DE10122007B4

DE10122007B4 - Akustisches Oberflächenfilter

Info

Publication number: DE10122007B4
Application number: DE10122007A
Authority: DE
Inventors: Jun Kawasaki Tsutsumi; Shogo Kawasaki Inoue; Takashi Kawasaki Matsuda; Osamu Kawasaki Ikata
Original assignee: Fujitsu Ltd; Fujitsu Media Devices Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2021-05-08
Also published as: KR100650533B1; DE10122007A1; JP2002152010A; KR20020038449A; JP3467472B2; US20020057142A1; US6597261B2

Abstract

Akustisches Oberflächenwellenfilter, das aus seriellen Armen und parallelen Armen besteht, die abzweigförmig auf einem piezoelektrischen Substrat verbunden sind,
bei dem jeder der seriellen Arme und parallelen Arme entweder aus einem akustischen Oberflächenwellenresonator gebildet ist, der einen Interdigitaltransducer (IDT) und Reflektoren umfaßt, die auf beiden Seiten des IDT angeordnet sind, oder nur aus einem Interdigitaltransducer, der in einer Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle keine Resonanz hervorruft,
die seriellen Arme und parallelen Arme wenigstens einen oder mehrere Arme enthalten, die nur den Interdigitaltransducer umfassen, der aus geteilten Elektroden gebildet ist und keine Resonanz hervorruft, und
bei dem der Abstand zwischen den Mitten von benachbarten Elektrodenfingern eine ungradzahliges Vielfaches von λ/4 beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein akustisches Oberflächenwellenfilter, im besonderen ein akustisches Oberflächenwellenfilter in Abzweigform, in dem eine Vielzahl von akustischen Oberflächenwellenresonatoren in seriellen Armen und parallelen Armen angeordnet sind.
Ein solches Filter ist aus der Druckschrift GB 2 338129 A bekannt. In diesem Filter wird eine akustische Oberflächenwelle des SH-Typs zwischen zwei gegenüberliegenden Rändern (2a, 2c) des Interdigitaltransducers (IDT) reflektiert. Die Elektrodenfinger des IDT sind generell aus einem geteilten Fingertyp gebildet, aber die äußersten Elektrodenfinger (3c, 4a), die jeweils an den zwei gegenüberliegenden Rändern (2b, 2c) des IDT angeordnet sind, sind nicht aus dem geteilten Fingertyp gebildet. Mit anderen Worten, jeder der äußersten Elektrodenfinger (3c, 4a) besteht aus einer Elektrode. Ferner ist ein SAW mit Kantenreflektion nach dieser Druckschrift so konstruiert, daß die akustische Oberflächenwelle, zwischen seinen gegenüberliegenden Kanten reflektiert wird. Bei diesem IDT wird die Resonanzcharakteristik verbessert.
Abzweigförmige akustische Oberflächenwellen-(surface acoustic wave; nachfolgend SAW genannt)-Filter werden im allgemeinen als SAW-Filter für tragbare Telefone verwendet. In dem abzweigförmigen SAW-Filter ist eine Vielzahl von SAW-Resonatoren, die jeweils aus einem Interdigitaltransducer (nachfolgend IDT genannt) und aus Reflektoren gebildet sind, die auf beiden Seiten des IDT angeordnet sind, in der Abzweigform auf einem piezoelektrischen Substrat verbunden.
18 zeigt die Konstruktion eines zur Zeit verwendeten abzweigförmigen SAW-Basisfilters. Dieses SAW-Filter ist so konstruiert, daß eine Vielzahl von SAW-Resonatoren seriell (S1, S2) und parallel (P1, P2) verbunden ist. 19 zeigt einen Graph der allgemeinen Frequenzcharakteristiken, die SAW-Filter haben müssen. In 19 stellen BW1 und BW2 Bandbreiten bei Abschwächungsbeträgen dar, die durch Spezifikationen definiert sind. Zum Beispiel stellt BW1 eine Bandbreite bei einem Abschwächungsbetrag von –3 dB dar, und BW2 stellt eine Bandbreite bei einem Abschwächungsbetrag von –20 dB dar.
