微分电容器、差动天线元件和差动谐振器.pdf

在微分电容器1中，第一和第二电容1003和1004以相对于一垂直平面B－B′彼此离基本上对称的位置形成在半导体基底1020上，该微分电容器1还包括插入在半导体基底1020和下电极1016与1018之间的屏蔽板1022。当各下电极1016和1018沿垂直方向被投影到屏蔽葩1022上时，各被投影的下电极1016和1018与屏蔽板1022有部分的重叠。

1、  一种包括多个电容器的微分电容器，每个电容器都有沿垂直方向基本上互相平行的上电极和下电极，其特征在于：
多个电容器中的任一个电容器，以离相对于垂直平面的多个电容器中的另一个电容器基本上对称的位置形成在半导底基底上，
微分电容器还包括插入在各下电极和半导体基底之间的屏蔽板，以及
当各下电极沿垂直方向被投影到屏蔽板上时，各被投影的下电极与屏蔽板具有部分重叠。

2、  根据权利要求1所述微分电容器，其特处在于，各被投影的下电极与屏蔽板的部分重叠总共占下电极面积的70％或更多。

3、  根据权利要求2所述的微分电容器，其特征在于，各被投影的下电极在屏蔽板的外侧延伸。

4、  根据权利要求2所述的微分电容器，其特征在于，屏蔽板具有形成在其中的细长裂口。

5、  根据权利要求4所述的微分电容器，其特征在于，该细长裂口与该垂直平面相交。

6、  根据权利要求2所述的微分电容器，其特征在于，该屏蔽板具有形成在其中的多个贯穿小孔。

7、  根据权利要求6所述的微分电容器，其特征在于，
该多个贯穿小孔以基本上相等的间隔沿两个预定的方向配置，以及
多个贯穿小孔毗邻的小孔之间的间距基本上等于一整数乘以经屏蔽板传播的驻波的1/2波长。

8、  根据权利要求7所述的微分电容器，其特征在于，从屏蔽板的两预定侧边到该垂直平面的长度基本上等于驻波1/2波长的整数倍和1/4驻波长之和。

9、  根据权利要求1所述的微分电容器，其特征在于，在多个电容器之间，任何两个彼此毗邻的电容器分别接收组成信号差动对的同相信号和反相信号。

10、  根据权利要求1所述的微分电容器，其特征在于，该屏蔽板通过电感器和/或电阻器接地。

11、  根据权利要求1所述的微分电容器，其特征在于，与该垂直平面相交的一部分屏蔽板是接地的。

12、  根据权利要求1所述供可变电容电路之用的微分电容器，其特征在于，至少一个要可变电容器被连接到各上电极或至少一个可变电容器被连接到各下电极。

13、  根据权利要求12所述的微分电容器，其特征在于，各被投影的下电极与屏蔽板部分重叠的面积根据可变电容电路的电容变化率和各电容器的品质因数来决定。

14、  根据权利要求1所述的微分电容器，其特征在于，所述的微分电容器用于差动振荡电路中。

15、  根据权利要求1所述的用于开关电路中的微分电容器，其特征在于，至少一个开关元件被连接到各第一下电极和第二下电极。

16、  根据权利要求15所述的微分电容器，其特征在于，其中各被投影的下电极与屏蔽板部分重叠的面积根据当该开关电路被关断时的隔离和各电容器的品质因数来决定。

17、  根据权利要求1所述的微分电容器，其特征在于，所述的微分电容器用于微分开关电路。

18、  根据权利要求1所述的微分电容器，其特征在于，
多个电容器中的第一个以离相对于该垂直平面的多个电容器中的一个基本对称的位置形成在半导体基底上，
多个电容器中的第二个以离相对于位于与该垂直平面垂直的另一垂直平面的该一个电容器的基本对称的位置形成在半导体基底上，以及
多个电容器的第三个以离相对于在该垂直平面和该另一垂直平面之间的相交线的该一个电容器的基本对称的位置形成在半导体基底上。

19、  根据权利要求18所述的微分电容器，其特征在于，组成信号差动对的同相信号和反相信号以这样的方式供给到多个电容器，即把同相信号或反相信号中的一个供给到该一个电容器和第三电容器这两个电容器上，而把同相信号或反相信号中的另一个供给到第一和第二电容器这两个电容器上。

20、  根据权利要求18所述的微分电容器，其特征在于，
该屏蔽板具有多个形成在其中的贯穿小孔，这些贯穿小孔以基本相等的间隔沿两个预定的方向配置，使得多个贯穿小孔毗邻的小孔之间的间距基本等于经过该屏蔽板传播的驻波的1/2波长的整数倍，以及
该屏蔽板基本具有矩形的形状，使得从屏蔽板的两预定侧边到该垂直平面的长度和从屏蔽板的其它两侧边到该另一垂直平面的长度各基本上等于驻波1/2波长的整数倍和1/4驻波波长之和。

21、  一种差动天线元件，其特征在于，该天线元件包括：
多个天线元件，以相对于一垂直平面，彼此离开基本对称的位置形成在半导体基底上，以及
屏蔽板，插入在各天线元件和该半导体基底之间。
其中，当各天线元件，沿垂直方向被投影到该屏蔽板上时，各被投射的天线元件与该屏蔽板有部分的重叠。

22、  根据权利要求21所述的差动天线元件，其特征在于，各被投影的天线元件在该屏蔽板外面延伸。

23、  根据权利要求21所述的差动天线元件，其特征在于，该屏蔽板具有形成在其中的细长裂口。

24、  根据权利要求23所述的差动天线元件，其特征在于，该细长裂口与该垂直平面相交。

25、  根据权利要求21所述的差动天线元件，其特征在于，该屏蔽板具有形成在其中的多个贯穿小孔。

26、  根据权利要求21所述的差动天线元件，其特征在于，多个天线元件之间，彼此毗邻的任何两个天线元件分别接收组成信号差动对的同相信号和反相信号。

27、  根据权利要求21所述的差动天线元件，其特征在于，该屏蔽板通过电感器和/或电阻器接地。

28、  根据权利要求21所述的差动天线元件，其特征在于，与该垂直平面相交的部分屏蔽板是接地的。

29、  一种形成在半导体基底上的差动谐振器，其特征在于，该谐振器包括：
至少一块电介质平面板，具有相对于垂直平面的基本上对称的形状，并具有两上相对于该垂直平面，彼此离开基本上对称的位置的终端，以及
屏蔽板，配置在至少一块平面板和半导体基底之间，
其中，当该至少一块平面板，沿平面垂直方向被投影到该屏蔽板时，该至少一块被投影的平面板与该屏蔽板有部分的重叠。

30、  根据权利要求29所述的差动谐振器，其特征在于，至少一块被投影的平面板在该屏蔽板外面延伸。

31、  根据权利要求29所述的差动谐振器，其特征在于，该屏蔽板具有形成在其中的细长裂口。

32、  根据权利要求31所述的差动谐振器，其特征在于，该细长裂口与该垂直平面相交。

33、  根据权利要求29所述的差动谐振器，其特征在于，该屏蔽板具有形成在其中的多个贯穿小孔。

34、  根据权利要求29所述的差动谐振器，其特征在于，组成信号差动的同相信号和反相信号被分别加到该至少一块平面板的两终端上。

35、  根据权利要求29所述的差动谐振器，其特征在于，该屏蔽板通过电感器和/或电阻器接地。
36根据权利要求29所述的差动谐振器，其特征在于，与该垂直平面相交的一部分屏蔽板是接地的。

