DE102015122834A1 - Akustische Volumenwellen (BAW)-Resonatoren mit aufgeteiltem Strom - Google Patents

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DE102015122834A1
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Tiberiu Jamneala
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Abstract

Eine akustische Resonator-Vorrichtung weist folgendes auf: einen ersten Arm mit einem ersten akustischen Volumenwellen(BAW)-Resonator und einem zweiten BAW-Resonator, einen zweiten Arm mit einem dritten BAW-Resonator und einem vierten BAW-Resonator, und einen Eingang, der dazu ausgebildet ist, einen Eingangsstrom im Wesentlichen gleich in den ersten und den zweiten Arm aufzuteilen. In einer ersten Ausführungsform ist der zweite BAW-Resonator in Anti-Serie mit dem ersten BAW-Resonator verbunden, und sind der erste und der zweite BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden. In einer zweiten Ausführungsform ist der zweite BAW-Resonator in Anti-Serie mit dem ersten BAW-Resonator verbunden, und sind der erste und der zweite BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden. In einer dritten Ausführungsform ist der zweite BAW-Resonator in Serie mit dem ersten BAW-Resonator verbunden, und sind der erste und der zweite BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden. In einer vierten Ausführungsform ist der zweite BAW-Resonator in Serie mit dem ersten BAW-Resonator verbunden, und sind der erste und der zweite BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden.

Description

  • HINTERGRUND
  • Elektrische Resonatoren sind in modernen elektronischen Einrichtungen weit verbreitet eingebaut. In drahtlosen Kommunikationseinrichtungen werden beispielsweise Radiofrequenz (RF) und Mikrowellenfrequenzresonatoren in Filtern verwendet, wie etwa Filter, die elektrisch verbundene Serien- und Abzweig-Resonatoren aufweisen, die Leiter- und Gitterstrukturen ausbilden. Die Filter können beispielsweise in einem Duplexer (Diplexer, Triplexer, Quadplexer, Quintplexer, usw.) enthalten sein, die zwischen einer Antenne (es könnten mehrere Antennen vorhanden sein, wie etwa für MIMO) und einem Transceiver verbunden sind zum Filtern von empfangenen und übertragenen Signalen.
  • Verschiedene Arten von Filtern verwenden mechanische Resonatoren, wie etwa akustische Volumenwellen(BAW, bulk acoustic wave)-Resonatoren, die akustische Schichtresonatoren (FBAR, film bulk acoustic resonators) und fest montierte Resonatoren (SMR, solidly mounted resonators), oder akustische Oberflächenwellen(SAW, surface acoustic wave)-Resonatoren einschließen. Die Resonatoren wandeln elektrische Signale in mechanische Signale oder Schwingungen, und/oder mechanische Signale oder Schwingungen in elektrische Signale um. Ein BAW-Resonator beispielsweise ist eine akustische Einrichtung, die einen Stapel umfasst, der allgemein eine Schicht aus einem piezoelektrischen Material zwischen zwei Elektronen enthält. Akustische Wellen erzielen über dem akustischen Stapel eine Resonanz, wobei die Resonanzfrequenz der Wellen durch die Materialien in dem akustischen Stapel und die Dicke von jeder Schicht (z.B. die piezoelektrische Schicht und die Elektrodenschichten) bestimmt ist. Eine Art von einem BAW-Resonator enthält eine piezoelektrische Schicht als das piezoelektrische Material, was als ein FBAR bezeichnet werden kann, wie oben angemerkt. FBARs haben eine Resonanz bei GHz-Frequenzen und sind folglich relativ kompakt, wobei sie Dicken in der Größenordnung von Mikrometern und Längen- und Breitenabmessungen in der Größenordnung von Hunderten von Mikrometern aufweisen.
  • Resonatoren können verwendet werden als Bandpass-Filter, die zugeordnete Durchlassbändern aufweisen, die Bereiche von Frequenzen bereitstellen, für die es möglich ist, durch die Filter hindurchzulaufen. Mit zunehmenden Leistungsanforderungen, die Einrichtungen (z.B. Mobiltelefonen) auferlegt sind, sind Filtern, und insbesondere den Resonatoren der Filter, stets zunehmende Leistungsanforderungen auferlegt. Während das Vergrößern der aktiven Fläche eines Resonators die Leistungsdichte verringert, was eine Zunahme seiner Leistungshandhabungsfähigkeit (power handling capacity) bereitstellt, gibt es doch einen Punkt von schwindender Antwort. Insbesondere wird, wenn die Größe des Resonators zunimmt, ein Punkt erreicht, wo die Fähigkeit des Resonators zum Abführen von Leistung schwindet, und zwar hauptsächlich aufgrund eines nicht-gleichförmigen Spannungs-Dehnungs-Profils und einem relativ vergrößerten thermischen Gesamtwiderstand im Vergleich zu Resonatoren mit kleineren aktiven Flächen. Zusätzlich zum Betrieb bei relativ höheren Temperaturen mit zunehmender Leistung entwickeln Resonatoren mit signifikant größeren Flächenabmessungen auch in einem stärkeren Maß nicht-gleichförmige thermische Gradienten, was den Resonator an manchen Stellen in der aktiven Fläche schwächt. Letztendlich ist die Leistungshandhabungsfähigkeit von Resonatoren mit vergleichsweise großer aktiver Fläche begrenzt und ihre elektrische Leistungsfähigkeit beeinträchtigt.
  • Es besteht daher ein Bedarf für eine BAW-Resonatorvorrichtung, die der zumindest die oben beschriebenen Nachteile von bekannten BAW-Resonatoren überwindet.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beispielhaften Ausführungsformen werden am besten aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung verstanden, wenn diese mit den beigefügten Zeichnungen der Figuren gelesen wird. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können zur Klarheit der Darstellung die Abmessungen willkürlich vergrößert oder verkleinert werden. Wo immer dies anwendbar und praktisch ist, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
  • 1A ist eine Querschnittsdarstellung eines BAW-Resonators, der in repräsentativen Ausführungsformen nützlich ist.
  • 1B ist eine Aufsicht auf einen BAW-Resonator, der in repräsentativen Ausführungsformen nützlich ist.
  • 1C ist eine Querschnittsdarstellung eines BAW-Resonators, der in repräsentativen Ausführungsformen nützlich ist.
  • 1D ist ein vereinfachtes schematisches Blockschaubild eines Gitterfilters gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 2A, 2B und 2C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittsdarstellung und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 2D, 2E und 2F sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 2G, 2H und 2I sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 2J, 2K und 2L sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 3A, 3B und 3C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 3D, 3E und 3F sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 4A, 4B und 4C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 4D, 4E und 4F sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 5A, 5B und 5C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 6A, 6B und 6C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 6D, 6E und 6F sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 7A, 7B und 7C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 8A, 8B und 8C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 9A, 9B und 9C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 10A, 10B und 10C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 11A, 11B und 11C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 12A, 12B und 12C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 13A, 13B und 13C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 14A, 14B und 14C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 15A, 15B und 15C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • Die 16A, 16B und 16C sind eine Aufsicht, eine Pseudo-Querschnittansicht und ein schematisches Schaubild, respektive, von einer Vorrichtung gemäß einer repräsentativen Ausführungsform.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung werden für Zwecke der Erläuterung und nicht zur Beschränkung repräsentative Ausführungsformen, die spezifische Einzelheiten offenbaren, dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Lehren bereitzustellen. Es wird jedoch für einen Fachmann, der den Vorteil der vorliegenden Offenbarung hat, offensichtlich, dass andere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Lehren, die von den spezifischen hierin offenbarten Einzelheiten abweichen, innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche bleiben. Des weiteren können Beschreibungen von wohl bekannten Vorrichtungen und Verfahren ausgelassen werden, um die Beschreibung der repräsentativen Ausführungsformen nicht zu verschleiern. Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind offensichtlich innerhalb des Umfangs der vorliegenden Lehren.
  • Es sollte verstanden werden, dass die hierin verwendete Terminologie lediglich für Zwecke der Beschreibung von bestimmten Ausführungsformen gedacht ist, und nicht dazu, beschränkend zu sein. Alle definierten Ausdrücke sind zusätzlich zu den technischen und wissenschaftlichen Bedeutungen der definierten Ausdrücke, so wie diese in dem technischen Gebiet der vorliegenden Lehren allgemein verstanden werden und akzeptiert sind.
  • So wie das in der Beschreibung und in den beigefügten Patentansprüchen verwendet wird, enthalten die Ausdrücke „ein“, „eine“ und „der/die/das“ sowohl einzelne als auch mehrfache Verweisobjekte, es sei denn, dass der Zusammenhang dies offensichtlich anderweitig vorgibt. Somit umfasst beispielsweise der Ausdruck „eine Vorrichtung“ eine Vorrichtung und mehrere Vorrichtungen.
  • So wie das in der Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen verwendet wird, und zusätzlich zu ihren gewöhnlichen Bedeutungen, bedeuten die Ausdrücke „im Wesentlichen“ oder „wesentlich“, dass etwa innerhalb akzeptierter Begrenzungen oder Grade ist. Beispielsweise bedeutet „im Wesentlichen gestrichen“, dass ein Fachmann die Streichung als akzeptabel betrachten würde.
  • So wie das in der Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen verwendet wird, und zusätzlich zu seiner gewöhnlichen Bedeutung, bedeutet der Begriff „näherungsweise“, dass etwas für einen Fachmann innerhalb akzeptabler Grenzen oder Grade ist. Beispielsweise bedeutet „näherungsweise dasselbe“, dass ein Fachmann die zu vergleichenden Objekte als dieselben seiend betrachten würde.
  • Relative Ausdrücke, wie etwa „über“, „unter“, „oben“, „unten“, „oberer“ und „unterer“ können verwendet werden, um die Beziehungen der verschiedenen Elemente zueinander zu beschreiben, so wie das in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. Es ist beabsichtigt, dass diese relativen Ausdrücke verschiedene Orientierungen der Einrichtung und/oder der Elemente umfassen zusätzlich zu der in den Zeichnungen gezeigten Orientierung. Wenn beispielsweise die Vorrichtung im Vergleich zu der Ansicht in den Zeichnungen invertiert wäre, dann würde ein Element, das beispielsweise als „über“ einem anderen Element beschrieben ist, nun „unter“ diesem Element sein. Gleichermaßen, wenn die Vorrichtung um 90° in Bezug auf die Ansicht in den Zeichnungen gedreht wäre, dann würde ein Element, das als „über“ oder „unter“ einem anderen Element beschrieben ist, nun „neben“ dem anderen Element sein, wobei „neben“ bedeutet, entweder angrenzend an dem anderen Element zu sein oder eine oder mehrere Schichten, Materialien, Strukturen, usw. zwischen den Elementen aufzuweisen.
  • Gemäß der unten beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen werden Resonator-Strukturen in einer im Hinblick auf den Strom aufgeteilten Struktur (split-current structure) bereitgestellt, um eine verbesserte Leistungshandhabung bereitzustellen. Die Strukturen der akustischen Resonatoren, die in den Vorrichtungen der vorliegenden Lehren nützlich sind, umfassen BAW-Resonatoren, einschließlich FBARs oder SMRs, obwohl die vorliegenden Lehren auch die Verwendung von akustischen Oberflächenwellen(SAW)-Resonatoren vorsehen. Wenn sie in einer ausgewählten Topologie miteinander verbunden sind, kann eine Mehrzahl von Resonatoren als ein elektrisches Filter arbeiten. Beispielsweise können die akustischen Resonatoren in einer Leiterfilter- oder in einer Gitterfilteranordnung angeordnet werden, so wie das in dem US-Patent 5,910,756 an Ella und dem US-Patent 6,262,637 an Bradley et al., deren Offenbarungen hierin durch Verweis spezifisch aufgenommen werden, beschrieben ist. Die elektrischen Filter können in einer Anzahl von Anwendungen, wie etwa in Duplexern (Diplexer, Triplexer, Quadplexer, Quintplexer, usw.), verwendet werden
  • Eine Vielzahl von Materialien und Verfahren zur Herstellung sind für die BAW-Resonatoren und die Vorrichtungen aus den vorliegenden Lehren vorgesehen. Verschiedene Einzelheiten von derartigen Vorrichtungen und entsprechenden Herstellungsverfahren können beispielsweise in einer oder mehreren der folgenden US-Patentveröffentlichungsschriften gefunden werden: US-Patent Nr. 6,107,721 an Lakin; US-Patente Nrn. 5,587,620 , 5,873,153 , 6,507,983 , 7,388,454 , 7,629,865 , 7,714,684 an Ruby et al.; US-Patente Nrn. 7,791,434 , 8,188,810 und 8,230,562 an Fazzio et al., US-Patent Nr. 7,280,007 an Feng et al.; US-Patent Nr. 8,248,185 an Choy et al.; US-Patent Nr. 7,345,410 an Grannen et al.; US-Patent Nr. 6,828,713 an Bradley et al.; US-Patent 7,561,009 an Larson et al.; US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2012/0326807 an Choy et al.; US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010/0327994 an Choy et al.; US-Patentanmeldungsveröffentlichungen Nrn. 2011/0180391 und 2012/0177816 an Larson III et al.; US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2007/0205850 an Jamneala et al.; US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 20110266925 an Ruby et al.; US-Patentanmeldung Nr. 14/161,564 mit dem Titel „Method of Fabricating Rare-Earth Element Doped Piezoelectric Material with Various Amounts of Dopants and a Selected C-Axis Orientation“ („Verfahren zum Herstellen von mit Seltenerd-Elementen dotierten piezoelektrischen Materialien mit verschiedenen Mengen von Dotierstoffen und einer ausgewählten C-Achsen-Orientierung“), eingereicht am 22. Januar 2014 an John L. Larson III; US-Patentanmeldung Nr. 13/662,460 mit dem Titel „Bulk Acoustic Wave Resonator having Piezoelectric Layer with Multiple Dopants“ („Akustischer Volumenwellen-Resonator, der eine piezoelektrische Schicht mit mehreren Dotierstoffen aufweist“), eingereicht am 27. Oktober 2012 an Choy et al.; US-Patentanmeldung Nr. 13/906,873 mit dem Titel „Bulk Acoustic Wave Resonator having Piezoelectric Layer with Varying Amounts of Dopants“ („Akustischer Volumenwellen-Resonator, der eine piezoelektrische Schicht mit variablen Mengen von Dotierstoffen aufweist“) an John Choy et al. und eingereicht am 31. Mai 2013; und US-Patentanmeldung Nr. 14/191,771 mit dem Titel „Bulk Acoustic Wave Resonator having Doped Piezoelectric Layer“ (“Akustischer Volumen-Resonator mit einer dotierten piezoelektrischen Schicht”) an Feng et al. und eingereicht am 27. Februar 2014. Die gesamten Offenbarungen dieser Patente, veröffentlichten Patentanmeldungsschriften und Patentanmeldungen, die hier aufgezählt sind, werden hiermit spezifisch durch Verweis aufgenommen. Es wird betont, dass die in diesen Patenten und Patentanmeldungen beschriebenen Komponenten, Materialien und Verfahren zur Herstellung repräsentativ sind und dass andere Herstellungsverfahren und Materialien innerhalb des Blickfelds eines Fachmanns ebenfalls vorgesehen sind.
