪涌吸收元件，其特征在于，包括公共端子；一對(duì)輸入端子；一對(duì)輸出端子；第一互感元件，具有電磁耦合的第一電感元件及第二電感元件，以便增加互感，該第一電感元件的一方端子與所述一對(duì)輸入端子中的一方連接，該第二電感元件的一方端子與所述一對(duì)輸入端子中的一方連接，該第一電感元件的另一方端子和該第二電感元件的另一方端子相互連接；第一浪涌吸收元件，具有與所述第一電感元件的所述另一方端子和所述第二電感元件的所述另一方端子連接的一方端子和與所述公共端子連接的另一方端子；第二互感元件，具有電磁耦合的第三電感元件及第四電感元件，以便增加互感，該第三電感元件的一方端子與所述一對(duì)輸入端子中的另一方連接，該第四電感元件的一方端子與所述一對(duì)輸出端子中的另一方連接，該第三電感元件的另一方端子和該第四電感元件的另一方端子相互連接；和第二浪涌吸收元件，具有與所述第三電感元件的所述另一方端子和所述第四電感元件的所述另一方端子連接的一方端子和與所述公共端子連接的另一方端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浪涌吸收電路，其特征在于還包括與所述第一互感元件并聯(lián)設(shè)置，與所述一對(duì)輸入端子中的一方和所述一對(duì)輸出端子中的一方連接的第一電容元件，和與所述第二互感元件并聯(lián)設(shè)置，與所述一對(duì)輸入端子中的另一方和所述一對(duì)輸出端子中的另一方連接的第二電容元件。
6.一種浪涌吸收電路，其特征在于，包括公共端子；一對(duì)輸入端子；一對(duì)輸出端子；作為串聯(lián)連接的第一電感元件及第二電感元件，在所述一對(duì)輸入端子中的一方和所述一對(duì)輸入端子中的一方之間設(shè)置的該第一電感元件和該第二電感元件；與所述一對(duì)輸入端子中的一方和所述一對(duì)輸出端子中的一方連接，與所述第一電感元件及第二電感元件并聯(lián)設(shè)置的第一電容元件；與所述第一電感元件和所述第二電感元件之間的連接點(diǎn)和所述公共端子連接的第一浪涌吸收元件；作為串聯(lián)連接的第三電感元件及第四電感元件，在所述一對(duì)輸入端子中的另一方和所述一對(duì)輸出端子中的另一方之間設(shè)置的該第三電感元件及第四電感元件；與所述一對(duì)輸入端子中的另一方和所述一對(duì)輸出端子中的另一方連接，與所述第三電感元件及第四電感元件并聯(lián)設(shè)置的第二電容元件；和與所述第三電感元件和第四電感元件之間的連接點(diǎn)和公共端子連接的第二浪涌吸收元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種浪涌吸收電路，包括，(a)輸入端子；(b)輸出端子；(c)公共端子；(d)具有電磁耦合的第一電感元件及第二電感元件，以便增加相互的電感，第一電感元件的一方端子與輸入端子連接，第二電感元件一方端子與輸出端子連接，第一電感元件另一方端子和第二電感元件的另一方端子相互連接的互感元件；和(e)具有與第一電感元件的另一方端子和第二電感元件的另一方端子連接的一方端子和與公共端子連接的另一方端子的浪涌吸收元件。
文檔編號(hào)H03H5/12GK1783708SQ20051012584
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者寺田祐二 申請人:Tdk株式會(huì)社