37、  根据权利要求29所述的差动谐振器，其特征在于，该差动谐振器用于滤波电路中。

微分电容器、差动天线元件和差动谐振器
技术领域
本发明涉及微分电容器、差动天线元件和差动谐振器。更具体地说，本发明涉及在半导体基底上形成的微分电容器、差动天线元件和差动谐振器。
背景技术
近年来，已经提出面向更小型化和较高频的半导体工艺技术，正因为这个原因，要在半导体上集成差动振荡电路已成为平常的事了。图17是说明通常使用差动振荡电路7的结构示意图。在图17中，该差动振荡电路7包括：用于启动振荡的第一和第二晶体管1001和1002；用于组成微分电容器并截止DC(直流)分量的第一和第二电容器1003和1004；用于启动谐振的第一和第二可变电容器1005和1006；用于启动谐振的第一和第二电感器1007和1008；以及恒电流源1009。
通过Vcc终端，把DC电流施加到这差动振荡电路7的第一第二电感器1007和1008。这DC电流施加到第一第二晶体管1001和1002，此后就流经恒电流源1009到地。连接第一晶体管使实现正反馈，并产生组成差动信号对的同相信号或反相信号中的任何一个信号，这信号具有根据第一可变电容器1005和第一电感器1007的电路常数的振荡频率。类似于第一晶体管1001工作的第二晶体管1002产生和反相信号分别从Vo⁺终端和Vo^-终端输出，或者反之亦然。
不过，在上述的差动振荡电路7中，与第一电容器1003有连系的寄生电容Cpa和寄生电阻Rpa(在图17中用虚线示出)的影响，当振荡频率提高时而增加。结果是，由第一可变电容器1005和第一电感器1007引起的谐振锐度变坏；就是说，品质因数(它当作谐振锐度的一个指标)变坏。由第二可变电容器1006和第二电感器1008引起的谐振也遭受到类似的变坏。图18A是示出集成在半导体基底上的微分电容器结构(第一电容器1003和第二电容器1004)的上平面图。图18B是取自沿示于图18A的垂直平面A-A’的第一电容器1003和第二电容器1004的横截面图。在图18A和18B中，第一电容器1003和第二电容器1004形成在半导体基底1020上的夹层薄膜1019内，该基底通常是由p型硅组成。夹层薄膜1019通常是由二氧化硅组成。更准确地说，第一电容器1003包括通常是铝的金属丝制品组成的上电极1015和下电极1016。上电极1015和下电极1016沿着垂直方向，以预定的间隔彼此平行地配置着。第二电容器1004由与第一电容器1003相同的材料组成，且包括上电极1017和下电极1018，这一对电极相对于预定垂直平面B-B’，分别离上电极1015和下电极1016对称的位置而形成。
第一电容器1003和第二电容器1004受到前面提到的寄生电容损害，它分别发生在半导体基底1020和下电极1016与1018之间的夹层薄膜1019中。而且，在前面提到的寄生电阻也发生在半导体基底1020中。尤其是，发生在半导体基底1020中的寄生电阻会影响谐振电路的品持因数。
为了抑制这种寄生电阻，已经提出如下的微分电容器(在下文称之为“常规微分电容器”)。图19A是示意地示出这常数微分电容器结构的上平面视图。图19B是取自沿示于图19A的垂直平面A-A’处，第一电容器1003和第二电容器1004的横截面图。示于图19A和19B的常规微分电容器包括了附加的屏蔽板102，在这一点上与示于图18A和18B的电容器有区别。在其它方面，这两个微分电容器是相同的。所以，在图19A和19B中，那些在图18A和18B中有它们的对应物的组成部分元件通过采用在其中使用过的那些相同的参考数字来指出，并省略对它们的描述。
屏蔽板1021配置在半导体基底1020和下电极1016与1018之间，这板由诸如铝的导电材料组成的象板一样结构的部件。更准确地说，这屏蔽板具有这样的形状，使得当把下电极1016和1018垂直地从上面投影到屏蔽板时，被投影的下电极1016和1018看上去象是包含在屏蔽板1012的外轮廊内。屏蔽板1021具有相对于前面提到的垂直平面B-B’的对称形状。具有象这样的屏蔽板1021，在夹层薄膜1019中的寄生电容虽被提高，但在半导体基底1020中的寄生电阻却被降低。
通过把常规微分电容结构应用到示图17的差动振荡电路7，可改善各谐振器电路产生的中谐振锐度。准确地说，如图20中的等价电路所示，下列寄生组分将出现在差动振荡电路7中：在下电极1016和屏蔽板1021之间的寄生电容Cpa1，在下电极1018和半导体基底之间的寄生电容Cpc，以及在半导体基底1020中的寄生电阻Rpc。由于同相信号和反相信号被施加到第一电容器1013和第二电容器1004(或反之亦然)，在寄生电容Cpa1和Cpa2之间的结起着相对于AC信号的表观接地的作用(在下文称之为“虚假接地”)。结果是，可降低寄生电容Cpc和寄电阻Rpc对谐振器电路的影响。
不过，要是常规微分电容器结构被应用到差动振荡电路7，那未寄生电容Cpa1和Cpa2(见图20)实际上就将与第一可变电容器1015和第二可变电容器1016并联连接。而且，由于寄生电容Cpa1和Cpa2具有固定的值，所以在第一可变电容器1005和第二可变电容器1006中的电容变化值将变得比它们各自的规格值要小，因此导致在差动振荡电路7的振荡频率范围变窄。
同时，在半导体上集成差动天线元件也已成为平常之事了。图21是示出常规平面型差动天线元件7001的结构透视图。在这示于图21的平面型天线元件7001中，两个平面型天线元件7002和7003输出彼此间具有功率相同但具有180°相位差的一同相信号和一反相信号，这两个天线元件以彼此分离预定地间隔配置在硅基底7004上。结果是，该差动天线元件7001能接收宽频带的信号。
但是，当平面天线元件7002和7003被形成在硅基底7004上时，将引发下列问题：由于在布线和硅基底7004之间的寄生电容发生了耦合；以及由于半导体基底7004的寄生电阻影响发生了损耗。结果是，差动天线元件7001的增益将变坏。
图22是示出结合常规差动谐振器的平衡高频器件8001结构的示意图。在图22中，该平衡高频器件8001包括：用于接收输入信号的输入端IN；具有输出端OUT1和OUT2的平衡器件8002，从这两个输出端输出同相信号和反相信号；以及半波长谐振器8003(作为差动谐振器的例子)。当接收具有预定频率的信号时，这1/2波长谐振器作谐振以便降低这同相信号组分的阻抗，这个阻抗是在从平衡器件8002一侧观看输出端时存在的，因而，必须比当从该平衡器件8002一侧观看该输出端时存在的微分信号组分的阻抗低。因此，该平衡高频器件8001抑制了该同相组分，并改善了在输出信号之间的平衡程度。