  • Als ein Beispiel zeigt 1A eine Querschnittansicht entlang der Linie 1B-1B des BAW-Resonators 100, der zur Verwendung in den verschiedenen Vorrichtungen gemäß den vorliegenden Lehren vorgesehen ist. So wie das gewertschätzt werden kann, umfasst der BAW-Resonator 100 einen FBAR. Es wird betont, dass der BAW-Resonator 100 lediglich veranschaulichend ist, und dass andere bekannte akustische Resonatoren für die Verwendung in den verschiedenen Anwendungen der vorliegenden Lehren vorgesehen sind.
  • Der BAW-Resonator 100 umfasst ein Substrat 101, eine erste Elektrode 102, die unterhalb einer piezoelektrischen Schicht 103 angeordnet ist, wobei die piezoelektrische Schicht eine erste Oberfläche in Kontakt mit einer ersten Elektrode 102 und eine zweite Oberfläche in Kontakt mit einer zweiten Elektrode 104 aufweist. Eine optionale Passivierungsschicht 105 ist über der zweiten Elektrode 104 bereitgestellt. Ein auskragender Abschnitt (cantilevered portion) 106 der zweiten Elektrode 104 ist an mindestens einer Seite der zweiten Elektrode 104 bereitgestellt. Der auskragende Abschnitt 106 kann auch als ein „Flügel“ bezeichnet werden.
  • Die erste und die zweite Elektrode 102, 104 umfassen jeweils ein oder zwei (Bi-Elektrode) elektrisch leitfähige Materialien (z.B. Molybdän (Mo), W, Pt, Ru, Al, Ta, Cu oder Ru) und liefern ein oszillierendes elektrisches Feld in der z-Richtung des gezeigten Koordinatensystems (d.h. die Richtung der Dicke des Substrats 101). In der gegenwärtig beschriebenen Ausführungsform ist die z-Achse die Achse für die TE(Dickenausdehnungs- oder „longitudinale(n)“)-Mode(n) des Resonators. In einer repräsentativen Ausführungsform sind die piezoelektrische Schicht 103 und die erste und die zweite Elektrode 102, 104 über einer Ausnehmung 107 aufgehängt, wobei die Ausnehmung im Wesentlichen eine akustische Isolation mit dem Substrat 101 bereitstellt. Demgemäß ist der BAW-Resonator 100 ein mechanischer Resonator, der mit der piezoelektrischen Schicht 103 elektrisch gekoppelt sein kann. Andere Konfigurationen, die eine mechanische Resonanz durch den FBAR fördern, sind vorgesehen. Beispielsweise und so wie das im Zusammenhang mit der 1C beschrieben wird, kann anstelle der Ausnehmung 107 der BAW-Resonator 100 über einem akustischen Spiegel, wie etwa einem nicht angepassten akustischen Bragg-Reflektor (in 1A nicht gezeigt, mismatched acoustic Bragg reflector), der in oder auf dem Substrat 101 ausgebildet ist, angeordnet sein, um eine akustische Isolierung bereitzustellen.
  • Der auskragende Abschnitt 106 der zweiten Elektrode 104 erstreckt sich über einem Zwischenraum 108, der zur Veranschaulichung Luft enthält. In einer repräsentativen Ausführungsform wird eine Opferschicht (sacrificial layer) (nicht gezeigt) mittels einer bekannten Technik über der ersten Elektrode 102 und einem Abschnitt der piezoelektrischen Schicht 103 abgeschieden.
  • Der Bereich der kontaktierenden Überlappung von der ersten und der zweiten Elektrode 102, 104, der piezoelektrischen Schicht 103 und der Ausnehmung 107 oder einem anderen akustischen Isolator (z.B. ein Bragg-Reflektor, siehe 1C) wird als eine aktive Fläche 110 des BAW-Resonators 100 bezeichnet. Die akustische Bewegung der Teilchen wird in Gang gesetzt und breitet sich in dieser Fläche aus. Im Gegensatz dazu umfasst eine inaktive Fläche des BAW-Resonators einen Bereich einer Überlappung zwischen der ersten Elektrode 102 oder der zweiten Elektrode 104 oder den beiden und der piezoelektrischen Schicht 103, die nicht über der Vertiefung 107 angeordnet ist, oder eine andere aufgehängte Struktur.
  • Der Abschnitt der inaktiven Fläche, die das Substrat 101 berührt, kann kollektiv als ein Ankerpunkt des BAW-Resonators 100 (in diesem Fall ein FBAR) bezeichnet werden. Der Ankerpunkt auf dem Substrat 101 garantiert als erstes die mechanische Robustheit und die Abstützung der gesamten Membran, die durch den akustischen Stapel über der Ausnehmung 107 ausgebildet ist. Er dient auch als eine Wärmesenke, um die Temperatur der aktiven Fläche zu verringern, die von dem Selbstaufheizen, das durch die Energie der RF-Leistung in der aktiven Fläche 110 des BAW-Resonators 110 erzeugt wird, herrührt. Durch thermische Leitfähigkeit (Wechselwirkung zwischen Phononen und Elektronen) wird die Wärmewelle teilweise aus der aktiven Fläche 110 des BAW-Resonators 100 weiter in das Substrat 101 hinein evakuiert, was hilft, um die aktive Fläche 110 herunter zu kühlen. Weil Luft ein vergleichsweise schlechter thermischer Leiter ist, gibt es keine signifikante Wärmeleitung durch die Luft, und als solches keinen Wärmeabfluss aus der Oberseite oder von unten aus der Membran. Jedoch kann die Wärme aus der aktiven Fläche 110 nur durch Abfluss über die Ankerpunkte evakuiert werden. Folglich wird in der x-y-Ebene ein thermischer Gradient erzeugt. Wie zu erwarten, ist dann die Mitte der Membran (aktive Fläche) heißer als der Umkreis der aktiven Fläche 110 oder die Ränder des BAW-Resonators 100, die dicht an dem Ankerpunkt mit dem Substrat 101 sind. Wenn die Größe der aktiven Fläche 110 des BAW-Resonators 100 zunimmt, nimmt auch die Strecke, welche die Wärme von der Mitte des BAW-Resonators 100 zu dem Rand zurücklegen muss, zu, und dann verschlechtert sich der thermische Widerstand. Zusätzlich dazu gibt es möglicherweise mehr nicht gleichförmigen Spannungs-Dehnung in der Membran, wenn diese größer wird. Letztendlich kann der BAW-Resonator bei inakzeptabel hohen Temperaturen arbeiten, was seine elektrische Leistungsfähigkeit verringern kann (was sich hauptsächlich in einem verringerten Qualitätsfaktor (Q) und einen verringerten elektromechanischen Kopplungskoeffizienten (kt2) manifestiert), seine Leistungshandhabbarkeit verringert, seine Einfügungsverluste verschlechtert, und das Durchlassband eines Filters, der den BAW-Resonator 100 umfasst, verschiebt. So wie das unten ausführlicher beschrieben werden wird, weisen die BAW-Resonatoren 100, die in den Vorrichtungen der repräsentativen Ausführungsformen unten verwendet werden, eine vergleichsweise verringerte Flächengröße auf, und somit ist die Strecke zu ihren Ankerpunkten vergleichsweise klein. Als solche weisen die BAW-Resonatoren 100 der hierin beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen einen verbesserten thermischen Widerstand auf und zeigen eine verbesserte thermische Verteilung über der aktiven Fläche 110 im Vergleich zu bekannten relativ größeren Resonatoren. Somit arbeiten, bei einem vergleichsweise gleichen Niveau der Energiedichte (Energie geteilt durch die aktive Fläche oder das Volumen), die vergleichsweise kleinen BAW-Resonatoren der unten beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen auf einer niedrigeren Temperatur und stellen angesichts ihrer Größe eine verbesserte Leistungshandhabbarkeit (power handling capacity) und eine akzeptable elektrische Leistungsfähigkeiten bereit.
  • Der auskragende Abschnitt 106 erstreckt sich über einen Rand der aktiven Fläche 110 hinaus um eine Breite 109, wie gezeigt. Ein elektrischer Kontakt 111 ist mit einer Signalleitung (nicht gezeigt) und elektronischen Komponenten (nicht gezeigt), die für die bestimmte Anwendung des BAW-Resonators 100 ausgewählt sind, verbunden. Dieser Abschnitt des BAW-Resonators 100 umfasst eine Anschlussseite 112 des BAW-Resonators 100. Die Anschlussseite 112 der zweiten Elektrode 104, an der der elektrische Kontakt 111 hergestellt ist, umfasst keinen auskragenden Abschnitt. Im Gegensatz dazu können eine oder mehrere nicht-verbindende Seiten des BAW-Resonators 100 auskragende Abschnitte 106 umfassen, die sich über den Rand der aktiven Fläche 110 hinaus erstrecken.
  • Die piezoelektrische Schicht 103 umfasst eine stark texturierte (gemusterte) piezoelektrische Schicht (z.B. AlN), und hat somit eine wohl definierte C-Achse. So wie das unten vollständiger beschrieben werden wird, beeinflusst in einer Vorrichtung, die eine Mehrzahl von BAW-Resonatoren 100 umfasst, die Polarisation von jedem BAW-Resonator die Art der Verbindung (z.B. Verbindung in Serie, Verbindung in Anti-Serie), die zwischen den BAW-Resonatoren 100 hergestellt ist. So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, bestimmt das Wachstum des piezoelektrischen Materials entlang einer C-Achse des Materials die Polarisation des BAW-Resonators, und folglich die Art der zu implementierenden Verbindung. Als solche ist das Bereitstellen einer stark gemusterten piezoelektrischen Schicht 103, wie etwa durch die in den oben bezeichneten US-Patentanmeldungsveröffentlichungschriften Nrn. 2011/0180391 und 2012/0177816 an Larson III et al. beschriebenen Verfahren in Vorrichtungen, die einen BAW-Resonator 100 umfassen, nützlich.
  • Zusätzlich dazu, dass sie stark gemustert ist, kann die piezoelektrische Schicht 103 der repräsentativen Ausführungsformen auch eine oder mehrere mit Seltenen Erden dotierte Schichten aus einem piezoelektrischen Material umfassen, so wie das in bestimmten Patentanmeldungen, die oben durch Verweis aufgenommen sind (z.B. US-Patentanmeldung Nr. 14/161,564 an John L. Larson III und US-Patentanmeldung Nr. 14/191,771 an Feng et al.), beschrieben sind.
  • 1B zeigt eine Aufsicht des BAW-Resonators 100, der in 1A in Querschnittansicht gezeigt ist, gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Der BAW-Resonator 100 umfasst auch die zweite Elektrode 104 mit der darüber angeordneten, optionalen Passivierungsschicht 105. Die zweite Elektrode 104 der vorliegenden Ausführungsform ist zur Veranschaulichung apodisiert, um akustische Verluste zu reduzieren, die durch flüchtige, in der Ebene schwingende, akustische Scherwellen erzeugt werden. Weitere Einzelheiten der Verwendung einer Apodisierung in BAW-Resonatoren können gefunden werden in dem gemeinsam besessenen US-Patent Nr. 6,215,375 an Larson III et al. oder in der gemeinsam besessenen US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2007/0279153 mit dem Titel „Piezoelectric Resonator Structures and Electrical Filters“ („Piezoelektrische Resonatorstrukturen und elektrische Filter“), eingereicht am 31. Mai 2006 an Richard C. Ruby. Die Offenbarungen von diesem Patent und dieser Patentanmeldungsveröffentlichungsschrift werden hierin durch Verweis in ihren Gesamtheiten spezifisch aufgenommen.
  • Die zweite Elektrode 104 umfasst (elektrisch) nicht-verbindende Seiten 113 und eine Anschlussseite 112. In einer repräsentativen Ausführungsform sind entlang von jeder nicht-kontaktierenden Seite 113 auskragende Abschnitte 106 bereitgestellt und haben dieselbe oder verschiedene Breiten. Dies ist lediglich veranschaulichend und es ist vorgesehen, dass mindestens eine Seite 113, jedoch nicht alle, einen auskragenden Abschnitt 106 aufweisen. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die zweite Elektrode mehr oder weniger als vier Seiten umfasst, so wie das gezeigt ist. Beispielsweise ist eine pentagonförmige zweite Elektrode vorgesehen, die vier Seiten mit auskragenden Abschnitten an einer oder mehreren der Seiten, und die fünfte Seite, welche die Anschlussseite bereitstellt, umfasst. In einer repräsentativen Ausführungsform ist die Form der ersten Elektrode 102 im Wesentlichen identisch mit der Form der zweiten Elektrode 104. Insbesondere kann die erste Elektrode 102 eine größere Fläche als die zweite Elektrode 104 aufweisen, und die Form der ersten Elektrode 102 kann verschieden von der Form der zweiten Elektrode 104 sein.
  • 1C ist eine Querschnittansicht eines BAW-Resonators 100‘ gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Der BAW-Resonator 100‘ umfasst ein Substrat 101, eine erste Elektrode 102, die unter einer piezoelektrischen Schicht 103 angeordnet ist, wobei die Schicht eine erste Oberfläche in Kontakt mit einer ersten Elektrode 102 und eine zweite Oberfläche in Kontakt mit einer zweiten Elektrode 104 aufweist. Eine optionale Passivierungsschicht 105 ist über der zweiten Elektrode 104 bereitgestellt. Ein auskragender Abschnitt 106 der zweiten Elektrode 104 ist an mindestens einer Seite der zweiten Elektrode 104 bereitgestellt. So wie das oben angemerkt ist, kann der auskragende Abschnitt 106 auch als ein „Flügel“ bezeichnet werden. Es wird betont, dass die Verwendung des auskragenden Abschnitts lediglich veranschaulichend ist, und es sind andere Strukturen, die zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit des BAW-Resonators 100‘ nützlich sind (z.B. ein Rahmenelement, das um den Umkreis herum angeordnet ist), vorgesehen.