Hierbei wird das Verhältnis von BW2 zu BW1, d. h., BW2/BW1, als Formfaktor bezeichnet und ist ein Kriterium, das die Leistung des Filters angibt. Ein kleinerer Formfaktor, das heißt, ein Formfaktor, der näher bei 1 liegt, ist besser. Einhergehend mit der jüngsten Entwicklung auf dem Gebiet von mobilen Kommunikationssystemen werden Filter mit einem besseren Formfaktor verlangt.
Der Formfaktor, der mit dem abzweigförmigen SAW-Basisfilter, das in 18 gezeigt ist, erhalten wird, wird jedoch im wesentlichen durch einen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten eines Materials bestimmt, das für ein Substrat verwendet wird. Deshalb ist es schwierig, den Formfaktor einfach durch serielles und paralleles Anordnen von SAW-Resonatoren zu verbessern, wie es in 18 gezeigt ist.
Demzufolge ist das Problem vorhanden, nun Filter mit solch einem ausgezeichneten Formfaktor, wie er jetzt verlangt wird, bezüglich abzweigförmiger SAW-Filter vorzusehen, bei denen SAW-Resonatoren verwendet werden, wie es in 18 gezeigt ist.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obenerwähnten Umstände gemacht worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Formfaktor von SAW-Filtern zu verbessern und SAW-Filter mit einem verbesserten Formfaktor vorzusehen.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Mit dieser Konstruktion kann der Formfaktor des SAW-Filters verbessert werden, und ferner kann das SAW-Filter in der Größe verkleinert werden.
Hierbei kann der IDT, der keine Resonanz hervorruft oder verwendet, aus geteilten Elektroden gebildet sein.
Ferner kann der IDT, der keine Resonanz herbeiführt, nur mit einem seriellen Arm einer abzweigförmigen Struktur oder nur mit einem parallelen Arm der abzweigförmigen Struktur verbunden sein. Weiterhin kann eine Vielzahl von IDTs, die keine Resonanz herbeiführen, in einem oder in mehreren der seriellen Arme und in einem oder in mehreren der parallelen Arme angeordnet sein.
Ein SAW-Filter eines Vergleichsbeispiels sieht vor, ein piezoelektrisches Substrat zu umfassen; und eine Vielzahl von SAW-Resonatoren und wenigstens einen IDT, der keine Resonanz hervorruft, wobei die SAW-Resonatoren und der IDT auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet sind und abzweigförmig verbunden sind, bei dem die SAW-Resonatoren jeweils aus einem IDT und aus Reflektoren gebildet sind, die auf beiden Seiten des IDT in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle parallel ist, und der IDT, der keine Resonanz hervorruft, aus geteilten Elektroden gebildet ist.
Unter dem Gesichtspunkt der Größenreduzierung kann die geteilte Elektrode in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus kammförmigen Elektroden gebildet sein, die Paare von zwei benachbarten Elektrodenfingern enthalten, die in einer Richtung, die zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle parallel ist, alternierend angeordnet sind.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Anmeldung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung deutlicher hervor. Es versteht sich jedoch, daß die eingehende Beschreibung und spezifische Beispiele, obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angedeutet werden, nur als Beispiel dienen, da sich für die Fachwelt aus dieser detaillierten Beschreibung verschiedene Veränderungen und Abwandlungen innerhalb des Grundgedankens und Schutzumfangs der Erfindung ergeben werden.