但是，当在硅基底(作为半导体基底的例子)上形成1/2波长谐振器8003时，将引发下面的问题：由于在1/2波长谐振器8003和硅基底之间的寄生电容，发生了耦合；以及，由于在半导体基底中的寄生电阻影响，发生了损耗。结果是，将增加1/2波长谐振器8003的插入损耗。
发明内容
因此，本发明的第一目的是提供一种能在差动振荡电路上把寄生电容和寄生电阻减为最小的微分电容器。
本发明的第二目的是提供一种能把寄生电容和寄生电阻减为最小的差动天线元件。
本发明的第三目的是提供一种能把寄生电容和寄生电阻减为最小的差动谐振器。
为了获得上面的第一目的，本发明的第一方面在于包括多个电容器的微分电容器，各电容器具有沿着垂直方向基本上彼此平行的上电极和下电极，其中多个电容器中任一电容器以相对于垂直平面离多个电容器中的另一个基本对称的位置形成在半导体基底上，该微分电容器还包括插入各下电极和半导体基底之间的屏蔽板，且当各下电极沿着垂直方向被投影到屏蔽板时，各被投影的下电极与屏蔽板具有部分重叠。结果是，成为有可能提供一种能在差动振荡电路上减少它本身的寄生电容和寄生电阻的微分电容器。
较佳的是，各被投影的下电极与屏蔽板的部分重叠总共占下电极面积的70％或较多。作为较佳的实例，各被投影的下电极在屏蔽板的外面延伸。作为另一较佳实例，屏蔽板具有形成在其中的细长裂口。更佳的是，该细长裂口与该垂直平面相交。
较佳的是，屏蔽板具有形成在其中的多个贯穿小孔。作为较佳的实例，这多个贯穿小孔以基本上相等的间隔、沿两个预定的方向配置，且在毗邻的多个贯穿小孔中的两小孔间的间隔是基本上等于经过该屏蔽板传播的驻波的1/2波长的整数倍。更佳的是，从屏蔽板的两个预定的侧边到该垂直平面的长度是基本上等于该驻波的1/2波长的整数倍和驻波的1/4波长之和。
较佳的是，在多个电容器之间，彼此毗邻的任何两个电容器分别接收组成信号差动对的同相信号和反相信号。
较佳的是，该屏蔽板通过电感器和/或电阻器接地。作为另一较佳实例，与该垂直平面相交的屏蔽板的一部分是接地的。
较佳的是，该微分电容器是供可变电容电路用的，在该电路中至少一个可变电容器被连结到各下电极或至少一个可变电容器被连结到各上电极。更佳的是，各被投影的下电极与屏蔽板的部分重叠面积根据可变电容电路的电容变化率和各电容器的品质因数来确定。
作为一个实例，该微分电容器可用于差动振荡电路。作为另一实例，该微分电容器可用于开关电路，在这开关电路中，至少一个开关元件被连接到第一下电极和第二下电极的各个电极上。更佳的是，各被投影的下电极与屏蔽板的部分重叠面积根据当这开关电路处于关态时的隔离和各电容器的品质因数来确定。作为另一实例，该微分电容器可用于差动开关电路。
较佳的是，多个电容器中的第一个以相对于该垂直平面的离多个电容器中的一个基本上对称的位置形成在半导体基底上，多个电容器中的第二个以相对于与该垂直平面垂直的另一垂直平面处，离这一个电容器基本对称的位置形成在半导体基底上，以及多个电容器中的第三个以相对于在该垂直平面和该另一垂直平面相交线的这一个电容器基本对称的位置形成在半导体基底上。
更佳的是，组成信号差动对的同相信号与反相信号以如此的方式供给到多个电容器，就是同相信号或反相信号中的一个信号供给到这一个电容器和这第三个电容器这两者，以及同相信号或反相信号中的另一个信号供给到第一和第二电容器这两者。
更佳的是，该屏蔽板具有形成在其中的多个贯穿小孔，这些贯穿小孔是以基本相等的间隔，沿两个预定的方向配置的，使得毗邻中的多个贯穿小孔中的两个小孔之间的间隔是基本上等于经过该屏蔽板传播的驻波的1/2波长的整数倍，而该屏蔽板具有基本上是矩形的形状，使得从该屏蔽板的两个预定的侧边到该垂直平面的长度和从该屏蔽板的另两个侧边到该另一垂直平面的长度是各基本上等于该驻波的1/2波长的整数倍和该驻波的1/4波长之和。
为了要达到上面的第二个目的，本发明的第二方面在于一种差动天线元件，包括：以相对于一垂直平面彼此离基本上对称的位置形成在半导体基底上的多个天线元件；插入在各天线元件和半导体基底之间的屏蔽板，其中，当沿该垂直方向把各天线元件投影到屏蔽板时，各被投影的天线元件与该屏蔽板有部分重叠。结果是，成为有可能提供一种能减少寄生电容和寄生电阻影响的差动天线元件。
较佳的是，各被投影的天线在屏蔽板的外面延伸。作为另一较佳实例，该屏蔽板具有形成在其中的细长裂口。更佳的是，该细长裂口与该垂直平面相交。
较佳的是，该屏蔽板具有形成在其中的多个贯穿小孔。
较佳的是，在这多个天线元件之间，彼此毗邻的两个天线元件分别接收组成信号差动对的同相信号和反相信号。
较佳的是，该屏蔽板通过电感器和/或电阻器接地。在另一较佳实例中，与该垂直平面相交的一部分屏蔽板是接地的。
为了取得上面的第三个目的，本发明的第三方面在于一种形成在半导体基底上的差动谐振器，包括：至少一块具有相对于一垂直平面基本上对称的形状，并具有相对于该垂直平面彼此离基本上对称位置的两个终端的电介质平面板；以及配置在至少一块平面板和半导体基底之间的屏蔽板，其中，当沿着该垂直方向把至少一块平面板投影到屏蔽板上时，至少一块被投影的平面板与该屏蔽板有部分重叠。结果是，成为有可能提供能减少寄生电容和寄生电阻影响的差动谐振器。
较佳的是，至少一块被投影的平面板在该屏蔽板的外面延伸。作为另一较佳实施例，该屏蔽板具有形成在其中的细长裂口。更佳的是，该细长裂口与该垂直平面相交。
较佳的是，该屏蔽板具有形成在其中的多个贯穿小孔。
较佳的是，组成信号差动对的同相信号和反相信号被分别施加到至少一块平面板的两个终端上。
该屏蔽板可通过电感器和/或电阻器接地。作为另一较佳实例，与该垂直平面相交的一部分屏蔽板是接地的。
作为一个实例该差动谐振器可用于滤波电路中。
从本发明下面详细的描述，当与附图结合时，本发明的这些和其它的目的，特性，方面和优点都将变得更为清晰。
图1A是根据本发明的第一实施例示出微分电容器1结构的上平面视图；
图1B是示出取自图1中垂直平面A-A’处、在箭头C的方向观察时的微分电容器1的横截面示意图；
图2是示出示于图1中微分电容器1的等价电路的示意图；
图3是示出一部分差动振荡电路7的结构示意图，图1中的微分电容器1就是应用到这电路中的；
图4是展示指出在图3中第一可变电容器1005的电容变化率和品质因数的特性曲线图；
图5A是示出从上面垂直地观察时的屏蔽板1023(作为对示于图1的屏蔽板的第一可替换物)的示意图；
图5B是示出取自图5A中垂直平面A-A’处，从箭头C的方向观察时的屏蔽板1023横截面的示意图；