  • In einer repräsentativen Ausführungsform sind die piezoelektrische Schicht 103 und die erste und die zweite Elektrode 102, 104 über einem akustischen Spiegel 107‘, wie etwa einem nicht angepassten akustischen Bragg-Reflektor, der in oder auf dem Substrat 101 ausgebildet ist, angeordnet. FBARs, die über einem akustischen Spiegel bereitgestellt sind, werden gelegentlich als fest montierte Resonatoren (SMR, solidly mounted resonators) bezeichnet und können beispielsweise so ausgeführt sein, wie das in dem oben bezeichneten US-Patent Nr. 6,107,721 an Lakin, beschrieben ist. Folglich ist der BAW-Resonator 100‘ ein mechanischer Resonator, der über die piezoelektrische Schicht 103 elektrisch gekoppelt werden kann.
  • Der Bereich der kontaktierenden Überlappung von der ersten und der zweiten Elektrode 102, 104, der piezoelektrischen Schicht 103 und dem akustischen Spiegel 107‘ wird als die aktive Fläche 110 des BAW-Resonators 100‘ bezeichnet. Im Gegensatz dazu umfasst die inaktive Fläche des BAW-Resonators 100‘ Bereiche der Überlappung von der ersten Elektrode 102 oder der zweiten Elektrode 104 und der piezoelektrischen Schicht 103, die nicht über dem akustischen Spiegel 107‘ angeordnet sind. So wie das in der Stammanmeldung (parent application) vollständiger beschrieben ist, ist es für die Leistungsfähigkeit des BAW-Resonators 100‘ vorteilhaft, die Fläche des inaktiven Bereichs des BAW-Resonators 100‘ bis zu einem praktischen Ausmaß zu verringern.
  • So wie das oben erwähnt und unten angemerkt ist, sind die BAW-Resonatoren und die Vorrichtungen, welche BAW-Resonatoren umfassen, gemäß der vorliegenden Lehren beispielsweise zur Verwendung in elektrischen Filteranwendungen vorgesehen. Ein grundlegender Filterentwurf von entweder einer Leiter- oder einer Gittertopologie ist aus mehreren Abschnitten (Sektionen) aufgebaut. Die Anzahl der Abschnitte ist nicht beschränkt, jedoch ist sie ausgewählt, um einen Kompromiss zwischen den Leistungsfähigkeiten im Hinblick auf den Einfügungsverlust, das Abwälzen (roll-off) und die Unterdrückung (rejection) des Filters zu schaffen. 1D ist ein vereinfachtes schematisches Blockschaltbild von einem elektrischen Filter 120 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Das elektrische Filter 120 umfasst Serien-BAW-Resonatoren 121 und Abzweig-BAW-Resonatoren 122. Zur Veranschaulichung können die Serien-BAW-Resonatoren 121 und die Abzweig-BAW-Resonatoren 122 die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 1A beschriebenen, akustischen Resonatoren umfassen. Das elektrische Filter 120 wird allgemein als ein Leiterfilter bezeichnet und kann beispielsweise in Duplexer-Anwendungen verwendet werden. Weitere Einzelheiten einer Leiterfilteranordnung können so ausgeführt sein, wie das beispielsweise in dem US-Patent 5,910,756 an Ella und in dem US-Patent 6,262,637 an Bradley et al beschrieben ist. Die Offenbarungen dieser Patente werden hierin durch Verweis spezifisch aufgenommen. Es wird betont, dass die Topologie des elektrischen Filters 120 lediglich veranschaulichend ist und dass andere Topologien vorgesehen sind. Des Weiteren sind die akustischen Resonatoren der repräsentativen Ausführungsformen in einer Vielfalt von Anwendungen neben Duplexern vorgesehen.
  • Jedoch aufgrund von Erfordernissen hinsichtlich der Leistungshandhabung und gemäß der unten beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen, sind einer oder mehrere der einzelnen Serien-BAW-Resonatoren 121 oder der einzelnen Shunt-BAW-Resonatoren 122 ersetzt durch eine oder mehrere der unten beschriebenen Vorrichtungen und umfasst mehrere BAW-Resonatoren in einer spezifischen Anordnung. Veranschaulichende Vorrichtungen gemäß repräsentativer Ausführungsformen, die zur Verwendung in einem Leiterfilter, wie etwa dem elektrischen Filter 120, oder in einem Gitterfilter vorgesehen sind, und die zum Verbessern der Leistungshandhabungserfordernisse nützlich sind, sind unten im Zusammenhang mit den 2A bis 16C beschrieben.
  • Die 2A bis 16C zeigen verschiedene repräsentative Ausführungsformen. Die BAW-Resonatoren der 2A bis 16C sind mit Elektroden gezeigt, die im Wesentlichen rechteckförmig oder quadratisch mit im Wesentlichen senkrechten Rändern sind. Dies ist allgemein lediglich zur Erleichterung der Darstellung und ist häufig nicht die Form der Elektroden (der oberen und der unteren Elektroden) der BAW-Resonatoren, die aus den vorliegenden Lehren vorgesehen sind. Stattdessen und wie oben angemerkt, sind die Elektroden der BAW-Resonatoren der repräsentativen Ausführungsformen allgemein mehrseitig, und weisen Seiten auf, die allgemein apodisiert sind. Wie oben angemerkt, sind viele Aspekte der zur Verwendung in den Vorrichtungen der vorliegenden Lehren vorgesehenen BAW-Resonatoren in den hierin durch Verweis aufgenommenen Patenten und Patentanmeldungen beschrieben.
  • So wie dies hierin verwendet wird, umfasst ein „Arm“ allgemein mindestens zwei BAW-Resonatoren, die in Serie oder Anti-Serie verbunden sind. Die untenstehenden Definitionen sind erweiterbar auf Arme, die mehr als zwei in Serie oder in Anti-Serie verbundene BAW-Resonatoren umfassen. Allgemein wird ein Eingang in jeden der Arme aufgeteilt (split), und die Ausgänge von jedem der Arme werden in einem Ausgang kombiniert. So wie das deutlicher werden wird, wenn die vorliegende Beschreibung fortgesetzt wird, umfasst jede der Vorrichtungen der repräsentativen Ausführungsformen zwei oder mehr Arme, von denen jeder einen oder mehrere Resonatoren umfasst. In jeder Vorrichtung ist die elektrische Impedanz von jedem Arm im Wesentlichen dieselbe wie die elektrische Impedanz von jedem der anderen Arme der Vorrichtung. Folglich und so wie das deutlicher werden wird, wenn die vorliegende Beschreibung fortgesetzt wird, wird der Eingangsstrom in jeden Arm der Vorrichtung im Wesentlichen gleich aufgeteilt. So wie das unten vollständiger beschrieben wird, verbessert das Aufteilen der Eingangsströme im Wesentlichen gleich in die Arme der Vorrichtungen die Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtungen der repräsentativen Ausführungsformen im Vergleich zu bekannten Resonatoren, die in Anwendungen mit vergleichsweise hoher Leistung verwendet werden.
  • So wie dies unten vollständiger beschrieben wird, weisen die BAW-Resonatoren der repräsentativen Ausführungsformen vergleichsweise kleinere Abmessungen der aktiven Fläche auf als bekannte Resonatoren, die in Filtern eingesetzt werden, welche Filter in Anwendungen mit vergleichsweise hoher Leistungshandhabung verwendet werden. Die BAW-Resonatoren der repräsentativen Ausführungsform führen in vorteilhafter Weise Wärme effektiver und gleichförmiger ab und laufen allgemein „kälter“ als vergleichsweise große bekannte BAW-Resonatoren und für dieselbe Leistungsdichte. Die im Zusammenhang mit repräsentativen Ausführungsformen beschriebenen BAW-Resonatoren sind zur Veranschaulichung der BAW-Resonator 100 (d.h. ein FBAR).
  • So wie dies hierin verwendet wird, sind zwei BAW-Resonatoren, die piezoelektrische Schichten mit derselben C-Achse-Orientierung (d.h. die Polarisationsachse in derselben Richtung) aufweisen, in Anti-Serie verbunden, wenn in einem ersten Resonator eine von entweder der oberen oder der unteren Elektrode mit der oberen oder unteren Elektrode, respektive, eines zweiten Resonators verbunden ist.
  • So wie dies hierin verwendet wird, sind zwei BAW-Resonatoren, die piezoelektrische Schichten mit derselben C-Achsen-Orientierung (d.h. Polarisationsachse in derselben Richtung) aufweisen, in Serie verbunden, wenn in einem ersten Resonator eine von entweder der oberen oder der unteren Elektrode mit der unteren oder der oberen Elektrode, respektive, eines zweiten Resonators verbunden ist. Die verbleibende Elektrode von jedem der BAW-Resonatoren ist mit einem Eingang oder mit einem Ausgang des ersten und des zweiten BAW-Resonators verbunden.
  • Die Polarität der Elektroden eines Resonators ist durch die beaufschlagte Spannung zwischen zwei Elektroden eines BAW-Resonators bestimmt. Beispielsweise ist für zwei Resonatoren, die piezoelektrische Schichten mit derselben C-Achsen-Orientierung (d.h. Polarisationsachse in derselben Richtung) aufweisen, ein erster Resonator, der die positive Elektrode als die obere Elektrode und die negative Elektrode als die untere Elektrode aufweist, die Polarität der Elektroden in einer ersten Richtung, wohingegen in einem zweiten BAW-Resonator, wenn die obere Elektrode die negative Elektrode und die untere Elektrode die positive Elektrode ist, die Polarität der Elektroden des zweiten Resonators hinsichtlich der Richtung entgegengesetzt, oder in Anti-Polarität, zu der des ersten BAW-Resonators.
  • So wie dies hierin verwendet wird, sind zwei BAW-Resonatoren, die piezoelektrische Schichten mit derselben C-Achsen-Orientierung (d.h. Polarisationsachse in derselben Richtung) aufweisen, parallel verbunden, wenn eine obere Elektrode eines ersten BAW-Resonators eine gemeinsame Verbindung mit einer oberen Elektrode eines zweiten BAW-Resonators ausbildet, und wenn eine untere Elektrode eines ersten Resonators eine gemeinsame Verbindung mit einer unteren Elektrode des zweiten BAW-Resonators ausbildet. Jede von den gemeinsamen Verbindungen ist mit einem Eingang oder einem Ausgang des ersten und des zweiten BAW-Resonators verbunden.
  • So wie dies hierin verwendet wird, sind zwei BAW-Resonatoren, die piezoelektrische Schichten mit derselben C-Achsen-Orientierung (d.h. Polarisationen in derselben Richtung) aufweisen, anti-parallel verbunden, wenn eine obere Elektrode eines ersten Resonators eine gemeinsame Verbindung mit einer unteren Elektrode eines zweiten Resonators ausbildet, und wenn eine untere Elektrode des ersten Resonators eine gemeinsame Verbindung mit der oberen Elektrode des zweiten Resonators ausbildet. Jede von den gemeinsamen Verbindungen ist mit einem Eingang oder einem Ausgang des ersten und des zweiten BAW-Resonators verbunden.
  • So wie dies hierin verwendet wird, sind ein erster Arm und ein zweiter Arm parallel verbunden, wenn die Polarität der Elektroden des ersten und des zweiten BAW-Resonators in dem ersten Arm identisch zu der Polarität der Elektroden des dritten und des vierten BAW-Resonators in dem zweiten Arm ist, oder wenn die Polarität verschieden, jedoch nicht in Anti-Polarität ist.
  • So wie dies hierin verwendet wird, sind ein erster Arm und ein zweiter Arm anti-parallel verbunden, wenn die Polaritäten der Elektroden des ersten und des zweiten BAW-Resonators des ersten Arms entgegengesetzt (oder umgekehrt) zu den Polaritäten (der Elektroden) des dritten und des vierten BAW-Resonators des zweiten Arms sind. Die Anti-Polarität bestimmt implizit, dass die Anzahl der Resonatoren der zwei Arme genau dieselbe ist, jedoch hat, anstelle einer oberen Elektrode in dem ersten Arm, der zweite Arm eine untere Elektrode an der gleichen Stelle, jedoch in dem zweiten Arm.
  • So wie das von einem Fachmann, der den Vorteil der vorliegenden Offenbarung hat, gewertschätzt werden wird, beruhen die Definitionen von Verbindungen der zwei BAW-Resonatoren als in Serie, als in Anti-Serie, als parallel und als anti-parallel, auf einer gemeinsamen piezoelektrischen kristallinen Orientierung (d.h. C-Achse (Cp oder Cu)) der piezoelektrischen Schichten von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator. Etwas anders ausgedrückt ist in Abhängigkeit von ihrer kristallinen Orientierung die piezoelektrische Schicht eines BAW-Resonators gemäß der repräsentativen Ausführungsformen in einer Richtung polarisiert und das Anlegen eines elektrischen Feldes über die piezoelektrische Schicht macht die Polarisation entweder in Phase oder außer Phase mit dem externen elektrischen Feld. Als solches und so wie das klarer wird, wenn die vorliegende Beschreibung fortgesetzt wird, gilt, dass wenn die C-Achsen-Orientierung der piezoelektrischen Schichten des ersten und des zweiten BAW-Resonators der vorhergehenden Definitionen nicht die gleichen wären, dann wären die Definitionen der Verbindungen der zwei BAW-Resonatoren als in Serie, als in Anti-Serie, als parallel und als anti-parallel inkorrekt. Es wird folglich betont, dass obwohl die piezoelektrischen Schichten der BAW-Resonatoren der Vorrichtungen der hierin beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen dieselbe C-Achsen-Orientierung (d.h. die Polarisationsachse in derselben Richtung) haben, die vorliegenden Lehren vorsehen, dass das Bereitstellen von einer oder mehreren piezoelektrischen Schichten, die entgegengesetzte C-Achsen-Orientierungen (d.h. verschiedene Polaritäten) in Bezug auf einen oder mehrere BAW-Resonatoren aufweisen, auf der Grundlage der obigen Definitionen zu einer anderen Art der Verbindung führt. Wenn beispielsweise der erste BAW-Resonator eine piezoelektrische Schicht von der Art Cp (d.h. eine erste Polarisation) aufweist und der zweite BAW-Resonator eine piezoelektrische Schicht von der Art Cn (d.h. eine zweite und umgekehrte Polarisation im Vergleich zu der Polarisation des ersten Resonators) aufweist, das Verbinden von entweder der oberen oder der unteren Elektrode des ersten BAW-Resonators mit der unteren und der oberen Elektrode, respektive, des zweiten Resonators nicht zu einer Verbindung in Serie führen würde, sondern zu einer Verbindung in Anti-Serie. Derartige Variationen, die durch das Bereitstellen von elektrischen Schichten von anderen C-Achsen-Orientierungen als den oben beschriebenen erhalten werden, sind ebenfalls aus den vorliegenden Lehren vorgesehen.