1 ist ein Diagramm, das eine Grundkonstruktion eines Beispiels für ein abzweigförmiges SAW-Filter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 zeigt die Konstruktion eines Beispiels für ein abzweigförmiges SAW-Filter gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem IDTs verwendet werden, die aus geteilten Elektroden gebildet sind;
3 zeigt die Konstruktion eines Beispiels für ein abzweigförmiges SAW-Filter gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem die geteilten Elektroden nur mit einem seriellen Arm verbunden sind;
4 zeigt die Konstruktion eines Beispiels für geteilte Elektroden, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
5 zeigt die Konstruktion von geteilten Elektroden, die bei der vorliegenden Erfindung seriell verbunden sind;
6 ist eine graphische Darstellung von Frequenzcharakteristiken von geteilten Elektroden, die seriell verbunden sind;
7 zeigt die Konstruktion von geteilten Elektroden, die bei der vorliegenden Erfindung parallel verbunden sind;
8 ist eine graphische Darstellung der Frequenzcharakteristiken von geteilten Elektroden, die parallel verbunden sind;
9 zeigt die Konstruktion eines abzweigförmigen SAW-Filters gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
10 ist eine vergleichende graphische Darstellung der Frequenzcharakteristiken des abzweigförmigen SAW-Filters gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine Tabelle von Konstruktionsparametern eines Beispiels für einen IDT, der aus geteilten Elektroden gebildet ist, gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine Tabelle, die Parameter eines herkömmlichen SAW-Resonators erläutert;
13 zeigt die Konstruktion eines abzweigförmigen SAW-Filters gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
14 ist eine vergleichende graphische Darstellung der Frequenzcharakteristiken des abzweigförmigen SAW-Filters gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine Tabelle von Konstruktionsparametern eines Beispiels für einen IDT, der aus geteilten Elektroden gebildet ist, gemäß Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
16 ist eine Tabelle von Konstruktionsparametern eines herkömmlichen SAW-Resonators;
17 zeigt die Konstruktion eines Beispiels für geteilte Elektroden, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
18 zeigt die Konstruktion eines herkömmlichen abzweigförmigen SAW-Filters;
19 ist eine graphische Darstellung von allgemeinen Frequenzcharakteristiken, die SAW-Filter bislang haben mußten;
20 ist eine graphische Darstellung der Frequenzcharakteristiken von herkömmlichen SAW-Resonatoren, die seriell und parallel verbunden sind, und eines abzweigförmigen SAW-Filters;
21 ist eine graphische Darstellung der Frequenzcharakteristiken eines herkömmlichen abzweigförmigen SAW-Filters.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Beispiele, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, eingehend beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das eine Grundkonstruktion eines Beispiels für ein abzweigförmiges SAW-Filter gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses abzweigförmige SAW-Filter ist dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Vielzahl von SAW-Resonatoren und wenigstens einem IDT konstruiert ist, der keine Resonanz hervorruft. Mit anderen Worten, wenigstens einer der SAW-Resonatoren S1, S2, S3, P1 und P2' eines herkömmlichen abzweigförmigen SAW-Filters ist durch den IDT ersetzt, der keine Resonanz hervorruft.
Typischerweise ist der SAW-Resonator aus einem IDT in der Mitte und aus Reflektoren gebildet, die auf beiden Seiten des IDT in einer Richtung angeordnet sind, die zu der Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle parallel ist, die durch den IDT angeregt wird. Das heißt, der SAW-Resonator hat die Konstruktion "Reflektor – IDT – Reflektor". Diese Struktur kann hergestellt werden, indem ein dünner Film aus einem Metall wie etwa Al, Cu oder dergleichen auf einem piezoelektrischen Substrat aus LiTaO₃, Quarz oder dergleichen in einer gewünschten Form gebildet wird.
Der IDT, der keine Resonanz hervorruft, kann zum Beispiel aus sogenannten geteilten Elektroden gebildet sein, und sein detaillierter Aufbau wird später beschrieben.
In dem herkömmlichen abzweigförmigen SAW-Filter werden SAW-Resonatoren auch an den Positionen P2' und S3 in 1 verwendet, während in dem abzweigförmigen SAW-Filter der vorliegenden Erfindung, das in 1 gezeigt ist, an den Positionen P2' und S3 IDTs verwendet werden, die keine Resonanz hervorrufen. Die Positionen der IDTs, die keine Resonanz hervorrufen, sind jedoch nicht besonders auf die Positionen P2' und S3 in 1 begrenzt, sondern sie können optional sein.