图6A是示出从上面垂直地观察时屏蔽板1024(作为对示于图1的屏蔽板1022的第二可替换物)的示意图；
图6B是示出取自图6A中的垂直平面A-A’处从箭头C的方向观察时的屏蔽板1024横截面的示意图；
图7是示出通过示于图6A和6B中屏蔽板1024传播的驻波的示意图；
图8A是根据本发明第二实施例，从上面垂直的观察时的微分电容器2的示意图；
图8B是示出取自图8A中垂直平面A-A’处，在箭头C的方向观察时的微分电容器2的横截面示意图；
图9是示出示于图8A和8B中微分电容器2的变型示意图；
图10A是根据本发明第三实施例，从在上面垂直地观察时的微分电容器3的示意图；
图10B是示出取自图10A中垂直平面A-A’处，在箭头C的方向观察时的微分电容器3的横截面示意图；
图11是示出示于图10A和10B的微分电容器3的等价电路的示意图；
图12是示出示于图10A和10B的微分电容器3中可能发生的寄生电容Cpa和Cpb的示意图；
图13是示出根据本发明第四实施例差动开关电路4的结构的示意图；
图14A是示出根据本发明第五实施例，从上面垂直地观察时的微分天线元件5的示意图；
图14B是示出取自图14A中垂直平面A-A’处，在箭头C的方向观察时的微分电容器5的横截面示意图；
图15是示出根据本发明第六实施例滤波电路6的总电路结构的示意图；
图16A是示出从上面垂直地观察时的图15中1/2波长谐振器602a和602b的示意图；
图16B是示出取自在图16A中垂直平面A-A’处，在箭头C的方向观察时的1/2波长谐振器602a和602b的横截面的示意图；
图17是示出常规通用的差动振荡电路7结构的示意图；
图18A和18B是示出通用的微分电容器结构的示意图；
图19A和19B是示出常规微分电容器结构的示意图；
图20是示出示于图19A和19B中微分电容器等价电路的示意图；
图21是示出常规平面型差动天线元件7001结构的示意图；以及
图22是示出与常规差动谐振器结合的平衡高频器件8001结构的示意图。
(第一实施例)
图1A是示出根据本发明第一实施例从上面垂直地观察时的微分电容器1的示意图。图1B是示出取自图1A中垂直平面A-A’在箭头C的方向观察时的微分电容器1的横截面的示意图。为了便于解释，图1A和1B还示出具有三根X，Y，和Z的垂直轴的三维坐标系，其中Z轴对应于垂直向上方向，而X，和Y轴则对应于在水平面上两个分别垂直的方向。注意，Y轴是在与箭头C相同的方向上，且在稍后描述的与垂直平面B-B’平行的方向延伸。
在图1A和1B中，微分电容器1包括第一电容器1003，第二电容器1004，以及屏蔽板1022。第一和第二电容器1003和1004形在半导体基底1020上的夹层薄膜1019内。半导体基底1020和夹层薄膜1019是与那些在上面“背景技术”一节中描述的是相同的。第一电容器1003和第二电容器1004由通常是铝的金属丝制品组成。第一电容器1003包括在Z轴方向上(即，该垂直方向)以在其中间的一预定间隔，基本上处于彼此平行的上电极1015和下电极1016。上电极1015和下电极1016形成在离开该垂直平面B-B’在X轴的负方向的一个预定距离的位置上。第二电容器1014包括上电极1017和下电极1018，它们相对于该垂直平面B-B’，分别具有对上电极1015和下电极1016的结构基本上是对称的结构。
屏蔽板1022是由诸如铝的导电材料组成的象板一样的部件，该板具有相对于沿水平方向的垂直平面B-B’的对称形状。屏蔽板1022被插入在半导体基底1020和两个下电极1016和1018之间。屏蔽板1022具有这样的形状，使得当把下电极1016和1018从上面垂直地投影到屏蔽板1022上时，被投影的下电极1016和1018看上去象是与屏蔽板1022部分地重叠。在本实施例中，把屏蔽板1022做成这样的形状，使得被投影的下电极1016和1018在屏蔽板1022的外形之外延伸。在下文，把各下电极1016和1018的与屏蔽板1022重叠的被投影象的一部分称之为“重叠区Ao”，而把其余的称之为“非重叠区An”。
图2是示出示于图1中微分电容器1的等价电路示意图。图2用虚线示出取自沿垂直平面A-A’的微分电容器1的横截面。在图2中，第一电容器1003和第二电容器1004各有预定的电容Cd。当把同相信号和反相信号分别供给到第一电容器1003和第二电容器1004时，或反之亦然，在屏蔽板1022和下电极1016与1018之间分别产生寄生电容Cpa1和Cpa2。而且，在屏蔽板1022和半导体基底1020之间产生寄生电容Cpc和寄生电阻Rpc。此外，在下电极1016和半导体基底1020之间产生寄生电容Cpb1和寄生电阻Rpb1。再进一步，在下电极1018和半导体基底1020之间产生寄生电容Cpb2和寄生电阻Rpb2。
在常规微分电容器中，缺少非重叠区An(见图19A和19B，还有图20)，所以在下电极1016和屏蔽板1021之间发生的寄生电容Cpa1一般将与下电极1016的具体面积和在下电极1016和屏蔽板1021之间的距离有关。这对常规下电极1018来说了是对的。
另一方面，与根据本发明的微分电容器1相适应(见图1A和1B，还有图2)，与下电极1016有连系的寄生电容一般是根据重叠区Ao的面积So，在重叠区Ao和屏蔽板1022之间的距离Do，非重叠区An的面积Sn，以及在非重叠区An和半导体基底1020之间的距离Dn。这对微分电容器1的下电极1018来说也是对的。
假设常规下电极1016(见图19B)的面积等于根据本发明下电极1016(见图1B)的面积，但由于距离Dn实际上要比距离Do大，所以在本发明微分电容器1的下电极1016的单位面积上发生的寄生电容比常规下电极1016发生的寄生电容小。这对微分电容器1的下电极1018来说也是对的。
为了要降低下电极1016单位面积的寄生电容，可减小重叠区Ao的面积。但是，减小重叠区Ao会导致寄生电容Cpb1大于寄生电容Cpa1，所以第一电容器1003的品质因数由于寄生电阻Rpb1的影响而被极大的变坏。换句话说，在下电极1016单位面积的寄生电容和寄生电阻Rpb1之间存在有协调的关系。要是真把对寄生电阻Rpb1的影响如此敏感的微分电容器1应用到差动振荡电路7(见图17)，那末整个电路的品质因数将会变坏。
图3是示出应用本发明微分电容器1的差动振荡电路7的一部分结构的示意图，这部分包括第一和第二电容器1003和1004以及第一和第二可变电容器1005和1006。假设第一电容器1003具有在前面提到的电容Cd，而第一可变电容器1005具有的电容为Cs。图3除了示出第一可变电容器1005的寄生电容阻Rs之外，还示出第一电容器1003的寄生电容Cpa1和Cpb1以及寄生电阻Rpb1。