  • 2A zeigt eine Aufsicht einer Vorrichtung 200 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Vorrichtung 200 kann eine Komponente eines Filters (z.B. ein elektrischer Filter 120 oder ein Gitterfilter) sein. Die Vorrichtung 200 umfasst einen ersten BAW-Resonator 201, einen zweiten BAW-Resonator 202, einen dritten BAW-Resonator 203 und einen vierten BAW-Resonator 204.
  • So wie das in 2A gezeigt ist, ist eine erste obere Elektrode 207 des ersten BAW-Resonators 201 mit einer zweiten oberen Elektrode 208 des zweiten BAW-Resonators 202 verbunden, und eine dritte obere Elektrode 209 des dritten BAW-Resonators 203 ist mit einer vierten oberen Elektrode 210 des vierten BAW-Resonators 204 verbunden. Anzumerken ist, dass jeder von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 eine mit AΩ bezeichnete, grundlegende elektrische Impedanz (baseline electrical impedance) aufweist, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 200 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist, die für eine Impedanz-Anpassung an die Schaltkreise, die mit dem Eingang und dem Ausgang eines Filters, der die Vorrichtung 200 umfasst, am besten geeignet ist. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentliche dieselbe in jedem der Arme, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform teilt sich ein Eingang 205 auf in entsprechende Eingänge des ersten und des dritten BAW-Resonators 201, 204, und ein Ausgang 206 empfängt entsprechende Ausgänge von dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 202, 204. Als solcher teilt die „Aufteilung“ (split) an dem Eingang 205 den elektrischen Strom von dem Eingang 205 im Wesentlichen gleich in die „zwei Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 201 und den zweiten BAW-Resonator 202 umfasst und der zweite Arm den dritten BAW-Resonator 203 und den vierten BAW-Resonator 204 umfasst.
  • So wie dies unten im Zusammenhang mit anderen repräsentativen Ausführungsformen vollständiger beschrieben werden wird, werden die Flächenabmessungen der aktiven Fläche der BAW-Resonatoren eingestellt, um sicherzustellen, dass jede Vorrichtung gemäß der repräsentativen Ausführungsformen die ausgewählte elektrische Impedanz aufweist. Betrachtet man einen Abschnitt (eine Sektion) eines Filters, der auf eine vorgegebene elektrische Impedanz entworfen werden soll, dann ermöglicht das Zuordnen von mehreren Resonatoren in parallele oder anti-parallele Arme, dass die elektrische Impedanz von jedem Resonator, der konstituierend für den Arm ist, zunimmt und dann dass eine Größe der aktiven Fläche eines bestimmten BAW-Resonators abnimmt. Im Gegensatz zu parallelen bzw. anti-parallelen Verbindungen erfordert die Verbindung in Serie bzw. in Anti-Serie, respektive, BAW-Resonatoren mit einer niedrigeren elektrischen Impedanz und folglich mit einer größeren aktiven Fläche.
  • Wie oben erwähnt, ist die Größe der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 in der Anordnung mit aufgeteiltem Strom in vorteilhafter Weise hinsichtlich der Größe kleiner als im Vergleich zu der Größe der aktiven Fläche eines bekannten Resonators, der in Anwendungen mit ähnlicher Leistung verwendet wird. In der Anordnung gemäß der repräsentativen Ausführungsformen mit aufgeteiltem Strom ist die Leistungsdichte pro BAW-Resonator im Vergleich zu einem bekannten BAW-Resonator, der im Wesentlichen eine aktive Fläche mit derselben Größe wie die aktive Fläche eines BAW-Resonators der Anordnung mit aufgeteiltem Strom aufweist, weil der elektrische Strom auf zumindest die Hälfte (oder weniger) von seinem Wert und in jedem Arm, in Abhängigkeit von der Anzahl der Arme in paralleler oder anti-paralleler Verbindung, gleichmäßig aufgeteilt ist. Nach den Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Lehren ist die Leistungshandhabbarkeit somit stark vergrößert. Infolge der Aufteilung des elektrischen Stroms in die BAW-Resonatoren gemäß der vorliegenden Ausführungsformen, die eine vergleichsweise kleine aktive Fläche aufweisen, ist die Fähigkeit zur Leistungshandhabung stark erhöht im Vergleich zu bekannten Leistungs-Resonatoren, die einen BAW-Resonator mit einer vergleichsweise großen aktiven Fläche verwenden. Derartige bekannte BAW-Resonatoren sind aus den oben genannten Gründen für ein Versagen unter der gleichen Energiedichte anfälliger.
  • Insbesondere ist der Pfad von einer Mitte der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 bis zu deren entsprechenden Ankerpunkten vergleichsweise klein und deren Fähigkeit, Wärme abzuführen, ist in vorteilhafter Weise viel besser als bei bekannten Leistungs-BAW-Resonatoren. In vorteilhafter Weise arbeiten der erste bis vierte BAW-Resonator 201 bis 204 „kälter“ als größere Resonatoren und weisen nicht signifikante thermische Gradienten und „Hotspots“ auf, die vergleichsweise große BAW-Resonatoren, die in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet werden, plagen. Als solche und so wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, ist die elektrische Leistungsfähigkeit in dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 und in Vorrichtungen, welche diese BAW-Resonatoren enthalten, verbessert.
  • Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit der Vorrichtung 200, die durch den „kühleren“ Betrieb und die Verringerung der thermischen Gradienten und „Hotspots“ realisiert werden, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt, auf Verbesserungen im Qualitätsfaktor (Q) und in der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204, eine Verringerung in der Verschiebung des Durchlassbandes eines Filters, der die Vorrichtung 200 umfasst, eine Verringerung des Einfügungsverlusts und eine Verringerung von Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und von Intermodulationsstörungs IMD, intermodulation distortion)-Produkten aufgrund der Verbindungen in Anti-Serie. Ferner, weil der an dem Eingang 205 bereitgestellte Eingangsstrom „aufgeteilt“ ist, wird weniger Strom an jedem von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 bereitgestellt, welche folglich kühler laufen und eine Gesamt-Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 200 bereitstellen, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten, größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und im Wesentlichen dieselbe Größe der aktiven Fläche aufweist wie die kombinierten aktiven Flächen von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204. Etwas anders ausgedrückt, arbeiten der erste bis vierte BAW-Resonator 201 bis 204 durch das „Aufteilen“ des Eingangsstroms auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung wie für einen einzelnen BAW-Resonator, der im Wesentlichen dieselbe Größe der aktiven Fläche wie die kombinierten aktiven Flächen von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 aufweist. Aufgrund dieser Verringerung der Arbeitstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes geringer, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 200 ebenfalls verringert.
  • 2B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 200, die zum Darstellen der vielfältigen Komponenten von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 und den verschiedenen Verbindungen zu diesen nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 201 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 211 und eine erste untere Elektrode 212. Der zweite BAW-Resonator 202 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 213 und eine zweite untere Elektrode 214. Der dritte BAW-Resonator 203 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 215 und eine dritte untere Elektrode 216. Der vierte BAW-Resonator 204 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 217 und eine vierte untere Elektrode 218. Jeder von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 umfasst einen akustischen Reflektor 219, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor ist. Wie oben angemerkt, hat jede von der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten piezoelektrischen Schicht 211, 213, 215 und 217 dieselbe kristalline Orientierung (d.h. dieselbe C-Achse) und folglich die Polarisationsachse in der gleichen Richtung.
  • So wie das in 2B gezeigt ist, sind die erste und die zweite obere Elektrode 207, 208 sowie die dritte und die vierte obere Elektrode 209, 210 verbunden. Der Eingang 205 ist aufgeteilt mit im Wesentlichen gleichem elektrischen Strom, der zu den zwei Armen durch die erste und durch die dritte untere Elektrode 212, 216 geht, wohingegen die entsprechenden Ausgänge der zweiten und der vierten unteren Elektrode 214, 218 an dem Ausgang 206 kombiniert sind.
  • Auf der Grundlage der in 2B gezeigten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 2C gezeigt sind, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 201, 202 in Anti-Serie verbunden, und sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 203, 204 in Anti-Serie verbunden. Das heißt, in der gezeigten Ausführungsform ist die erste obere Elektrode 207 des ersten BAW-Resonators 201 mit der zweiten oberen Elektrode 208 des zweiten BAW-Resonators 202 verbunden, ist die erste untere Elektrode 212 mit dem Eingang 205 verbunden, und ist die zweite untere Elektrode 214 mit dem Ausgang 206 verbunden. Gleichermaßen ist die dritte obere Elektrode 209 des dritten BAW-Resonators 203 mit der vierten oberen Elektrode 210 des vierten BAW-Resonators 204 verbunden, ist die dritte untere Elektrode 216 mit dem Eingang 205 verbunden, und ist die vierte untere Elektrode 218 mit dem Ausgang 206 verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste BAW-Resonator 201 und der zweite BAW-Resonator 202 (d.h. der erste Arm) parallel verbunden mit dem dritten BAW-Resonator 203 und dem vierten BAW-Resonator 204 (d.h. dem zweiten Arm). Das heißt, die erste obere Elektrode 207 des ersten BAW-Resonators 201 bildet eine gemeinsame Verbindung mit der dritten oberen Elektrode 209 des dritten BAW-Resonators 203, und die erste untere Elektrode 212 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Eingang 205) mit der dritten unteren Elektrode 216. Gleichermaßen bildet die zweite obere Elektrode 208 eine gemeinsame Verbindung mit der vierten oberen Elektrode 210, und die zweite untere Elektrode 214 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Ausgang 206) mit der vierten unteren Elektrode 218. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden des ersten und des zweiten BAW-Resonators 201, 202 identisch zu den Polaritäten der Elektroden des dritten und des vierten BAW-Resonators 203, 204.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen von verbesserter Leistungshandhabbarkeit, niedrigeren Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten bietet die Vorrichtung 200 auch eine integrierte Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörung-(IMD, intermodulation distortion)-Produkte, die allgemein einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, welche die akustischen Resonatoren umfassen, haben können. Zu diesem Zweck verringert die Verbindung einer geraden Anzahl von BAW-Resonatoren in dem ersten und in dem zweiten Arm der Vorrichtung 200 in Anti-Serie signifikant die Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und die Intermodulationsstörung (IMD). Als solche verringert die Verbindung des ersten BAW-Resonators 201 mit dem zweiten BAW-Resonator 202 in Anti-Serie und die Verbindung des dritten BAW-Resonators 203 mit dem vierten BAW-Resonator 204 in Anti-Serie signifikant die Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und die Intermodulationsstörung (IMD). Weitere Einzelheiten der Verringerung von Oberwellen höherer Ordnung können gefunden werden in dem Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" („Verringerung der Störung der zweiten Harmonischen unter Verwendung von Verbindungen in Anti-Serie und anti-parallel") von G. Stroe et al., IEEE 2011, und in der US-Patentanmeldungsveröffentlichungsschrift Nr. 2006/0290446 an Aigner et al. Die gesamten Offenbarungen der IEEE-Veröffentlichung und der US-Patentanmeldungsveröffentlichungsschrift werden hierin durch Verweis spezifisch aufgenommen.
  • 2D zeigt eine Aufsicht der Vorrichtung 200‘ gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Insbesondere können bestimmte gemeinsame Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Vorrichtung 200‘ im Verhältnis zur Vorrichtung 200 nicht wiederholt werden, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 200‘ ist im Wesentlichen identisch zu der Vorrichtung 200, die im Zusammenhang mit der 2A beschrieben worden ist, mit der Ausnahme, dass der Eingang 205 aufgeteilt ist mit Verbindungen, die zu der ersten oberen Elektrode 207 und der dritten oberen Elektrode 209 hergestellt sind, und dass die Ausgänge von der zweiten oberen Elektrode 209 und der vierten oberen Elektrode 210 an dem Ausgang 206 kombiniert sind. Somit ist in der Essenz der aufgeteilte Eingang an den oberen Elektroden des ersten und des dritten BAW-Resonators 201, 203 bereitgestellt, und ist der kombinierte Ausgang von den oberen Elektroden des zweiten und des vierten BAW-Resonators 202, 204 bereitgestellt. Diese Verbindungen können in 2E, die eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 200‘ ist, und in dem schematischen Schaubild der 2E gesehen werden. Die elektrische und thermische Leistungsfähigkeit der Vorrichtung 200‘ ist im Wesentlichen die gleiche wie die der Vorrichtung 200, jedoch kann sie in Abhängigkeit von dem Entwurf des Filters nützlich sein, weil der Eingang 205 und der Ausgang 206 in der Vorrichtung 200‘ auf dem gleichen Maskenniveau wie die oberen Elektroden 207, 208, 209, 210 sind. Im Gegensatz dazu sind in der Vorrichtung 200 der Eingang 205 und der Ausgang 206 auf dem gleichen Maskenniveau wie die unteren Elektroden 212, 214, 216, 218.
  • So wie das in der Beschreibung der Vorrichtung 200 der Fall war, hat jeder von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 eine mit AΩ bezeichnete, grundlegende elektrische Impedanz, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 200 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist.
  • Wie bei der Vorrichtung 200 sind der erste und der zweite BAW-Resonator 201, 202 in Anti-Serie verbunden, und sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 203, 204 in Anti-Serie verbunden. Gleichermaßen sind der erste BAW-Resonator 201 und der zweite BAW-Resonator 202 parallel verbunden mit dem dritten BAW-Resonator 203 und dem vierten BAW-Resonator 204. Ebenso wie in der Vorrichtung 200 und aufgrund der Größe und der Verbindung mit der Stromaufteilung zu dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204, bietet auch die Vorrichtung 200‘ eine verbesserte Leistungshandhabbarkeit, niedrigere Betriebstemperaturen und signifikant verringerte thermische Gradienten, was sich vereint zu einer Verbesserung der elektrischen Leistungsfähigkeit der Vorrichtung 200‘. Gleichermaßen führen die Verbindung in Anti-Serie von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 201, 202 und die Verbindung in Anti-Serie von dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 203, 204 zu einer verbesserten Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkten, die einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, welche die akustischen Resonatoren umfassen, im allgemeinen haben können.