Zusätzlich ist die Anzahl der IDTs, die keine Resonanz hervorrufen, nicht auf zwei begrenzt, wie in 1 gezeigt, sondern sie kann wenigstens eins betragen. Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung des Formfaktors können zum Beispiel alle SAW-Resonatoren, die in dem herkömmlichen Filter verwendet werden, durch IDTs ersetzt werden, die keine Resonanz hervorrufen. Mit dieser Konstruktion kann der Formfaktor des SAW-Filters verbessert werden. Da übrigens der IDT, der keine Resonanz hervorruft, keine Reflektoren hat, kann die Größe des SAW-Filters im Vergleich zu dem herkömmlichen SAW-Filter verkleinert werden.
2 zeigt die Konstruktion eines Beispiels für ein SAW-Filter gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem IDTs, die aus geteilten Elektroden gebildet sind, als IDTs angeordnet sind (S3 und P2'), die keine Resonanz hervorrufen.
3 zeigt die Konstruktion eines Beispiels eines abzweigförmigen SAW-Filters gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem ein IDT (S3), der aus einer geteilten Elektrode gebildet ist und keine Resonanz hervorruft, nur mit einem seriellen Arm des abzweigförmigen SAW-Filters verbunden ist.
Die IDTs, die aus geteilten Elektroden gebildet sind, können in allen seriellen Armen des abzweigförmigen SAW-Filters angeordnet sein. Sie können auch nur in einem Teil der parallelen Arme des SAW-Filters oder in allen parallelen Armen angeordnet sein.
Als nächstes folgt eine Erläuterung von allgemeinen Frequenzcharakteristiken des abzweigförmigen SAW-Filters. Das abzweigförmige SAW-Filter hat, wie in 18 gezeigt, im allgemeinen eine Konstruktion, bei der eine Vielzahl von SAW-Resonatoren seriell und parallel verbunden ist. Daher sind seine Frequenzcharakteristiken eine Kombination aus den Frequenzcharakteristiken der SAW-Resonatoren S1 und S2, die seriell verbunden sind, und aus jenen der SAW-Resonatoren P1 und P2, die parallel verbunden sind. 20 zeigt die Frequenzcharakteristiken der herkömmlichen SAW-Resonatoren, die seriell und parallel verbunden sind.
In 20 kennzeichnet eine gepunktete Linie eine Frequenzcharakteristikkurve des abzweigförmigen SAW-Filters.
Eine gestrichelte Linie in 20 kennzeichnet eine Frequenzcharakteristikkurve von SAW-Resonatoren, die paral lel verbunden sind. Bei einer relativ niedrigen Frequenz steigt ein Abschwächungsbetrag einmal an, wobei es in der Kurve zu einem Abfall kommt. Dann wird der Abschwächungsbetrag verringert, woraus ein steiler Anstieg der Kurve resultiert.
Eine durchgehende Linie in 20 kennzeichnet eine Frequenzcharakteristikkurve von SAW-Resonatoren, die seriell verbunden sind. Die Kurve ist bei relativ niedrigen Frequenzen flach, aber der Abschwächungsbetrag nimmt bei einer relativ hohen Frequenz zu, woraus ein steiler Abfall in der Kurve resultiert.
Hier wird ein Durchlaßband zwischen dem Abfall in der Frequenzcharakteristikkurve der SAW-Resonatoren (P1, P2), die parallel verbunden sind, und dem Abfall in der Frequenzcharakteristikkurve der SAW-Resonatoren (S1, S2), die seriell verbunden sind, gebildet. Gemäß diesem Prinzip versteht sich, daß der Formfaktor der Frequenzcharakteristiken des abzweigförmigen SAW-Filters verbessert werden kann, wenn Neigungen bei den Abfällen hinsichtlich der seriell und parallel verbundenen SAW-Resonatoren steiler werden.
Als nächstes folgt eine Erläuterung eines IDT, der aus geteilten Elektroden gebildet ist.
4 zeigt die Konstruktion eines Beispiels für geteilte Elektroden, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Hierbei bilden zwei benachbarte Elektrodenfinger ein Paar von Elektrodenfingern (z. B. A1 und A2, A3 und A4 in 4), und Paare von Elektrodenfingern sind von oben und von unten in der Figur alternierend angeordnet. Das heißt, es ist ein Fall von kammförmigen Elektroden gezeigt, wobei zwei Elektrodenfinger ein Paar von Elektrodenfingern bilden.