在下文，参考图3，将从第一可变电容器1005电容变化率和示于图3的电路品质因数的观点来描述在上面提到的协调关系。在图3中，分别把同相信号和反相信号供给到第一电容器1003和第二电容器1004，或反之亦然。此外，差动振荡电路7对AC信号(由虚线指出)具有相对于虚假接地的对称性。由于第二可变电容器1006的电容变化率和品质因数类似于第一可变电容器1005的，所以省略对其描述。在图1和2中，虚假接地对应于与垂直平面B-B’相交的一部分屏蔽板1022。
在图3中在节点A和虚假接地之间的导纳Y由下面的方程式(1)表示：
Y = 1 R s - j 2 πfCs + 1 R pb 1 - j 2 πfCpb 1 + j 2 πfCpa - - - ( 1 ) ]]>
此处f是频率。
图4是示出指明1/Y电容变化，即第一可变电容器1005的电容变化率和第一可变电容器1005的品质因数的特性曲线图。在图4中，左面的纵轴表示品质因数；右面的纵轴表示电容变化率；而横轴则表示重叠率。如在本文所用，电容变化率是第一可变电容器1005的最大电容值被最小电容值除所得的值，所以是用倍数的单位来指示的重叠比被定义为So/S×100％，此处S是下电极1006的面积，而So则是重叠区Ao的面积。图4的特性曲线是在下面的条件下测量的：寄生电阻Rs为2Ω；寄生电阻Rpb1为150Ω；当重叠率为100％时，寄生电容Cpa1为0.8pF；以及当重叠率为0％时，寄生电容Cpb1为0.2pF。假设，根据器件的技术规格，第一可变电容器1005在从4pF到2pF的范围内变动。换句话说，第一可变电容器1005具有2[倍]的电容变化率。
如图4所示，当重叠率增加时，寄生电容Cpb1变得比寄生电容Cpa1愈来愈小，以使如图3所示的整个电路的品质因数被改善。结果是，寄生电阻Rpb1对第一可变电容器1005的影响被减少，从而可把如图3所示的整个电路品质因数的变坏减到最小。相反，当重叠率下降时，第一可变电容器1005的电容变化率变得较接近于“2”[倍]。因此，通过参考上面的两根特性曲线，在本实施例中，一个能把在品质因数和电容变化率这两者中的变坏减到最小的优化重叠率被选在70％左右。不过，重叠率可从其它的观点去选择，而不是象在本实施例那样，选择约70％的重叠率以把在品质因数和电容变化率这两者中的变坏减到最小。例如，为在对品质因数中变坏附加更多的重要性，可选择重叠率等于或大于约70％并小于100％，另一方面，为在对电容变化率中的变坏附加更多的重要性，可选择重叠率为大于0％并等于或小于约70％。
因此，根据本实施例的微分电容器1，提供了屏蔽板1022，且又选择了合适的重叠率。结果是，可以减少在微分电容器1中寄生电容和寄生电阻施加在差动振荡电路7上的影响。换句话说，可以防止在差动振荡电路上的在品质因数上的变坏。另外，可防止在可变电容器1005和1006的电容变化率的变坏。结果是，可防止差动振荡电路7的振荡频率范围变狭。
微分电容器1可包括如图5A和5B所示的屏蔽板1023，而不是屏蔽板1022。图5A是示出从上面垂直地观察时屏蔽板1023的示意图。图5B是示出取自图5A中的垂直平面A-A’处，从箭头C的方向观察时的屏蔽板1023的横截面示意图。
在图5A和5B中，由导电材料组成的屏蔽板1023是象板一样的部件，它相对于垂直平面B-B’有对称的形状，正如屏蔽板1022的情况。屏蔽板1022是插在半导体基底1020和两个下电极1016与1018之间。屏蔽板1023具有形成在其中的一个或多个细长裂口10231。较佳的是，把细长裂口10231(或几个裂缝口)形成基本上平行于x轴方向，并垂直于前面提到的虚假接地。而且，为防止在品质因数和电容变化率这两者上的变坏，较佳的是这样来形成细长裂口(或几个裂口)，使得上面限定的优化重叠率约为70％。在有多个细长裂口10231的场合下，要把这些细长裂口10231形成得，在沿x轴的方向上，彼此平行地延伸。
虽然可形成这些细长裂口10231，以使在y轴的方向上平行，但是在这种场合下，来自微分电容1的任何泄漏组分(Leak componeut)要到达虚假接地处，得化上一个长的时间，且基本上以螺旋的方式经过屏蔽板1023而传播的。结果是，在屏蔽板1023中发生了感应组分，从而使屏蔽效果变坏。
微分电容器1可包括如图6A和6B所示的屏蔽板1024，而不是屏蔽板1022。图6A示出在从上面垂直地观察时的屏蔽板1024的示意图。图6B是示出取自图6A中垂直平面A-A’处，在箭头C的方向观察时屏蔽板1024横截面的示意图。
在图6A和6B中，较佳的是，屏蔽板1024是一相对于垂直平面B-B’对称的象板状的导电材料中，正如屏蔽板1022的情况。屏蔽板1024具有基本上是矩形的形状，两侧边的长度各为Lx，平行于x轴的方向延伸。
多个贯穿小孔10241以上面规定的优化重叠率等于约70％的方式形成在屏蔽板1024中，以便防止在品质因数和电容变化率上的变坏。为了清晰起见，在图6A和6B中只有贯穿小孔中的一个小孔被标志为“10241”。较佳的是，贯穿小孔10241被配置得基本上平行于x轴方向和y轴方向这两者。在这种场合下，就有奇数的贯穿小孔线列被配置得平行于y轴方向(在下文称之为“列”)(在图6A和6B中示出这种列为9列)。任意两个沿着x轴方向毗邻的贯穿小孔10241被放在离它们各自中心的一个距离Δ处。
同相信号和反相信号也从微分电容器1泄漏到屏蔽板1024。这样一种泄漏组分的波长与同相和反相信号的频率有关，所以是已知的。假设这泄漏组分的波长为λ，从平行于y轴的屏蔽板1024的各两侧边延伸到虚假接地(垂直平面B-B’)的距离近规定应为 n . λ / 2 + λ 4 . ]]>就是说，Lx＝λ(n+1/2)，此处n指的是列数(n是等于或大于零的整数)。
如图7所示，具有波长为λ的驻波将在屏蔽板1024上传播。这种驻波具有把中心定在虚假接地周围的每隔λ/2的节点。由于驻波在各节点的振幅是小的，所以较佳的是把贯穿小孔10241形成在对应于节点的位置上，即Δ＝λ/2。因此能防止这驻波从各贯穿孔10241到半导体基底1020的泄漏。结果是，可防止在微分电容器1品质因数上的变坏。
虽然在图6A和6B中示出的贯穿小孔10241象格子样的阵列，但是其它的配置也是可能的。例如，可把贯通小孔10241配置在虚假接地上一点周围定圆心的同轴圆，在每两个毗邻的同轴圆之间的距离为Δ。