  • 2G zeigt eine Aufsicht einer Vorrichtung 200“ gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Vorrichtung 200“ kann eine Komponente von einem Filter (z.B. von einem Leiterfilter oder einem Gitterfilter) sein. Die Vorrichtung 200“ enthält viele Merkmale, Einzelheiten und Vorteile gemeinsam mit der Vorrichtung 200 einer repräsentativen Ausführungsform, die im Zusammenhang mit den 2A bis 2C beschrieben ist. Viele dieser gemeinsamen Merkmale, Einzelheiten und Vorteile werden nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 200“ umfasst einen ersten BAW-Resonator 201“, einen zweiten BAW-Resonator 202“, einen dritten BAW-Resonator 203 und einen vierten BAW-Resonator 204. Ein Eingang 205 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 201“, 203 auf, und ein Ausgang 206 empfängt entsprechende Ausgänge von dem zweiten und dem vierten BAW-Resonator 202“, 204. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche, was zu einem im Wesentlichen gleichen Strom in jedem Arm führt, aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Ärme“. Als solcher teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 205 den elektrischen Strom von dem Eingang 205 im Wesentlichen gleich in zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 201“ und den zweiten BAW-Resonator 202“ umfasst, und wobei der zweite Arm den dritten BAW-Resonator 203 und den vierten BAW-Resonator 204 umfasst.
  • Wie in 2G gezeigt, ist eine erste obere Elektrode 207“ des ersten BAW-Resonators 201“ mit einer zweiten oberen Elektrode 208“ des zweiten BAW-Resonators 202“ verbunden, und ist eine dritte obere Elektrode 209 des dritten BAW-Resonators 203 mit einer vierten oberen Elektrode 210 des vierten BAW-Resonators 204 verbunden.
  • In vielen der hierin beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen umfassen die Vorrichtungen BAW-Resonatoren mit im Wesentlichen den gleichen Flächenabmessungen und der gleichen elektrischen Impedanz. Es wird betont, dass dies lediglich veranschaulichend ist und dass Vorrichtungen, die BAW-Resonatoren mit verschiedenen Flächenabmessungen umfassen, vorgesehen sind. Tatsächlich können in vielen Leistungsfilter-Anwendungen ein oder mehrere BAW-Resonatoren der repräsentativen Ausführungsformen in einem oder mehreren Armen bereitgestellt werden, und dies können vergleichsweise große aktive Flächen (und folglich Flächenabmessung) aufweisen, so dass die Vorrichtung 200“ eine erhöhte Leistungshandhabungsfähigkeit bereitstellt. Die elektrische Impedanz der Vorrichtung 200“ kann unter Verwendung von Resonatoren mit im Wesentlichen identischer Form und im Wesentlichen identischer Größe oder durch Verwenden von Resonatoren von verschiedenen Größen erzielt werden. Insbesondere jedoch hat der kleinere Resonator (z.B. der zweite BAW-Resonator 202“ oder erste BAW-Resonator 201“, die unten beschrieben sind) eine aktive Fläche, die eine kleinere Fläche als die bekannten BAW-Resonatoren aufweist, wobei sie die Vorteile aufgrund der Stromaufteilung am Eingang gemäß der repräsentativen Ausführungsformen erlangt.
  • Als Beispiel weist der zweite BAW-Resonator 202“ eine aktive Fläche mit einer erhöhten Flächengröße und einer entsprechend verringerten elektrischen Impedanz A – XΩ auf. Weil die Summe der elektrischen Impedanzen der BAW-Resonatoren in jedem Arm ausgewählt werden müssen, so dass die elektrische Gesamtimpedanz der Vorrichtung 200“ auf einem gewünschten Wert (z.B. 50Ω) ist, muss die elektrische Impedanz des ersten BAW-Resonators 201“ auf A + XΩ vergrößert, und folglich die Flächenabmessung seiner aktiven Fläche entsprechend verringert werden. Als solche bleibt die Summe der Impedanzen des ersten Arms 2AΩ, was parallel mit dem zweiten Arm, der den dritten BAW-Resonator 203 und den vierten BAW-Resonator 204 umfasst, eine elektrische Impedanz von AΩ für die Vorrichtung 200“ bereitstellt.
  • Wie in 2H gezeigt, sind die erste und die zweite obere Elektrode 207“, 208“ verbunden und sind die dritte und die vierte obere Elektrode 209, 210 verbunden. Der Eingang 205 ist aufgeteilt mit im Wesentlichen gleichen elektrischen Strömen, die in die zwei Arme durch die erste und die dritte untere Elektrode 212, 216 gehen, wohingegen die entsprechenden Ausgänge der zweiten und der vierten unteren Elektroden 214, 218 an dem Ausgang 206 kombiniert sind.
  • Auf der Grundlage der in 2H gezeigten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 2I gezeigt sind, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 201“, 202“ in Anti-Serie verbunden, und sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 203, 204 in Anti-Serie verbunden. Das heißt, in der dargestellten Ausführungsform ist die erste obere Elektrode 207“ des ersten BAW-Resonators 201“ mit der zweiten oberen Elektrode 208“ des zweiten BAW-Resonators 202“ verbunden, ist die erste untere Elektrode 212 mit dem Eingang 202 verbunden, und ist die zweite untere Elektrode 214 mit dem Ausgang 206 verbunden. Gleichermaßen ist die dritte obere Elektrode 209 des dritten BAW-Resonators 203 mit der vierten oberen Elektrode 210 des vierten BAW-Resonators 204 verbunden, ist die dritte untere Elektrode 216 mit dem Eingang 205 verbunden und ist die vierte untere Elektrode 218 mit dem Ausgang 206 verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste BAW-Resonator 201“ und der zweite BAW-Resonator 202“ (d.h. der erste Arm) parallel verbunden mit dem dritten BAW-Resonator 203 und dem vierten BAW-Resonator 204 (d.h. dem zweiten Arm). 2J zeigt eine Aufsicht einer Vorrichtung 200“‘ gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Die Vorrichtung 200“‘ kann eine Komponente eines Filters (z.B. ein Leiterfilter oder ein Gitterfilter) sein. Die Vorrichtung 200“‘ umfasst viele Merkmale, Einzelheiten und Vorteile gemeinsam mit den Vorrichtungen 200, 200“ der im Zusammenhang mit den 2A bis 2C und 2F bis 2I beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen. Viele dieser gemeinsamen Merkmale, Einzelheiten und Vorteile werden nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 200“‘ umfasst einen ersten BAW-Resonator 201“‘, einen zweiten BAW-Resonator 203 und einen dritten BAW-Resonator 204. Ein Eingang 205 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem dritten BAW-Resonator 201“‘, 203 auf, und ein Ausgang 206 empfängt entsprechende Ausgänge von dem ersten und dem dritten BAW-Resonator 201“‘, 204. Des Weiteren ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem Arm führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 205 den elektrischen Strom von dem Eingang 205 im Wesentlichen gleich in zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 201“‘ umfasst, und wobei der zweite Arm den zweiten BAW-Resonator 203 und den dritten BAW-Resonator 204 umfasst.
  • Ebenso wie die im Zusammenhang mit den 2G bis 2I beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung 200“‘ einen Arm mit einem BAW-Resonator (d.h. der erste BAW-Resonator 201“‘‘) und weist eine relativ große aktive Fläche (und folglich Flächenabmessung) auf, um eine erhöhte Leistungshandhabbarkeits-Fähigkeit bereitzustellen. Jedoch und wie oben angemerkt, weist der erste BAW-Resonator 201“‘ eine aktive Fläche auf, die eine kleinere Fläche als die bekannten BAW-Resonatoren aufweist, wobei sie die Vorteile des aufgeteilten Stroms an dem Eingang 205 gemäß der repräsentativen Ausführungsformen erlangt.
  • In der vorliegend beschriebenen Ausführungsform hat der erste BAW-Resonator 201“‘ eine elektrische Impedanz von 2 × AΩ, und die Flächenabmessung von seiner aktiven Fläche ist entsprechend verringert. Der dritte und der vierte BAW-Resonator 203, 205 haben jeweils eine elektrische Impedanz von AΩ. Als solche ist die elektrische Impedanz der Vorrichtung 200“‘, die die parallele Summe von der elektrischen Impedanz des ersten BAW-Resonators 201“‘ parallel zu dem zweiten Arm, der den dritten BAW-Resonator 203 und den vierten BAW-Resonator 204 umfasst, vom Wert AΩ.
  • Auf der Grundlage der in 2K dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 2L gezeigt sind, sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 203, 204 in Anti-Serie verbunden. Des Weiteren ist der erste BAW-Resonator 201“‘ (d.h. der erste Arm) mit dem dritten BAW-Resonator 203 und dem vierten BAW-Resonator 204 (d.h. dem zweiten Arm) parallel verbunden.
  • 3A zeigt eine Aufsicht einer Vorrichtung 300 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Insbesondere werden bestimmte gemeinsame Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Vorrichtung 300 zu den Vorrichtungen 200, 200‘ häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 300 kann eine Komponente eines Filters (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 300 umfasst einen ersten BAW-Resonator 301, einen zweiten BAW-Resonator 302, einen dritten BAW-Resonator 303 und einen vierten BAW-Resonator 304. Ein Eingang 305 teilt sich auf in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem dritten BAW-Resonator 301, 303, und ein Ausgang 306 empfängt entsprechende Ausgänge von dem zweiten und dem vierten BAW-Resonator 302, 304. Des Weiteren ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 305 den Strom von dem Eingang 305 im Wesentlichen gleich in die zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 301 und den zweiten BAW-Resonator 302 umfasst, und wobei der zweite Arm den dritten BAW-Resonator 303 und den vierten BAW-Resonator 304 umfasst.
  • Wie in 3A gezeigt, ist eine erste obere Elektrode 307 des ersten BAW-Resonators 301 mit einer zweiten oberen Elektrode 308 des zweiten BAW-Resonators 302 verbunden, und ist eine dritte obere Elektrode 309 des dritten BAW-Resonators 303 mit einer vierten oberen Elektrode 210 des vierten BAW-Resonators 304 verbunden. Insbesondere weist jeder von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 301 bis 304 eine mit AΩ bezeichnete, grundlegende elektrische Impedanz auf, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 300 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. So wie das unten vollständiger im Zusammenhang mit anderen repräsentativen Ausführungsformen beschrieben werden wird, sind die Flächenabmessungen der aktiven Fläche der BAW-Resonatoren eingestellt, um zu gewährleisten, dass jede Vorrichtung der repräsentativen Ausführungsformen die ausgewählte elektrische Impedanz aufweist.
  • 3B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 300, die zum Darstellen der vielfältigen Komponenten von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 301 bis 304 und den vielfältigen Verbindungen zu diesen nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 301 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 311 und eine erste untere Elektrode 312. Der zweite BAW-Resonator 302 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 313 und eine zweite untere Elektrode 314. Der dritte BAW-Resonator 303 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 315 und eine dritte untere Elektrode 316. Der vierte BAW-Resonator 304 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 317 und eine vierte untere Elektrode 318. Jeder von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 301 bis 304 umfasst einen akustischen Reflektor 319, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor ist. Wie oben erwähnt, weist jede von der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten piezoelektrischen Schicht 311, 313, 315 und 317 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 3B gezeigt, sind die erste und die zweite obere Elektrode 307, 308 und die dritte und die vierte untere Elektrode 316, 318 verbunden. Der Eingang 305 ist aufgeteilt, wobei im Wesentlichen ein gleicher Strom in jeden Arm der Vorrichtung 300 durch die erste untere Elektrode 312 und die dritte obere Elektrode 309 bereitgestellt wird, wohingegen die entsprechenden Ausgänge der zweiten unteren Elektrode 314 und der vierten oberen Elektrode 310 an dem Ausgang 306 kombiniert sind.
  • Auf der Grundlage der in 3B dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 3C dargestellt sind, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 301, 302 in Anti-Serie verbunden, und sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 303, 304 in Anti-Serie verbunden. Das heißt, die erste obere Elektrode 307 des ersten BAW-Resonators 301 ist mit der zweiten oberen Elektrode 308 des zweiten BAW-Resonators 302 verbunden, die dritte untere Elektrode 316 ist mit der vierten unteren Elektrode 318 verbunden, die erste untere Elektrode 312 und die dritte obere Elektrode 309 sind mit dem Eingang 305 verbunden, und die zweite untere Elektrode 314 und die vierte obere Elektrode 310 sind mit dem Ausgang 306 verbunden. Gleichermaßen ist die dritte untere Elektrode 316 des dritten BAW-Resonators 303 mit der vierten unteren Elektrode 318 des vierten BAW-Resonators 304 verbunden, ist die dritte untere Elektrode 316 mit dem Eingang 305 verbunden, und ist die vierte untere Elektrode 318 mit dem Ausgang 306 verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste BAW-Resonator 301 und der zweite BAW-Resonator 302 (d.h. der erste Arm) mit dem dritten BAW-Resonator 303 und dem vierten BAW-Resonator 304 (d.h. dem zweiten Arm) anti-parallel verbunden. Das heißt, die dritte obere Elektrode 309 des dritten BAW-Resonators 303 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. an dem Eingang 305) mit der ersten unteren Elektrode 312 des ersten BAW-Resonators 301, und die erste obere Elektrode 307 bildet eine gemeinsame Verbindung mit der zweiten oberen Elektrode 308. Gleichermaßen bildet die vierte obere Elektrode 310 eine gemeinsame Verbindung (d.h. an dem Ausgang 306) mit der zweiten unteren Elektrode 314, und die vierte untere Elektrode 318 bildet eine gemeinsame Verbindung mit der dritten unteren Elektrode 316. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden des ersten und des zweiten BAW-Resonators 301, 302 des ersten Arms entgegengesetzt (oder umgekehrt) zu den Polaritäten der Elektroden des dritten und des vierten BAW-Resonators 303, 304 des zweiten Arms.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen einer verbesserten Leistungshandhabbarkeit, niedrigerer Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten bietet die Vorrichtung 300 auch eine verbesserte Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte, die allgemein einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die die akustischen Resonatoren aufweisen, haben können. Zu diesem Zweck verringert die Verbindung von geradzahligen Anzahlen von BAW-Resonatoren in jedem von dem ersten und zweiten Arm der Vorrichtung 300 in Anti-Serie und die anti-parallele Verbindung von Resonatoren in dem ersten und in dem zweiten Arm die Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und die Intermodulationsstörung (IMD). Als solche verringert die Verbindung in Anti-Serie des ersten BAW-Resonators 301 mit dem zweiten BAW-Resonator 302, die Verbindung in Anti-Serie des dritten BAW-Resonators 303 mit dem vierten BAW-Resonator 304, die anti-parallele Verbindung von dem ersten BAW-Resonator 301 und dem zweiten BAW-Resonator 302 mit dem dritten BAW-Resonator 303 und dem vierten BAW-Resonator 304 die Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und die Intermodulationsstörung (IMD). Wiederum können weitere Einzelheiten der Verringerung von Oberwellen höherer Ordnung gefunden werden in dem oben bezeichneten Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" von G. Stroe et al., IEEE 2011, und in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006/0290446 an Aigner et al.