Die Breite von jedem Elektrodenfinger (A1 bis A6) und die Abstände der Elektrodenfinger sind beide auf λ/8 festgelegt (λ: Periode des IDT). Hier unterscheiden sich akustische Oberflächenwellen W1 und W2, die durch Elektrodenfinger A1 und A2 reflektiert werden, um λ/2 in der Ausbreitungsdistanz und unterdrücken sich gegenseitig. Als Resultat ist in dem IDT, der aus den geteilten Elektroden gebildet ist, keine Reflexion von akustischen Oberflächenwellen vorhanden. Wenn keine Reflektoren auf beiden Seiten des IDT angeordnet sind, wird deshalb die Resonanz in der SAW-Ausbreitungsrichtung nicht erzeugt.
6 zeigt Resultate der Berechnung von Frequenzcharakteristiken dieses IDT (S0), der aus den geteilten Elektroden gebildet ist und seriell verbunden ist, wie in 5 gezeigt. Das Substrat des IDT ist aus 42°-Y-X:LiTaO₃, die Elektroden sind aus Aluminium mit einer Dicke von 0,34 μm gebildet, die Periode des IDT beträgt 4,88 μm, eine Aperturlänge beträgt 50 μm, und die Anzahl von Elektrodenfingerpaaren beläuft sich auf 169.
Zum Vergleich sind auch die Frequenzcharakteristiken eines gewöhnlichen SAW-Resonators S1 gezeigt, der Reflektoren hat, wie es in 18 dargestellt ist, und seriell verbunden ist, wie in 5 gezeigt. In 6 ist jedoch die Frequenzcharakteristikkurve des gewöhnlichen SAW-Resonators zwecks eines leichten Vergleiches um 20 MHz hin zu einer Hochfrequenzseite verschoben.
Es versteht sich, daß der IDT (S0), der aus den geteilten Elektroden gebildet ist und keine Resonanz hervorruft, wie in 5 gezeigt, eine steilere Neigung bei dem Abfall aufweist, das heißt, einen steilen Anstieg des Abschwächungsbetrages. Daher ist klar, daß der Formfaktor des abzweigförmigen SAW-Filters verbessert werden kann, indem SAW-Resonatoren von ihm durch IDTs ersetzt werden, die in der SAW-Ausbreitungsrichtung keine Resonanz hervorrufen.
Als spezifisches Beispiel für den IDT kann der IDT ver wendet werden, der aus den geteilten Elektroden gebildet ist, die in 4 gezeigt sind, so daß der Formfaktor des abzweigförmigen Filters verbessert wird.
Als nächstes zeigt 8 die Frequenzcharakteristiken eines IDT (P0), der aus geteilten Elektroden gebildet ist und parallel verbunden ist, wie in 7 gezeigt. Konstruktionsbedingungen der geteilten Elektroden sind dieselben wie jene von 5. Ferner ist klar, daß der IDT (P0), der aus den geteilten Elektroden gebildet ist, eine steilere Neigung bei dem Abfall aufweist. Als Resultat versteht sich, daß durch die Verwendung von IDTs, die keine Resonanz hervorrufen, in parallelen Armen die Neigung bei dem Abfall steiler wird und die Konstruktion von Filtern mit gutem Formfaktor ermöglicht wird.
Im allgemeinen tendiert in dem abzweigförmigen SAW-Filter die Neigung bei dem Abfall auf der Hochfrequenzseite dazu, sanfter als berechnet zu sein. 21 zeigt die Frequenzcharakteristiken des herkömmlichen abzweigförmigen SAW-Filters.
Die Neigung ist auf der Hochfrequenzseite sanft, wie es in einer Zone B von 21 beobachtet wird. Dies bedeutet, daß von den SAW-Resonatoren des abzweigförmigen SAW-Filters jene, die seriell verbunden sind, bei dem Abfall eine schlechte Steilheit aufweisen. Daher kann der Formfaktor des Filters effektiver verbessert werden, indem SAW-Resonatoren (S1, S2, etc.), die seriell verbunden sind, durch IDTs ersetzt werden, die aus geteilten Elektroden gebildet sind.