在微分电容器1中，可把屏蔽板1022，1023或1024通过电感器或电阻器接地(未示出)，以防止电荷积累。或者可把在屏蔽板1022，1023或1024中的虚假接地直接电接地(未示出)以防止在屏蔽板1022，1023或1024中的电荷积累。
(第二实施例)
图8A是示出根据本发明第二实施例，从上面垂直地观察时的微分电容器2的示意图。图8B是示出取自图8A中垂直平面A-A’处，从箭头C的方向观察时的微分电容器2的横截面示意图。为了便于解释，图8A和8B还示出具有三根X，Y和Z的垂直轴的三维坐标系，其中Z轴对应于垂直向上方向，而X和Y轴则分别对应于水平平面上的垂直方向。注意Y轴是在与箭头C的相同方向上，且平行于稍后描述的垂直平面B-B’。
在图8A和8B中，微分电容器2包括第一到第四电容器2001到2004以及屏蔽板2005。第一到第四电容器2001到2004形成在半导体基底1020上的夹层薄膜1019中。半导体基底1020和夹层薄膜1019是与那些在上面“背景技术”一节中所描述的是相同的。第一到第四电容器2001到2004通常是由铝的金属丝制品组成的。第一电容器2001包括上电极2006和下电极2007，它们是沿着Z轴方向(沿垂直方向)，以一预定的间隔彼此基本平行地配置的。上电极2006和下电极2007形成在朝Y轴的正方向，离开垂直平面A-A’(它平行于X轴方向延伸)一个预定的距离，且在朝X轴的复方向，离开垂直平面B-B’(它平行于Y轴方向延伸)一个预定距离的位置上。
第二电容器2002包括上电极2008和下电极2009，它们具有相对于垂直平面B-B’，分别对上电极2006和下电极2007结构的基本对称的结构。第三电容器2003包括上电极2010和下电极201(未明确地示出)，它们具有相对于垂直平面A-A’，发别对上电极2006和下电极2007结构的基本上对称的结构。第四电容器2004包括上电极2012和下电极2013(未明确地示出)，它们具有相对于垂直平面A-A’，分别对上电极2008和下电极2009结构的基本上对称的结构。
屏蔽板较佳的是导电材料的象板一样的片，它相对于垂直平面A-A’和相对于垂直平面B-B’是对称的。更准确地说，屏蔽板2005具有每边边长为L的基本上正方形的形状。把屏蔽板2005配置在位于半导体基底1020和所有的下电极2007，2009，2011和2013之间。
多个贯穿小孔20051形成于屏蔽板2005中。为了清晰起见，在图8A和8B中只标了贯穿小孔中的一个小孔为“20051”，贯穿小孔2005配置在X轴方向和Y轴方向。有奇数条线列的贯穿小孔20051平行于Y轴延伸，并有奇数条线列的贯穿小孔20051平行于X轴延伸(在图8A和8B中这样的阵列有9条)。在下文，平行于Y轴延伸的贯穿小孔线列称之为“列”，而平行于X轴延伸的贯穿小孔线列则称之为“行”。贯穿小孔2005是以这样一种方式配置的，即组成中间列的各贯穿小孔20051的中心在是屏蔽板2005与垂直平面B-B’相交的一根线上，而组成中间行的各贯穿小孔20051的中心是在屏蔽板2005与垂直平面B-B’相交的一根线上，而组成中间行的各贯穿小孔20051的中心则是在屏蔽板2005与垂直平面A-A’相交的一根线上。沿X轴方向或Y轴方向任何两个毗邻的贯穿小孔20051配置在离它们各自的中心之间的距离为Δ的地方。
在具有上述结构的微分电容器2中，组成信号差动对的同轴信号供给到第一电容器2001和第四电容器2004，它们形成在相对于在垂直平面A-A’，垂直平面B-B’，和屏蔽板2005之间的一交点彼此点对称的位置上。组成信号差动对的反相信号供给到第二电容器2002和第三电容器2003，它们形成在相对于上面提到的交点彼此点对称的位置上。通过用这种方法提供同相信号和反相信号，成为有可能减少在微分电容器2中的寄生电容和寄生电阻施加到差动振荡电路7上的影响象在第一实施例中一样。
与在第一实施例中所描述的同样理由，从平行于Y轴延伸的屏蔽板2005的各两个侧边到虚假接地(垂直平面B-B’)的距离和从下行于X轴延伸的屏蔽板2005的各两个侧边到虚假接地(垂直平面A-A’)的距离是各规定为n·λ/2+λ/4，此处n指的是行和列的数目(n是等于或大于零的整数)。与在第一实施例描述的同样理由，它较佳的是 Δ = Δ 2 . ]]>
虽然上面的描述说明了微分电容器包括两个电容器(沿X轴方向)乘两个电容器(沿Y轴方向)，但本发明并不限于此。换句话说，如图9所示(此处电容器由向右下降的阴影线所表示)根据上述的原理，微分电容器2可包括三个或更多的电容器(沿X轴方向)乘三个或更多的电容器(沿Y轴方向)。在这种场合下，较佳的是，在沿X轴或Y轴任何两个毗邻的虚假接地之间的距离等于n·λ。
(第三实施例)
图10A是根据本发明第三实施例，从上面垂直地观察时的微分电容器3的示意图。图10B是示出取自图10A中垂直平面A-A’，从箭头C的方向观察时的微分电容器3的横截面图，为了例于解释，图10A和10B还示出具有X，Y和Z的三根垂直轴的三维坐标系，其中Z轴对应于垂直向上方向，而X和Y则对应在水平平面上两个分别垂直的方向。注意Y轴是与箭头C的方向相同的，且在平行于稍后描述的垂直平面B-B’延伸。
在图10A和10B中，微分电容器3包括第一到第四电容器3001到304和屏蔽板3005。第一到第四电容器3001到3004形成在产导体基底1020上夹层薄膜1019中。半导体基底1020和夹层薄膜1019与那些在上面“背景技术”一节中所描述的是相同的。
第一到第四电容器3001到3004通常是由铝金属丝制品组成的。
第一电容器3001包括第一电极3015和第二电极3016。第一电极3015是具有预定宽度为W，包括以间距离为δ配置的梳齿部分的梳形电极。第一电极3015形成在朝X轴的负方向，离垂直平面B-B’(平行于YZ平面)一预定距离的位置上。由于解释的理由，方便地假设第一电容器3015的梳齿部分定位于使其与垂直平面A-A’相交。虽然第二电极3016形成在与第一电极3015不同的位置上，但是第二电机及3016具有与第一电极3015基本上相同的形状。准确地说，第二电极3016形成在朝X轴的正方向或负方向，离相对于垂直平面A-A’的第一电极3015是对称的位置上平移距离为d(此处d＝(δ-w)/2)的位置上。结果是，第一电机及3015和第二电极3016当从上面垂直地观察时，看上去象是“彼此嵌入”一样。因此，在第一电极3015和第二电极3016的毗邻梳齿部分之间可产生边缘电容(fring capacitance)。