  • 3D zeigt eine Aufsicht auf die Vorrichtung 300‘ gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Insbesondere werden bestimmte gemeinsame Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Vorrichtung 300‘ zu der Vorrichtung 300 häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 300‘ ist im Wesentlichen identisch zu der Vorrichtung 300, die im Zusammenhang mit der 3A beschrieben ist, mit der Ausnahme, dass der Eingang 305 aufgeteilt ist in Verbindungen, die zu der ersten oberen Elektrode 307 und der dritten oberen Elektrode 316 hergestellt sind, und dass die Ausgänge der zweiten oberen Elektrode 308 und der vierten unteren Elektrode 318 an dem Ausgang 306 kombiniert sind. Diese Verbindungen können in 3E, die eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 300‘ ist, und in der schematischen Darstellung der 3F gesehen werden.
  • So wie das in der Beschreibung der Vorrichtung 300‘ der Fall war, weist jeder von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 301 bis 304 eine mit AΩ bezeichnete, grundlegende elektrische Impedanz auf, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 300‘ eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist.
  • Wie in der Vorrichtung 300, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 301, 302 der Vorrichtung 300‘ in Anti-Serie verbunden, und sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 303, 304 in Anti-Serie verbunden. Gleichermaßen sind der erste BAW-Resonator 301 und der zweite BAW-Resonator 302 (d.h. der erste Arm) mit dem dritten BAW-Resonator 303 und dem vierten BAW-Resonator 304 (d.h. dem zweiten Arm) anti-parallel verbunden.
  • Wie in der Vorrichtung 300 und aufgrund der Größe und der Verbindung mit aufgeteiltem Strom von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 301 bis 304, bietet die Vorrichtung 300‘ eine verbesserte Leistungshandhabbarkeit, niedrigere Betriebstemperaturen und signifikant verringerte thermische Gradienten, was sich kombiniert, um die elektrische Leistungsfähigkeit der Vorrichtung 300‘ zu verbessern. Gleichermaßen bieten die Verbindungen in Anti-Serie von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 201, 202, die Verbindungen in Anti-Serie von dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 303, 304, und die anti-parallele Verbindung von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 301, 302 mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 303, 304 eine Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte, die einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die die akustischen Resonatoren umfassen, im allgemeinen aufweisen.
  • 4A zeigt eine Aufsicht einer Vorrichtung 400 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Vorrichtung 400 sind gemeinsam mit denjenigen der Vorrichtungen 200, 200‘ und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 400 kann eine Komponente eines Filters (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 400 umfasst einen ersten BAW-Resonator 401, einen zweiten BAW-Resonator 402, einen dritten BAW-Resonator 403, einen vierten BAW-Resonator 404, einen fünften BAW-Resonator 405 und einen sechsten BAW-Resonator 406. Ein Eingang 407 teilt sich auf in entsprechende Eingänge von dem ersten, dem dritten und dem fünften BAW-Resonator 401, 403, 405, und ein Ausgang 408 empfängt entsprechende Ausgänge von dem zweiten, dem vierten und dem sechsten BAW-Resonator 402, 404, 406. Des Weiteren ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem „Arm“, was aufgrund der elektrisch parallelen Anordnung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 407 den Strom im Wesentlichen gleich in drei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 401 und den zweiten BAW-Resonator 402 umfasst, wobei der zweite Arm den dritten BAW-Resonator 403 und den vierten BAW-Resonator 404, und wobei der dritte Arm den fünften BAW-Resonator 405 und den sechsten BAW-Resonator 406 umfasst.
  • Wie in 4A dargestellt, ist eine erste obere Elektrode 409 des ersten BAW-Resonators 401 mit einer zweiten oberen Elektrode 410 des zweiten BAW-Resonators 402 verbunden, ist eine dritte obere Elektrode 411 des dritten BAW-Resonators 403 mit einer vierten oberen Elektrode 412 des vierten BAW-Resonators 404 verbunden, und ist eine fünfte obere Elektrode 413 des fünften BAW-Resonators 405 mit einer sechsten oberen Elektrode 414 des sechsten BAW-Resonators 406 verbunden.
  • Wie zuvor erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 200 bis 300‘) vier BAW-Resonatoren, die eine mit AΩ bezeichnete, elektrische Basisimpedanz aufweisen, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. Im Gegensatz dazu, mit den elektrischen Verbindungen der sechs BAW-Resonatoren der Vorrichtung 400, und um die gleiche elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) wie die Vorrichtungen 200 bis 300‘ aufzuweisen, muss die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 401 bis 406 größer sein als die elektrische „Basis“-Impedanz. Insbesondere muss jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 401 bis 406 eine elektrische Impedanz von näherungsweise 1,5 Mal (d.h. 1,5 AΩ) der elektrischen Impedanz der BAW-Resonatoren auf, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 3B beschrieben sind, aufweisen. So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 401 bis 406 eingestellt werden, indem eine aktive Fläche für jeden von den sechs BAW-Resonatoren 401 bis 406 bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 1,5 Mal kleiner ist als die aktive Fläche des Basis-BAW-Resonators (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200). Des Weiteren und so wie das klarer wird, wenn die vorliegende Beschreibung fortgesetzt wird, können zusätzliche BAW-Resonatoren zu der Vorrichtung 400 hinzugefügt werden, und zwar in Form von zusätzlichen Armen, die zwei Resonatoren umfassen, wobei alle BAW-Resonatoren eine verringerte Flächenabmessung aufweisen. Derartige Ausführungsformen sind aus den vorliegenden Lehren vorgesehen.
  • 4B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 400, die zum Darstellen der vielfältigen Komponenten von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 401 bis 406 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 401 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 415 und eine erste untere Elektrode 416. Der zweite BAW-Resonator 402 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 417 und eine zweite untere Elektrode 418. Der dritte BAW-Resonator 403 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 419 und eine dritte untere Elektrode 420. Der vierte BAW-Resonator 404 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 421 und eine vierte untere Elektrode 422. Der fünfte BAW-Resonator 405 umfasst eine fünfte piezoelektrische Schicht 423 und eine fünfte untere Elektrode 424. Der sechste BAW-Resonator 406 umfasst eine sechste piezoelektrische Schicht 425 und eine sechste untere Elektrode 426. Jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 401 bis 406 umfasst einen akustischen Reflektor 427, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor ist. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten bis sechsten piezoelektrischen Schicht 415, 417, 419, 421, 423 und 425 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die gleiche Polarisationsachsenrichtung auf.
  • Wie in 4B dargestellt, sind die erste und die zweite obere Elektrode 409, 410 verbunden, sind die dritte und die vierte obere Elektrode 411, 412 verbunden, und sind die fünfte und die sechste obere Elektrode 413, 414 verbunden. Der Eingang 407 ist aufgeteilt in im Wesentlichen gleiche elektrische Ströme, die in die drei Arme durch die erste, dritte und fünfte untere Elektrode 416, 420, 424 hindurchgehen, wohingegen die entsprechenden Ausgänge von der zweiten, vierten und sechsten unteren Elektrode 418, 422 und 426 an dem Ausgang 408 kombiniert sind.
  • Auf der Grundlage der in 4B dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 4C dargestellt sind, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 401, 402 in Anti-Serie verbunden, sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 403, 404 in Anti-Serie verbunden, und sind der fünfte und der sechste BAW-Resonator 405, 406 in Anti-Serie verbunden. Das heißt, in der dargestellten Ausführungsform ist die erste obere Elektrode 409 des ersten BAW-Resonators 401 mit der zweiten oberen Elektrode 410 des zweiten BAW-Resonators 402 verbunden, ist die erste untere Elektrode 416 mit dem Eingang 407 verbunden, und ist die zweite untere Elektrode 418 mit dem Ausgang 408 verbunden. Gleichermaßen ist die dritte obere Elektrode 411 des dritten BAW-Resonators 403 mit der vierten oberen Elektrode 412 des vierten BAW-Resonators 404 verbunden, ist die dritte untere Elektrode 420 mit dem Eingang 407 verbunden, und ist die vierte untere Elektrode 422 mit dem Ausgang 408 verbunden. Schließlich ist die fünfte obere Elektrode 413 des fünften BAW-Resonators 405 mit der sechsten oberen Elektrode 414 des sechsten BAW-Resonators 406 verbunden, ist die fünfte untere Elektrode 424 mit dem Eingang 407 verbunden, und ist die sechste untere Elektrode 426 mit dem Ausgang 408 verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste, der zweite und der dritte Arm der Vorrichtung 400 parallel verbunden. Das heißt, der erste BAW-Resonator 401 und der zweite BAW-Resonator 402 sind parallel verbunden zu dritten BAW-Resonator 403 und dem vierten BAW-Resonator 404, und auch parallel zu dem fünften BAW-Resonator 405 und dem sechsten BAW-Resonator 406, die implizit parallel sind mit dem dritten BAW-Resonator 403 und dem vierten BAW-Resonator 404. Als solche bildet die erste obere Elektrode 409 des ersten BAW-Resonators 401 eine gemeinsame Verbindung mit der zweiten oberen Elektrode 410 des zweiten BAW-Resonators 402 aus, die dritte obere Elektrode 411 bildet eine gemeinsame Verbindung mit der vierten oberen Elektrode 412 aus, die fünfte obere Elektrode 413 bildet eine gemeinsame Verbindung mit der sechsten oberen Elektrode 414, und die erste untere Elektrode 416 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Eingang 407) mit der dritten unteren Elektrode 420, die wiederum eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Eingang 407) mit der fünften unteren Elektrode 424 ausbildet. Gleichermaßen bildet die zweite untere Elektrode 418 eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Ausgang 408) mit der vierten unteren Elektrode 422, und die vierte untere Elektrode 422 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Ausgang 408) mit der sechsten unteren Elektrode 426 aus. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 401, 402 des ersten Arms identisch zu den Polaritäten der Elektroden von dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 403, 404 des zweiten Arms, und sind die Polaritäten der Elektroden des dritten und des vierten BAW-Resonators 403, 404 identisch zu den Polaritäten der Elektroden des fünften und des sechsten BAW-Resonators 405, 406 des dritten Arms.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen einer verbesserten Leistungshandhabung, niedrigeren Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten stellt die Vorrichtung 400 auch eine verbesserte Verringerung von nicht-linearen Effekten bereit, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte, die allgemein einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, welche die akustischen Resonatoren umfassen, aufweisen können. Als solche verringert die Verbindung in Anti-Serie von dem ersten BAW-Resonator 401 mit dem zweiten BAW-Resonator 402 und die Verbindung in Anti-Serie von dem dritten BAW-Resonator 403 mit dem vierten BAW-Resonator 404, und die Verbindung in Anti-Serie von dem fünften BAW-Resonator 405 mit dem sechsten BAW-Resonator 406 die Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und die Intermodulationsstörung (IMD). Weitere Einzelheiten der Verringerung von Harmonischen höherer Ordnung können gefunden werden in dem oben bezeichneten Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" von G. Stroe et al., IEEE 2011 und in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung 2006/0290446 an Aigner et al.
  • 4D zeigt eine Aufsicht der Vorrichtung 400‘ gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Insbesondere werden einige gemeinsame Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Vorrichtung 400‘ mit der Vorrichtung 400 häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 400‘ ist im Wesentlichen identisch mit der Vorrichtung 400, die im Zusammenhang mit der 4A beschrieben ist, mit der Ausnahme, dass der Eingang 404 in Verbindungen aufgeteilt ist, die zu der ersten oberen Elektrode 409, der dritten oberen Elektrode 411 und der fünften oberen Elektrode 413 hergestellt sind, und dass die Ausgänge der zweiten oberen Elektrode 411, der vierten oberen Elektrode 412 und der fünften oberen Elektrode 414 an dem Ausgang 408 kombiniert sind. Diese Verbindungen können auch in 4E, die eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 400‘ ist, und in der schematischen Darstellung der 4E gesehen werden.
  • So wie das in der Beschreibung der Vorrichtung 400 der Fall war, weist jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 401 bis 406 eine elektrische Impedanz von 1,5 AΩ auf, was so gewählt ist, dass die Vorrichtung 400‘ die gleiche Eingangsimpedanz (z.B. 50Ω) aufweist wie Vorrichtungen mit weniger Armen (z.B. die Vorrichtung 200).
  • Wie in der Vorrichtung 400, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 401, 402 der Vorrichtung 400‘ in Anti-Serie verbunden. Der dritte und der vierte BAW-Resonator 403, 404 sind Anti-Serie verbunden, und der vierte und der fünfte BAW-Resonator 405, 406 sind in Anti-Serie verbunden. Gleichermaßen sind der erste, der zweite und der dritte Arm der Vorrichtung 400‘ parallel verbunden. Als solche sind der erste BAW-Resonator 401 und der zweite BAW-Resonator 402 anti-parallel verbunden mit dem dritten BAW-Resonator 403 und dem vierten BAW-Resonator 404. Wie in der Vorrichtung 400 und aufgrund der Größe und der Verbindung mit aufgeteiltem Strom für den ersten bis sechsten BAW-Resonator 401 bis 406, bietet die Vorrichtung 400‘ eine verbesserte Leistungshandhabung, niedrigere Betriebstemperaturen und signifikant verringerte thermische Gradienten, was kombiniert zum Verbessern der elektrischen Leitungsfähigkeit der Vorrichtung 400‘ führt. Gleichermaßen bieten die Verbindung in Anti-Serie von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 401, 402, die Verbindung in Anti-Serie von dem dritten und vierten BAW-Resonator 403, 404 und die Verbindung in Anti-Serie von dem fünften und sechsten BAW-Resonator 405, 406 eine verbesserte Unterdrückung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte, was allgemein einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die die akustischen Resonatoren umfassen, aufweisen kann.
  • 5A zeigt eine Aufsicht einer Vorrichtung 500 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Aspekte der Vorrichtung 500 sind gemeinsam mit denjenigen der Vorrichtungen 400, 400‘ und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 500 kann eine Komponente eines Filters (nicht gezeigt) sein, der eine Vielzahl von Vorrichtungen 500 aufweist, die miteinander selektiv (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) verbunden sind. Die Vorrichtung 500 umfasst einen ersten BAW-Resonator 501, einen zweiten BAW-Resonator 502, einen dritten BAW-Resonator 503, einen vierten BAW-Resonator 504, einen fünften BAW-Resonator 505 und einen sechsten BAW-Resonator 506. Ein Eingang 507 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten, dem dritten und dem fünften BAW-Resonator 501, 503, 505 auf, und ein Ausgang 508 empfängt entsprechende Ausgänge von dem zweiten, dem vierten und dem sechsten BAW-Resonator 502, 504, 506. Darüber hinaus und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu einem im Wesentlichen gleichen Strom in jedem Arm führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 507 den Strom von dem Eingang 507 im Wesentlichen gleich in die drei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 501 und den zweiten BAW-Resonator 502 umfasst, wobei der zweite Arm den dritten BAW-Resonator 503 und den vierten BAW-Resonator 504 umfasst, und wobei der dritte Arm den fünften BAW-Resonator 505 und den sechsen BAW-Resonator 506 umfasst.