17 zeigt die Konstruktion eines anderen Beispiels für geteilte Elektroden, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Hier sind Elektrodenfinger alternierend immer zu dritt in aufwärtigen und abwärtigen Richtungen angeordnet. Das heißt, es ist ein IDT gezeigt, bei dem drei Elektrodenfinger eine Gruppe von Elektrodenfingern bilden. In diesem Fall können sowohl die Breite von jedem Elektrodenfinger als auch die Intervalle zwischen den Elektrodenfingern zum Herstellen eines IDT, der keine Resonanz hervorruft, beide auf λ/12 festgelegt sein. Beispiele sind gezeigt worden, bei denen zwei oder drei Elektrodenfinger eine Gruppe bei einer alternierenden Anordnung der geteilten Elektroden bilden. Die Anzahl von Elektrodenfingern in einer Gruppe ist jedoch nicht darauf begrenzt, sondern sie kann vier oder mehr betragen.
Da bei der vorliegenden Erfindung nur IDTs anstelle von SAW-Resonatoren verwendet werden, wird ferner ein Raum, der durch Reflektoren belegt wird, unnötig, und demzufolge kann die Größe einer SAW-Filtervorrichtung reduziert werden.
Die Abfälle in der Frequenzcharakteristikkurve des IDT, der aus den geteilten Elektroden gebildet ist, liegen bei höheren Frequenzen als jene des herkömmlichen SAW-Resonators. Deshalb kann die Periode des IDT, d. h., die Breite und die Intervalle der Elektrodenfinger, vergrößert werden, und als Resultat steigt die Produktivität.
Beispiel 1
Ein abzweigförmiges Filter mit IDTs, die aus geteilten Elektroden in seriellen Armen gebildet waren, wurde auf einem 42°-Y-X:LiTaO₃-Substrat hergestellt. Seine Konstruktion ist in 9 gezeigt.
Dieses Filter hatte eine vierstufige Struktur. In parallelen Armen wurden 2 Typen von SAW-Resonatoren P und P' verwendet, und in allen seriellen Armen waren IDTs (S10, S11) verbunden, die aus geteilten Elektroden gebildet waren.
11 zeigt Konstruktionsparameter der SAW-Resonatoren P und P' und der IDTs, die aus geteilten Elektroden gebildet waren. Zum Vergleich wurde ein abzweigförmiges Filter hergestellt, das als Resonatoren, die seriell verbunden waren, gewöhnliche SAW-Resonatoren hatte, die jeweils aus einem IDT, der eine einzelne Elektrode umfaßte, und aus Reflektoren gebildet waren. 12 zeigt die Konstruktionsparameter der seriell verbundenen Resonatoren.
10 zeigt die Frequenzcharakteristiken von diesen zwei abzweigförmigen SAW-Filtern. Es wird bestätigt, daß die Verwendung der IDTs, die aus geteilten Elektroden gebildet sind, in den seriellen Armen eine Übergangszone auf der Hochfrequenzseite steil macht. Der Formfaktor, der durch –3 dB und –20 dB definiert ist, betrug 1,55 in dem Fall, als die SAW-Resonatoren in allen seriellen und parallelen Armen verwendet wurden, während er auf 1,47 verbessert wurde und der Formfaktor verbessert wurde, indem die geteilten Elektroden in seriellen Armen verwendet wurden.
Da in dem abzweigförmigen SAW-Filter der vorliegenden Erfindung auf beiden Seiten der geteilten Elektroden keine Reflektoren verwendet werden, ist der Bereich, der durch die Reflektoren in dem herkömmlichen Filter belegt worden ist, unnötig, und demzufolge kann die Größe eines Filterchips reduziert werden. Bei diesem Beispiel kann der belegte Bereich um etwa 11 % im Vergleich zu dem SAW-Filter reduziert werden, das nur aus SAW-Resonatoren konstruiert ist.