相似地，第二电容3002包括第一电机及3015和第二电极3016。第二电容3002形成在朝X轴的负方向，从离相对于垂直平面A-A’的第一电极3015是基本上对称的位置上下平移一预定距离的位置上。结果是，与第一电容器3001一样，在沿X轴方向的毗邻梳齿之间产生边缘电容。另外，在第一电容器3001和第二电容器3002沿Z轴方向的毗邻梳齿部分之间也能产生边缘电容。
第三电容器3003形成在离相对于垂直平面B-B’的第一电容器3001是基本上对称的位置上。第四电容器3004形成在离相对于垂直平面B-B’的第二电容器3002是基本上对称的位置上。因此，如上所述，在第三和第四电容器3003和3004中也可产生边缘电容。
图11是示出示于图10A和10B微分电容器3的等价电路示意图。在图11中，作为一个实例，假设梳齿部分A1是第一电容器3001的第二电极3016的最左面的梳齿部分。在这假设下，梳齿部分A2是位于邻接梳齿部分A1的第一电容器3001的第二电极3016的梳齿部分，梳齿部分B1是第一电容器3001的第一电极3015的最左面的梳齿部分，梳齿部分B2是位于邻接梳齿部分B1的第一电容器3001的第一电极3015的梳齿部分。
梳齿部分B3是在沿z轴方向，在梳齿部分A1对面的第二电容器3002的梳齿部分。梳齿部分B4的沿z轴方向，在梳齿部分A2对面的第二电容器3002的梳齿部分。
梳齿部分A3是沿z轴方向，在梳齿部分B1对面的第二电容器3002的梳齿部分。梳齿部分A4是沿z轴方向，在梳齿部分B2对面的第二电容器3002的梳齿部分。
当信号差动对的同相信号和反相信号供给列具有上述结构的第一和第二电容器3001和3002时，梳齿部分A1在它本身和梳齿部分B1的侧面之间将有边缘电容C11。梳齿部分A1和B3在梳齿部分A1的下面的面和梳齿部分B3的上面的面之间将有电容C13。同样，相对于其它梳齿部分，边缘电容C21，C22，C33，C34和C44也将产生，如图11所示，还有电容C31，C14和C42将产生。所以，在梳齿部分A1到A4和B1到B4之间发生的总电容C_总可由下面的方程(2)来表达：
C_总＝C11+C13+C33+C31+C22+C21+C24+C34+C22+C42+C44        (2)
屏蔽板3005是由诸如铝的导电材料组成的象板一样的部件，它沿水平方向相对于垂直平面B-B’具有对称的形状。屏蔽板3005插入在半导体基底1020和第二电容器3002与第四电容器2004这两者之间，屏蔽板3005具有这样的形状，使得当把第二电容器3002和第四电容器3004从上面垂直地投影到屏蔽板3005时，被投衬的第二电容器3002和第四电容器3004看上去象是与屏蔽板3005部分地重叠。与前面的实施例一样，其投影的图象与屏蔽板3005重叠的各和第二电容器3002和第四电容器3004的一部分将称之为“重叠区A0”。
具有上面结构的微分电容器3，通过在第二和第四电容器3002和3004下面提供的屏蔽板3005，在屏蔽板3005的上面的面和梳齿部分A3、A4、B3和B4的下面的面之间产生了如图12所示的寄生电容Cpa和Cpd(用虚线图形示出)。当把微分电容器3结合进差动，振荡电路7时，例如，这些寄生电容Cpa和Cpd将影响其振荡频率的范围。另一方面，要是省略屏蔽层3005，由于象在第一实施例中所描述的同样理由，微分电容器3如半导体基底1020通过在微分电容器3的两个侧边产生的大寄生电容被耦合起来，使得在半导体基底1020中产生的寄生电阻影响变得显著。结果是，微分电容器3的品质因数会变坏，从而影响差动振荡电路的C/N(载流子对噪声之比)。不过，在本实施例中的重叠率也会象在前面实施例中所描述的那样被优化，从而把在差动振荡电路7的振荡频率范围中的变坏减到最小，也把在差动振荡电路7中C/N变坏减到最小。在本实施例中，重叠率被定义为(SO/S)×100[％]，此处S是第二电容器3002和第四电容器304在下面的面和总面积，而So则是在第二电容器3002和第四电容器3004中重叠区A0的总面积。
图13是示出根据本发明第四实施例差动开关电路4的结构示意图。在图13中，差动开关电路4包括：差动输入端4001，一用于接收控制信号的输入端4002；P沟MOSFET(金属→氧化物→半导体场效应晶体管)4003，两n沟MOSFET4004和4005，在前面实施例中所描述的微分电容器1到3中的任一种；以及差动输出端4006。
差动输入端4001包括分别接收组成信号差动对的同相信号和反相信号的终端IN⁺终端IN^-。
用于输换MOSFET4003到4005使其开通或关断的双信号(在下文，称之为“控制信号”)Vct1输入到输入端4002。
MOSFET4003连接到输入端4002，且当控制信号Vct1在高电平(Hi)时被开通。另一方面，当控制信号Vct1在低电平(L0)时，MOSFET4003被关断。
MOSFET4004和4005连接到输入端4002，且当控制信号Vct1是“Hi”时被关断。另一方面，当控制信号Vct1是“Lo”时，MOSFET4004和4005被开通。
差动输出端4006包括分别用于输出组成信号差动对的同相信号和反相信号的终端OUT⁺和终端OUT^-。
在具有上面结构的差动开关电路4中，同相信号和反相信号分别输入到终端IN⁺和IN^-。具有“Hi”或“L0”值的控制信号输入到输入端4002。
当控制信号Vct1是“Hi”时，n沟MOSFET4004和4005被开通而p沟MOSFET4003被关断，所以，同相信号和反相信号分别从终端OUT⁺和OUT^-输出。
另一方面，当控制信号Vct1是“L0”时，n沟MOSFET4004和4005被关断而p沟MOSFET4003被开通，所以终端OUT⁺和OUT^-基本上与差动开关电路4完全隔离。结果是，终端OUT⁺和OUT^-不输出同相信号和反相信号。
在微分电容器1、2或3中，在各被投影的下电极和各屏蔽板之间的重量叠面积应根据当MOSFET4003电路(起着开关的作用)是关断时的隔离和各电容的品质因数来限定。
当控制信号Vct₁是“Hi”时，偏压被加到MOSFET4003的漏和源上。不过，通过微分电容器1、2或3可切断n-沟道MOSFET4004和4005的DC分量。
为了阐明由本实施例提供的技术结果，将描述在常规微分电容顺而不是微分电容器1到3中任何一种被结合进开关电路中的情况下，可能引发的问题。如果缺少屏蔽板的微分电容器被结合进开关电路中，则在开关电路开通时，上于在半导体基底中发生的寄生电阻路的影响，所以由开关电路的插入而引起的插入损耗是增加的，因此，导致输出的信号差动对强芭的减小。在结合进其如上限定的重叠率为100％的微分是容的情况下，在各电容器和屏蔽板之间发生的寄生电容将使p沟MOSFET4003不致被完全关断，使得输入到差动输出端400/的信号差动对通过寄生电容泄漏。结果是，当M沟MOSFET4004和4005在开通时，开关电路将有增加的插入损耗，使得输出信号的差动对的强充变坏。相反，如果使用上面描述的微分电容器1到3中的任一种，寄生电容被减到最小，所以可实现具有小的插入损耗的开关电路4。