  • Wie in 5A dargestellt, ist eine erste obere Elektrode 509 des ersten BAW-Resonators 501 mit einer zweiten oberen Elektrode 510 des zweiten BAW-Resonators 502 verbunden, ist eine dritte obere Elektrode 511 des dritten BAW-Resonators 503 mit einer vierten oberen Elektrode 512 des vierten BAW-Resonators 504 verbunden, und ist eine fünfte obere Elektrode 513 des fünften BAW-Resonators 505 mit einer sechsten oberen Elektrode 514 des sechsten BAW-Resonators 506 verbunden.
  • Wie oben erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 200 bis 300‘) vier BAW-Resonatoren, die eine mit AΩ bezeichnete elektrische Basis-Impedanz aufweisen, die so ausgewählt ist, dass diese Vorrichtungen eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweisen. Im Gegensatz dazu, mit den elektrischen Verbindungen der sechs BAW-Resonatoren der Vorrichtung 500, und um die gleiche elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) wie die Vorrichtungen 200 bis 300‘ aufzuweisen, muss die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 501 bis 506 größer als die elektrische „Basis“-Impedanz sein. Insbesondere muss jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 501 bis 506 eine elektrische Impedanz von näherungsweise 1,5 Mal (d.h. 1,5 AΩ) der elektrischen Impedanz von den BAW-Resonatoren aufweisen, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 2D beschrieben sind. So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 501 bis 506 eingestellt werden, indem eine aktive Fläche bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 1,5 Mal kleiner als die aktive Fläche des Basis-BAW-Resonators (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200) ist.
  • Des Weiteren, so wie dies oben angemerkt ist und wie dies klarer werden wird, wenn die vorliegende Beschreibung fortgesetzt wird, können zusätzliche BAW-Resonatoren zu der Vorrichtung 500 hinzugefügt werden, und zwar in Form von zusätzlichen Armen, die zwei Resonatoren umfassen, oder zusätzlichen Resonatoren in jedem Arm, oder beides, wobei die BAW-Resonatoren und Arme in einer Vielfalt von Arten verbunden sein können (z.B. in Serie, in Anti-Serie, parallel und anti-parallel). So wie das gewertschätzt werden kann, wird das Hinzufügen von BAW-Resonatoren die Einstellung der aktiven Fläche von jedem BAW-Resonator erfordern, um die gleiche elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) zu erhalten. Derartige Ausführungsformen sind aus den vorliegenden Lehren vorgesehen.
  • 5B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 500, die zum Darstellen der vielfältigen Komponenten von dem ersten bis sechsten BAW-Resonatoren 501 bis 506 und den vielfältigen Verbindungen dahin hilfreich ist. Der erste BAW-Resonator 501 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 515 und eine erste untere Elektrode 516. Der zweite BAW-Resonator 502 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 517 und eine zweite untere Elektrode 518. Der dritte BAW-Resonator 503 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 519 und eine dritte untere Elektrode 520. Der vierte BAW-Resonator 504 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 521 und eine vierte untere Elektrode 522. Der fünfte BAW-Resonator 505 umfasst eine fünfte piezoelektrische Schicht 523 und eine fünfte untere Elektrode 524. Der sechste BAW-Resonator 506 umfasst eine sechste piezoelektrische Schicht 525 und eine sechste untere Elektrode 526. Jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 501 bis 506 umfasst einen akustischen Reflektor 527, der entweder eine Vertiefung oder ein Bragg-Reflektor sein kann. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten bis sechsten piezoelektrischen Schicht 515, 517, 519, 521, 523 und 525 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisierung in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 5B dargestellt, sind die erste und die zweite obere Elektrode 509, 510 verbunden, sind die dritte und die vierte untere Elektrode 520, 522 verbunden, und sind die fünfte und die sechste obere Elektrode 513, 515 verbunden. Der Eingang 507 ist aufgeteilt, wobei ein Strom durch die erste und fünfte untere Elektrode 516, 524 und die dritte obere Elektrode 511 geht, wohingegen die entsprechenden Ausgänge von der zweiten und der sechsten unteren Elektrode 518 und 526 und von der vierten oberen Elektrode 512 an dem Ausgang 206 kombiniert sind.
  • Auf der Grundlage der in 5B dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 5C dargestellt sind, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 501, 502 in Anti-Serie verbunden, sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 503, 504 in Anti-Serie verbunden, und sind der fünfte und der sechste BAW-Resonator 505, 506 in Anti-Serie verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste und der dritte Arm der Vorrichtung 500 parallel verbunden, und ist der zweite Arm mit jedem von dem ersten und dritten Arm anti-parallel verbunden. Das heißt, der erste BAW-Resonator 501 und der zweite BAW-Resonator 502 sind parallel zu dem fünften BAW-Resonator 505 und dem sechsten BAW-Resonator 506 verbunden, der dritte BAW-Resonator 503 und der vierte BAW-Resonator 504 sind mit dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 501, 502 anti-parallel verbunden und mit dem fünften und sechsten BAW-Resonator 505, 506 anti-parallel verbunden. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 501, 502 des ersten Arms entgegengesetzt zu den Polaritäten der Elektroden von dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 503, 504 des zweiten Arms, und sind die Polaritäten der Elektroden von dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 503, 504 des zweiten Arms entgegengesetzt zu den Polaritäten der Elektroden von dem fünften und dem sechsten Resonator 505, 506 des dritten Arms. Darüber hinaus sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 501, 502 des ersten Arms identisch zu den Polaritäten der Elektroden von dem fünften und dem sechsten Resonator 505, 506 des dritten Arms.
  • Die durch einen „kälteren“ Betrieb, verringerte thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit der Vorrichtung 500, umfassen insbesondere, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen des Qualitätsfaktors (Q) und der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 501 bis 506, eine verringerte Verschiebung des Durchlassbandes eines Filters, der die Vorrichtung 500 umfasst, ein verringerter Einfügungsverlust und eine Verringerung von Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und von Zwischenmodulations(IMD)-Produkten. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu der Mitte der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 501 bis 506, und weil der an dem Eingang 507 bereitgestellte Eingangsstrom „aufgeteilt“ wird, laufen der erste bis sechste BAW-Resonator 501 bis 506 auch kühler und bieten eine insgesamt verbesserte Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 500, die verbessert ist im Vergleich zu bekannten, größeren BAW-Resonatoren, die in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet werden, und die gleiche Größe der aktiven Fläche aufweisen wie die kombinierte aktive Fläche von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 501 bis 506. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 501 bis 506 und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis sechste BAW-Resonator 501 bis 506 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung als im Vergleich zu einem einzelnen BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie der kombinierte erste bis sechste BAW-Resonator 501 bis 506. Aufgrund dieser Verringerung der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes geringer, sind Einfügungsverluste besser und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und radioaktive) Verluste, die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 500 ebenfalls verringert.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen einer verbesserten Leistungshandhabung, niedrigeren Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten bietet die Vorrichtung 500 auch eine Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte, was allgemein einen nachträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die akustische Resonatoren umfassen, haben kann. Zu diesem Zweck verringert die Verbindung in Anti-Serie von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 501 bis 506 wie oben beschrieben, ebenso wie die anti-parallele Verbindung von dem zweiten Arm mit dem ersten und dem dritten Arm der Vorrichtung 500, Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und eine Intermodulationsstörung (IMD). Weitere Einzelheiten der Verringerung der Oberwellen höherer Ordnung können gefunden werden in dem oben bezeichneten Artikel („Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections") von G. Stroe et al., IEEE 2011, und in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006/0290446 an Aigner et al.
  • Die im Zusammenhang mit den 4A bis 5C beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen zeigen drei Arme, die jeweils drei BAW-Resonatoren aufweisen, die in Serie oder Anti-Serie verbunden sind, wobei die Arme parallel oder anti-parallel verbunden sind. Es wird betont, dass die vorliegenden Lehren nicht auf drei BAW-Resonatoren und drei Arme oder die Verbindungen der BAW-Resonatoren und Arme (d.h. in Serie, in Anti-Serie, parallel und anti-parallel), die spezifisch beschrieben worden sind, beschränkt sind. Vielmehr sehen die vorliegenden Lehren andere Konfigurationen von Verbindungen von den drei BAW-Resonatoren und den drei Armen vor, ebenso wie zusätzliche BAW-Resonatoren in jedem Arm und zusätzliche Arme, wobei die BAW-Resonatoren und die Arme in einer Vielzahl von Arten (d.h. in Serie, in Anti-Serie, parallel und anti-parallel) verbunden sein können.
  • 6A zeigt eine Aufsicht einer Vorrichtung 600 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Vorrichtung 600 sind gemeinsam mit denjenigen der Vorrichtungen 200, 200‘ und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebenen repräsentativen Ausführungsformen verschleiert werden.
  • Die Vorrichtung 600 kann eine Komponente von einem oder mehreren Sektionen eines Filters (nicht gezeigt) sein, der eine Mehrzahl von Vorrichtungen 600 umfasst, die selektiv miteinander verbunden sind (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung). Die Vorrichtung 600 umfasst einen ersten BAW-Resonator 601, einen zweiten BAW-Resonator 602, einen dritten BAW-Resonator 603 und einen vierten BAW-Resonator 604. Ein Eingang 605 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem dritten BAW-Resonator 601, 603 auf, und ein Ausgang 606 empfängt die entsprechenden Ausgänge von dem zweiten und vierten BAW-Resonator 602, 604. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ dieselbe in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solches teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 605 den Strom im Wesentlichen gleich von dem Eingang 605 in die zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 601 und den zweiten BAW-Resonator 602 umfasst, und wobei der zweite Arm den dritten BAW-Resonator 603 und den vierten BAW-Resonator 604 umfasst.
  • 6B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 600, die zum Darstellen der vielfältigen Komponenten von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 601 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 611 und eine erste untere Elektrode 612. Der zweite BAW-Resonator 602 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 612 und eine zweite untere Elektrode 614. Der dritte BAW-Resonator 603 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 615 und eine dritte untere Elektrode 616. Der vierte BAW-Resonator 604 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 617 und eine vierte untere Elektrode 618. Jeder von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604 umfasst einen akustischen Reflektor 619, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor sein kann. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten piezoelektrischen Schicht 611, 613, 615 und 617 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 6B dargestellt, ist eine erste obere Elektrode 607 des ersten BAW-Resonators 601 mit einer zweiten unteren Elektrode 614 des zweiten BAW-Resonators 602 verbunden, und ist eine dritte obere Elektrode 609 des dritten BAW-Resonators 603 mit einer vierten unteren Elektrode 618 des vierten BAW-Resonators 604 verbunden. Insbesondere weist jeder von diesen ersten bis vierten BAW-Resonatoren 601 bis 604 eine mit AΩ bezeichnete elektrische Basis-Impedanz auf, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 600 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. So wie das unten im Zusammenhang mit anderen repräsentativen Ausführungsformen vollständiger beschrieben werden wird, sind die Flächenabmessungen der aktiven Fläche der BAW-Resonatoren verändert, um sicherzustellen, dass jede Vorrichtung der repräsentativen Ausführungsformen die ausgewählte elektrische Impedanz aufweist.
  • Der Eingang 605 ist aufgeteilt, wobei der Strom in die erste und die dritte untere Elektrode 612, 616 geht, wohingegen die entsprechenden Ausgänge von der zweiten und der vierten oberen Elektrode 608, 610 an dem Ausgang 606 kombiniert werden.
  • Auf der Grundlage der in 6B dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 6C dargestellt sind, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 601, 602 in Serie verbunden und sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 603, 604 in Serie verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste BAW-Resonator 601 und der zweite BAW-Resonator 602 (d.h. der erste Arm) mit dem dritten BAW-Resonator 603 und dem vierten BAW-Resonator 604 (d.h. dem zweiten Arm) parallel verbunden. Das heißt, die erste untere Elektrode 612 des ersten BAW-Resonators 601 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Eingang 605) mit der dritten unteren Elektrode 616 des dritten BAW-Resonators 603 aus, und die zweite obere Elektrode 608 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Ausgang 606) mit der vierten oberen Elektrode 618 aus. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten und zweiten BAW-Resonator 601, 602 des ersten Arms identisch zu den Polaritäten der Elektroden des dritten und vierten BAW-Resonators 603, 604 des zweiten Arms.
  • Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit der Vorrichtung 600, die durch „kälteren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisiert werden, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen im Qualitätsfaktor (Q) in dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604, einer Verringerung der Verschiebung des Durchlassbandes von einem Filter, der die Vorrichtung 600 umfasst, und einen verringerten Einfügungsverlust. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise engen Nähe der Ankerpunkte zu der Mitte der aktiven Fläche von jedem an dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604, und weil der an dem Eingang 605 bereitgestellte Eingangsstrom „aufgeteilt“ ist, laufen der erste bis vierte BAW-Resonator 601 bis 604 auch kälter und bieten eine Gesamtleistungshandhabung der Vorrichtung 600, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten, größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und der die gleiche elektrische Impedanz wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604 aufweist. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise engen Nähe der Ankerpunkte zu der Mitte der aktiven Fläche von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 602 bis 604 und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis vierte BAW-Resonator 601 bis 604 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung wie ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604. Aufgrund dieser Verringerung in der Betriebstemperatur ist eine Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 600 ebenfalls verringert.
  • Des Weiteren, wie dies oben erwähnt ist und so wie dies klarer wird, wenn die vorliegende Beschreibung fortgesetzt wird, können zusätzliche BAW-Resonatoren zu der Vorrichtung 600 hinzugefügt werden, und zwar in der Form von zusätzlichen Armen, die zwei Resonatoren umfassen, oder zusätzlichen Resonatoren in jedem Arm, oder beides, wobei die BAW-Resonatoren und die Arme in einer Vielfalt von Arten (d.h. in Serie, in Anti-Serie, parallel und anti-parallel) verbunden sein können. So wie das gewertschätzt werden kann, wird das Hinzufügen von BAW-Resonatoren erfordern, dass die Impedanz von jedem Resonator so eingestellt wird, dass die Gesamtimpedanz die gleiche ist. Derartige Ausführungsformen sind aus den vorliegenden Lehren vorgesehen.