Beispiel 2
Ein abzweigförmiges Filter mit IDTs, die aus geteilten Elektroden in seriellen und parallelen Armen gebildet waren, wurde auf einem 42°-Y-X:LiTaO₃-Substrat hergestellt. 13 zeigt die Konstruktion dieses SAW-Filters. Seine Konstruktion ist in 13 vierstufig, und die geteilten Elektroden S und P wurden in allen seriellen und parallelen Armen verwendet. 15 zeigt Konstruktionsparameter von dem IDT (S und P), der aus den geteilten Elektroden gebildet war.
Zum Vergleich wurde ein abzweigförmiges Filter hergestellt, das sowohl in den seriellen als auch in den parallelen Armen gewöhnliche SAW-Resonatoren hatte, die jeweils aus einem IDT, der eine einzelne Elektrode umfaßte, und aus Reflektoren gebildet waren. Hier sind die Konstruktionsparameter der Resonatoren, die seriell und parallel verbunden sind, in 16 gezeigt.
14 zeigt die Frequenzcharakteristiken von diesen zwei abzweigförmigen SAW-Filtern. Es wird bestätigt, daß die Verwendung der IDTs, die aus geteilten Elektroden in den seriellen und parallelen Armen gebildet waren, die Übergangszone des SAW-Filters steiler machte.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird wenigstens einer der SAW-Resonatoren, die das abzweigförmige SAW-Filter bilden, durch den IDT ersetzt, der keine Resonanz in der SAW-Ausbreitungsrichtung hervorruft, und dadurch kann der Formfaktor des abzweigförmigen SAW-Filters verbessert werden.
Im besonderen wird der IDT, der aus geteilten Elektroden gebildet ist, als IDT verwendet, der keine Resonanz hervorruft, und dieser IDT wird in einem seriellen Arm des abzweigförmigen SAW-Filters eingesetzt. Dadurch verbessert sich die Steilheit auf der Hochfrequenzseite, und Filter mit einem ausgezeichneten Formfaktor können vorgesehen werden.
Ferner ist bei der vorliegenden Erfindung der Bereich, der in dem herkömmlichen Filter durch Reflektoren belegt worden ist, nicht nötig, und deshalb kann die Größe des Filters reduziert werden. Weiterhin kann die Periode des IDT, der aus geteilten Elektroden gebildet ist, im Vergleich zu dem IDT des herkömmlichen SAW-Resonators vergrößert werden.

Claims

Akustisches Oberflächenwellenfilter, das aus seriellen Armen und parallelen Armen besteht, die abzweigförmig auf einem piezoelektrischen Substrat verbunden sind, bei dem jeder der seriellen Arme und parallelen Arme entweder aus einem akustischen Oberflächenwellenresonator gebildet ist, der einen Interdigitaltransducer (IDT) und Reflektoren umfaßt, die auf beiden Seiten des IDT angeordnet sind, oder nur aus einem Interdigitaltransducer, der in einer Ausbreitungsrichtung einer akustischen Oberflächenwelle keine Resonanz hervorruft, die seriellen Arme und parallelen Arme wenigstens einen oder mehrere Arme enthalten, die nur den Interdigitaltransducer umfassen, der aus geteilten Elektroden gebildet ist und keine Resonanz hervorruft, und bei dem der Abstand zwischen den Mitten von benachbarten Elektrodenfingern eine ungradzahliges Vielfaches von λ/4 beträgt.
Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 1, bei dem der Interdigitaltransducer, der keine Resonanz hervorruft, entweder wenigstens in einem oder in mehreren der seriellen Arme und der parallelen Arme angeordnet ist.
Akustisches Oberflächenwellenfilter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die geteilten Elektroden kammförmige Elektroden sind, die Paare von zwei benachbarten Elektrodenfingern enthalten, die in einer Richtung, die zu der Ausbreitungsrichtung der akustischen Oberflächenwelle parallel ist, alternierend angeordnet sind, bei dem alle die in den seriellen Armen angeordneten Interdigitaltransducer jeweils solche Interdigitaltransducer sind, die keine Resonanz aufweisen, und alle Interdigital transducer in den parallelen Armen Interdigitaltransducer sind, die keine Resonanz aufweisen.