(第五实施例)
图14A示出根据本发明第五实施例，在从上面垂直地观察时的差动天线元件5的示意图。图14B是取自图14A中垂直平面A-A’处，从箭头C的方向观察时的微分电容器5的横截面示意图。为了方便解释，图14A和14示出具有X，Y和Z的三根垂直轴的三维生标系，其中Z轴对应于垂直向上方向，而X和Y轴则分别对应于在水平平面上的垂直方向。注意Y轴是在与箭头C的相同方向上，且平行于稍后描述的垂直平面B-B’延伸。
在图14A和14B中，差动天线元件5包括：第一平面天线元件5001，第二平面天线元件5002，和屏蔽板5003。
第一和第二平面天线元件5001和5003形成在半导体基底1020上的夹层薄膜1019中。半导体基底1020和夹层薄膜1019与那些在“背景技术”一节中的描述的是相同的。第一和第二平面天线元件通常由电介质材料的象板一样的片组成。
第一平面天线元件5001是在朝Z轴的正方向垂直地向上，离半导体基镀1020一预定的距离被配置的，且形成在朝X轴的负方向离垂直平面B-B’一预定距离的位置上。
第二平面天线元件5002具有与第一平面元件5001基本上相同的形状，且形成在相对于垂直平面B-B’离第一平面天线元件5001基本上对称的地方。
屏蔽板5003基本上与示于图6A和6B的屏蔽板1024相同。屏蔽板5003插入在半导底基底1020如第一与第二平面天线单无5001与5002这两乾之间。
在缺少屏板的差动天线元件中，差动天线元件的增益被与在半导体基底中发生的寄生电阻有连系的换耗降低。而且，在常规差动天线元件中，在各平面天线元件有能力传输/接收的频率带宽中，由于在屏蔽和平面天线元件之间发生的寄生电容被变狭。相反，通过使用本实施例屏蔽板5003，它的重叠率如在前面的实施例中所描述的那样被优化，就有可能把在第一和第二平面天线元件5001和5002有能力传输/接收的频率带宽中的变坏减到最小，而防止了在第一和第二平面天线元件5001和5002增益的降低。
虽然本实施例示出屏蔽板5003具有与示于图6A和6B中的相同结构，但本发明至不限于此。应理解到任一在前面实施例中所描述的屏蔽板，或其等价方案都可作为替代而被使用。
(第六实施例)
图15是示出根据本发明第六实施例滤波电路6的总电路结构示意图。在图15中，滤波电路6包括差动输入端601，两个半波长谐振器602a和602b，两电容器603a和603b，以及差动端604。
差动输入端601包括分别用于接收组成信号差动对的同相信号和反相信号的终端IN⁺和终端IN^-。
两个半波谐振器602a和602b都相对于终端IN⁺和终端IN^-并联连接。图16A示出从上面垂直地观察时的在图15中半波谐振器602a和602b的示意图。图16B是示出取自在图16A中垂直平面A-A’处的，从箭头C的方向观察时的半波长谐振器602a和602b的横截面示意图。为了方便解释，图16a和16b还示出具有X，Y，和Z三根垂直轴的三维坐标系，其中Z轴对应于垂直向上方向，而X和Y轴则分别对应于在水平平面上的垂直方向。注意Y轴是分箭头C在相同的方向上，而平行于稍后描述的垂直平面B-B’延伸。由于半波长谐振器602a和602b具有相同的结构，所以在下面仅描述半波谐振器602a。
在图16A和16B中，半波长谐振器602a包括象带一样的平面板6021和屏蔽板6022。平面板6021形成在半导体基底上的夹层薄膜1019中。半导体基底1020与夹层薄膜1019与那些在“背景技术”一节中所描述的是相同的。由具有电介质性质材料组成的平面板6021是形成在Z轴的正方向(沿垂直方向)离半导体基底1020的一预定距离的位置上，且具有相对于垂直平面B-B’对称的位置上。平面板6021具有第一终端6023和第二终端6024，它们形成于彼此离相对于垂直平面B-B’对称的位置上。平面板6021的第一终端6023和第二终端6024分别连接到终端IN⁺和终端IN^-。
电容器603a连接在节点N1和节点N2之间，其中节点N1是终端IN⁺连接到半波长谐振器602a的点，而节点N2则是终端OUT⁺连接到半波长谐振器602b的点。
电容器603b连接在节点N3和节点N4之间，其中节点N3是终端IN^-连接到半长谐振器602a的点，而节点N4则是终端OUT^-连接到半波长谐振器602b的点。
屏蔽板6022由诸如铝的导电材料组成的象板那样的部件，它具有沿水平方向相对于垂直平面B-B’对称的状态。屏蔽板6022插入在平面板6021和半导体基底1020之间。屏蔽板6022具有这样的形状。使得当把平面板6021垂直地从上面投影到屏蔽板6022上时，被投影的平面板6021看上去象是与屏蔽板6022部分地重叠。在本实施例中，屏蔽板6022具有类似于示于图6A和6B中贯穿小孔10241的贯穿小孔。
返回来参与图15，差动输出端604包括分别用于组成信号差动对的同相信号和反相信号的终端OUT⁺和终端OUT^-。
在具有上面结构的滤波电路6中，当把具有所需频率的信号对输入到差动输入端601时，半波长谐振器602a和602b的阻抗非常高，作为此事的结果是，信号对从差动输出端604输出。
在另一方面，如果把具有不同于所需频率的频率的信号对输入到差动输入端601，则半波长谐振器602a和602b的阻抗变得非常小，作为此事的结果，则是在差动输出端604处的输出被抑制。
如果把缺少屏蔽板的半波长谐振器应用到滤波电路，则由于与在半导体基底发生的寄生电阻有连系的损耗，而使滤波电路的插入损耗增加。在其如上面所限定的重叠率是100％的半波长谐振器被应用到滤波电路的场合下，在屏蔽板和平面板这间发生的寄生电容将降低滤波电路的传输频率。相反，通过使用根据本实施例的屏蔽板6022，它的重叠率象在前面实施例中所描述的那样被优化，就有可能把滤波电路6的插入损耗减到最小，而防止其传输频率带宽的变坏。
虽然本实施例示出了屏蔽板6022具有象在图6A和6B中所示的相同结构的示范性例子，但本发明并不限于此。将理解到在任一前面的实施例中所描述的屏蔽板，或其等价方案都可用来作为替代物而使用。
尽管本发明已作了详情的描述，但前面的描述在所有方面都是示范性的而不是限制性的。要知道在不背离本发明范围的情况下，可创造出无数个其它的修改与变化。