HYPERLABS 通过不断扩展110 GHz 产品线，将自己定位为超宽带器件市场的领导者。该产品线专注于宽带设备应用，具有高平坦度的损耗曲线和优秀的回波损耗，可用于各种尖端技术包括224 Gbps 串行器/解串器 (SerDes) 应用。

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2024年第一季度，HYPERLABS将发布业内带宽最宽的隔直器 HL8439，这是一款基于陶瓷的产品，带宽为16kHz至110GHz以上，额定电压为10V。

在系统开发中，选择正确的器件并权衡相关的具体性能至关重要。为了帮助在使用 HYPERLABS 的组件时做出最佳权衡，我们将在本应用说明中研究陶瓷电容器与硅基电容器的结构以及它们之间的差异

1.硅基电容器

近年来，硅基电容器的供应量不断增加。这些电容器采用半导体金属氧化物硅 (MOS) 工艺制造，并采用三维 (3D) 结构，从而在每个器件中增加单位面积的电容值。

图1：硅基电容器拓扑

图1显示了在半导体基板上实现的金属绝缘体金属 (MIM) 类型拓扑的图形图像。基板的电介质通常是二氧化硅或氮化硅材料。3D结构由嵌入硅基板的圆形口袋表示，但这些形状可以进行优化以增加表面积，从而增加单位面积的电容值。如果将3D形状压平，则会产生类似于极大单层电容器的结构。

与陶瓷电容器相比，硅基电容器具有一些显著的优势。首先，这些类型的电容器在温度和电压方面非常稳定。硅基电容器可以处理相当大的温度范围，并且电容值在此宽温度范围内也保持稳定。硅基电容器的电压稳定性导致电容值不会根据施加到部件的偏置电压而变化。就HYPERLABS的隔直器而言，这意味着低频截止频率保持恒定并且与施加的偏置电压无关。

硅基电容器的另一个特点是高可靠性、老化稳定性和超薄物理设计。这些超薄设计使 HYPERLABS 的工程团队能够开发出一种专有的传输线结构，该结构被封装到1.0毫米连接器组件中。 硅基电容器的一个显著缺点是，与陶瓷电容器相比，其电容值有限。电容值有限这个缺点的影响可以在HL9439低频截止频率规格上体现出来。低频截止频率分别为160kHz或280kHz，而陶瓷电容可以到十几kHz或者几十kHz，具体取决于其击穿电压为11V 还是30V。低频截止频率可以随着电容值的增加而扩展，这提醒了我们对陶瓷电容器的讨论和研究。

2.陶瓷电容器

陶瓷电容器自古以来就已存在。这些电容器采用多层技术，在极小的封装中实现了很大的电容值。多层陶瓷电容器 (MLCC) 可描述为堆叠在一起的单层电容器，如图2所示。当前MLCC电容器的占位面积小至 0.010” x 0.005”。

图2：MLCC拓扑

在过去的几十年里，人们一直致力于尝试从陶瓷电容器中获得最大的带宽，例如在封装内添加单层电容器和 MLCC 以扩展更高范围的带宽。过去实施的另一个想法是将 MLCC 并联在单层电容器的顶部，形成“背负式”拓扑。

在当今的产品中，陶瓷电容器的先进技术可以在极小的封装尺寸下提供创纪录的电容值。这些尖端电容器之一被用于制造新发布的HL8439隔直器中，其带宽从16kHz 开始，一直延伸到120GHz以上，拥有近7个十倍频程的带宽。这是撰写本文时市场上带宽最宽的产品。

根据上述描述，硅基电容器的不足之处是MLCC电容器的成功之处，但反之亦然。陶瓷基电容器在电容与电压和温度稳定性方面不具备与硅基电容器相同的理想特性。HL8439使用源自钛酸钡基的X6S陶瓷材料，该材料对温度和电压敏感。

总而言之，HYPERLABS为客户提供了市场上带宽最宽的陶瓷隔直器HL8349和电压/热稳定的硅基隔直器HL9349之间的选择。

表1列举了HYPERLABS产品的性能特点，以帮助我们的客户在使用HYPERLABS组件时做出最佳权衡。

1 – LFC > -3dB;  2 – HFC > -2dB typ.;  3 – 参考图 4;  4 – 参考图5

图 4 和图 5 显示了热和偏置电压依赖性的示例。根据工作温度和施加到 HL8439-100 的偏置电压，低频将相应调整。如果您对使用我们的110GHz 隔直器有任何疑问，请联系sales@sainty-tech.com（座机：025-52635773）。