  • 6D zeigt eine Aufsicht einer Vorrichtung 600‘ gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Vorrichtung 600‘ sind gemeinsam wie die in den Vorrichtungen 600, 200, 200‘ und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsformen verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 600‘ kann eine Komponente von einem Filter (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 600‘ umfasst einen ersten BAW-Resonator 601, einen zweiten BAW-Resonator 602, einen dritten BAW-Resonator 603 und einen vierten BAW-Resonator 604. Ein Eingang 605 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dritten BAW-Resonator 601, 603 auf, und ein Ausgang 606 empfängt entsprechende Ausgänge von dem zweiten und dem vierten BAW-Resonator 602, 604. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 605 den Strom am Eingang 605 im Wesentlichen gleich in die zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 601 und den zweiten BAW-Resonator 602 umfasst, und wobei der zweite Arm den dritten BAW-Resonator 603 und den vierten BAW-Resonator 604 umfasst.
  • 6E ist eine Pseudo-Querschnittsdarstellung der Vorrichtung 600‘, die zum Darstellen der verschiedenen Komponenten von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 601 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 611 und eine erste untere Elektrode 612. Der zweite BAW-Resonator 602 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 613 und eine zweite untere Elektrode 614. Der dritte BAW-Resonator 603 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 615 und eine dritte untere Elektrode 616. Der vierte BAW-Resonator 604 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 617 und eine vierte untere Elektrode 618. Jeder von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604 umfasst einen akustischen Reflektor 619, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor sein kann. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten piezoelektrischen Schicht 611, 613, 615 und 617 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 6E dargestellt, ist eine erste obere Elektrode 607 des ersten BAW-Resonators 601 mit einer zweiten unteren Elektrode 614 des zweiten BAW-Resonators 602 verbunden, und ist eine dritte untere Elektrode 616 des dritten BAW-Resonators 603 mit einer vierten oberen Elektrode 610 des vierten BAW-Resonators 604 verbunden. Insbesondere weist jede von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604 eine mit AΩ bezeichnete, elektrische Basis-Impedanz auf, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 600 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. So wie das unten im Zusammenhang mit anderen repräsentativen Ausführungsformen vollständiger beschrieben werden wird, sind die Flächenabmessungen von der aktiven Fläche der BAW-Resonatoren eingestellt, um zu gewährleisten, dass jede Vorrichtung gemäß der repräsentativen Ausführungsform die ausgewählte elektrische Impedanz aufweist.
  • Der Eingang 605 ist aufgeteilt, wobei ein Strom zu der ersten unteren und der dritten oberen Elektrode 612, 609 geht, wohingegen die entsprechenden Ausgänge von der zweiten oberen und der vierten unteren Elektrode 608, 618 an dem Ausgang 606 kombiniert sind.
  • Auf der Grundlage der in 6E dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 6F dargestellt sind, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 601, 602 in Serie verbunden und sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 603, 604 in Serie verbunden. Des Weiteren sind der erste BAW-Resonator 601 und der zweite BAW-Resonator 602 mit dem dritten BAW-Resonator 603 und dem vierten BAW-Resonator 604 anti-parallel verbunden. Das heißt, die erste untere Elektrode 612 des ersten BAW-Resonators 601 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Eingang 605) mit der dritten oberen Elektrode 609 des dritten BAW-Resonators 603, und die zweite obere Elektrode 608 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Ausgang 606) mit der vierten unteren Elektrode 618. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 601, 602 des ersten Arms entgegengesetzt (oder umgekehrt) zu den Polaritäten der Elektroden von dem dritten und dem vierten Resonator 603, 604 des zweiten Arms.
  • Die anti-parallele Verbindung von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 601, 602 mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 603, 604 liefert eine Verringerung der Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und der Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte. Des Weiteren umfassen die durch „kälteren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit in der Vorrichtung 600‘, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen des Qualitätsfaktors (Q) und der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604, eine verringerte Verschiebung des Durchlassbandes von einem Filter, der die Vorrichtung 600‘ umfasst, und einen verringerten Einfügungsverlust. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604, und weil der an dem Eingang 605 bereitgestellte Eingangsstrom „aufgeteilt“ wird, laufen der erste bis vierte BAW-Resonator 601 bis 604 auch kälter und bieten eine gesamte Leistungshandhabung der Vorrichtung 600‘, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604 und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms arbeiten der erste bis vierte BAW-Resonator 601 bis 604 auf einer niedrigen Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung wie ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 601 bis 604. Aufgrund dieser Verringerung der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 600‘ ebenfalls verringert.
  • 7A zeigt eine Aufsicht einer Vorrichtung 700 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Vorrichtung 700 sind gemeinsam wie diejenigen der oben beschriebenen Vorrichtungen und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 700 kann eine Komponente von einem Filter (nicht gezeigt) sein, der eine Mehrzahl von Vorrichtungen 700 umfasst, die selektiv miteinander verbunden sind (z.B. in einer Leiterfilter- oder Gitterfilteranordnung).
  • Die Vorrichtung 700 umfasst einen ersten BAW-Resonator 701, einen zweiten BAW-Resonator 702, einen dritten BAW-Resonator 703 und einen vierten BAW-Resonator 704. Ein Eingang 705 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem dritten BAW-Resonator 701, 703 auf, und ein Ausgang 706 empfängt entsprechende Ausgänge von dem zweiten und dem vierten BAW-Resonator 702, 704. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 705 den Strom aus dem Eingang 705 im Wesentlichen gleich in die zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 701 und den zweiten BAW-Resonator 702 umfasst, und wobei der zweite Arm den dritten BAW-Resonator 703 und den vierten BAW-Resonator 704 umfasst.
  • Insbesondere weist jeder von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 701 bis 704 eine mit AΩ bezeichnete elektrische Basis-Impedanz auf, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 700 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist.
  • 7B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 700, die zum Darstellen der vielfältigen Komponenten von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 701 bis 704 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 701 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 711 und eine erste untere Elektrode 712. Der zweite BAW-Resonator 702 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 713 und eine zweite untere Elektrode 714. Der dritte BAW-Resonator 703 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 715 und eine dritte untere Elektrode 716. Der vierte BAW-Resonator 704 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 717 und eine vierte untere Elektrode 718. Jeder von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 701 bis 704 umfasst einen akustischen Reflektor 719, der entweder eine Vertiefung oder ein Bragg-Reflektor sein kann. Des Weiteren weist jede von der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten piezoelektrischen Schicht 711, 713, 715 und 717 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 7B dargestellt, ist die erste obere Elektrode 707 des erste BAW-Resonators 701 mit der zweiten oberen Elektrode 708 des zweiten BAW-Resonators 702 verbunden, und ist die dritte untere Elektrode 716 des dritten BAW-Resonators 703 mit der vierten obere Elektrode 710 des vierten BAW-Resonators 704 verbunden. Der Eingang 705 ist aufgeteilt, wobei ein Strom zu der ersten unteren Elektrode 712 und der dritten oberen Elektrode 709 geht, wohingegen die entsprechenden Ausgänge der zweiten unteren Elektrode 714 und der vierten unteren Elektrode 718 an dem Ausgang 706 kombiniert sind. Die Verbindung von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 701 bis 704 miteinander ist eine sogenannte anti-symmetrische Anordnung, relativ zu einer imaginären Achse, die zwischen den beiden Armen der Vorrichtung 700 verläuft.
  • Auf der Grundlage der in 7B dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 7C dargestellt sind, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 701, 702 in Anti-Serie verbunden und sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 703, 704 in Serie verbunden. Das heißt, in der dargestellten Ausführungsform ist die erste obere Elektrode 707 des ersten BAW-Resonators 701 mit der zweiten oberen Elektrode 708 des zweiten BAW-Resonators 702 verbunden, ist die erste untere Elektrode 712 mit dem Eingang 705 verbunden, und ist die zweite untere Elektrode 714 mit dem Ausgang 706 verbunden. Gleichermaßen ist die dritte untere Elektrode 716 des dritten BAW-Resonators 703 mit der vierten oberen Elektrode 710 des vierten BAW-Resonators 704 verbunden, ist die dritte obere Elektrode 709 mit dem Eingang 705 verbunden, und ist die vierte untere Elektrode 718 mit dem Ausgang 706 verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste BAW-Resonator 701 und der zweite BAW-Resonator 702 (d.h. der erste Arm) mit dem dritten BAW-Resonator 703 und dem vierten BAW-Resonator 704 (d.h. dem zweiten Arm) parallel verbunden. Das heißt, die erste obere Elektrode 707 des ersten BAW-Resonators 701 bildet eine gemeinsame Verbindung mit der zweiten oberen Elektrode 708 des dritten BAW-Resonators 703, und die erste untere Elektrode 712 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Eingang 705) mit der dritten oberen Elektrode 709. Gleichermaßen bildet die zweite untere Elektrode 714 eine gemeinsame Verbindung mit der vierten unteren Elektrode 718, und die zweite untere Elektrode 714 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. an dem Ausgang 706) mit der vierten unteren Elektrode 718.
  • Insbesondere umfassen die durch einen „kälteren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit in der Vorrichtung, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen des Qualitätsfaktors (Q) und der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis vierten BAW-Resonator 701 bis 704, eine reduzierte Verschiebung in dem Durchlassband eines Filters, der die Vorrichtung 700 umfasst, und einen verringerten Einführungsverlust. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 701 bis 704 und weil der an dem Eingang 705 bereitgestellte Eingangsstrom „aufgeteilt“ wird, laufen der erste bis vierte BAW-Resonator 701 bis 704 auch kühler und stellen eine Gesamtleistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 700 bereit, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 701 bis 704. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 701 bis 704, und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis vierte BAW-Resonator 701 bis 704 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung als ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist, wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 701 bis 704. Aufgrund dieser Verringerung der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 700 ebenfalls verringert.
  • 8A zeigt eine Aufsicht einer Vorrichtung 800 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Aspekte der Vorrichtung 800 sind gemeinsam beispielsweise mit denjenigen der Vorrichtungen 200, 200‘, 400, 400‘, und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 800 kann eine Komponente von einem Filter (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 800 umfasst einen ersten BAW-Resonator 801, einen zweiten BAW-Resonator 802, einen dritten BAW-Resonator 803, einen vierten BAW-Resonator 804, einen fünften BAW-Resonator 805 und einen sechsten BAW-Resonator 806. Ein Eingang 807 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten, dem dritten und dem fünften BAW-Resonator 801, 803, 805 auf, und ein Ausgang 808 empfängt entsprechende Ausgänge von dem zweiten, dem vierten und dem sechsten BAW-Resonator 802, 804, 806. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 807 den Strom von dem Eingang 807 im Wesentlichen gleich in drei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 801 und den zweiten BAW-Resonator 802 umfasst, wobei der zweite Arm den dritten BAW-Resonator 803 und den vierten BAW-Resonator 804 umfasst, und wobei der dritte Arm den fünften BAW-Resonator 805 und den sechsten BAW-Resonator 806 umfasst.
  • Wie oben erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 200 bis 300‘) vier BAW-Resonatoren, die eine mit AΩ bezeichnete, elektrische Basis-Impedanz aufweisen, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 200 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. Im Gegensatz dazu, mit den elektrischen Verbindungen der sechs BAW-Resonatoren der Vorrichtung 800, hat die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 801 bis 806 eine elektrische Impedanz von näherungsweise 1,5 Mal (d.h. 1,5 AΩ) der elektrischen Impedanz des BAW-Resonators, der im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 3B beschrieben ist. Als solche ist die Eingangsimpedanz der Vorrichtung 800 auf dem gleichen Wert aufrechterhalten wie demjenigen der Vorrichtungen 200 bis 300‘ (z.B. 50Ω). So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 801 bis 806 eingestellt werden, indem eine aktive Fläche bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 1,5 Mal kleiner ist als die aktive Fläche des Basis-BAW-Resonators (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200). Des Weiteren und so wie dies oben erläutert ist und klarer wird, wenn die vorliegende Beschreibung fortgesetzt wird, können zusätzliche BAW-Resonatoren zu der Vorrichtung 800 hinzugefügt werden, und zwar in der Form von zusätzlichen Armen, die zwei Resonatoren umfassen, oder zusätzlichen Resonatoren in jedem Arm, oder beides, wobei die BAW-Resonatoren und die Arme in einer Vielfalt von Arten (d.h. in Serie, in Anti-Serie, parallel und anti-parallel) verbunden sein können. So wie das gewertschätzt werden kann, wird das Hinzufügen von Resonatoren erfordern, die elektrische Impedanz und die Größe von jedem Resonator anzupassen, um eine äquivalente elektrische Impedanz wie der ursprüngliche einzelne Resonator zu erhalten. Derartige Ausführungsformen sind aus den vorliegenden Lehren vorgesehen.
  • 8B ist eine Pseudo-Querschnittsdarstellung der Vorrichtung 800, die zum Darstellen der verschiedenen Komponenten von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 801 bis 806 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 801 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 815 und eine erste untere Elektrode 816. Der zweite BAW-Resonator 802 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 817 und eine zweite untere Elektrode 818. Der dritte BAW-Resonator 803 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 819 und eine dritte untere Elektrode 820. Der vierte BAW-Resonator 804 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 821 und eine vierte untere Elektrode 822. Der fünfte BAW-Resonator 805 umfasst eine fünfte piezoelektrische Schicht 823 und eine fünfte untere Elektrode 824. Der sechste BAW-Resonator 806 umfasst eine sechste piezoelektrische Schicht 825 und eine sechste untere Elektrode 826. Jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 801 bis 806 umfasst einen akustischen Reflektor 827, der entweder eine Vertiefung oder ein Bragg-Reflektor ist. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten bis sechsten piezoelektrischen Schicht 815, 817, 819, 821, 823 und 825 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 8B dargestellt, ist die erste obere Elektrode 809 mit der zweiten unteren Elektrode 818 verbunden, ist die dritte untere Elektrode 820 mit der vierten oberen Elektrode 812 verbunden, und ist die fünfte obere Elektrode 813 mit der sechsten unteren Elektrode 826 verbunden. Der Eingang 807 ist aufgeteilt in Ströme, die gleichmäßig zu der ersten und der fünften unteren Elektrode 816, 824 sowie der dritten oberen Elektrode 811 gehen, wohingegen die entsprechenden Ausgänge von der zweiten und sechsten oberen Elektrode 810, 814 und der vierten unteren Elektrode 822 an dem Ausgang 808 kombiniert sind.
  • Auf der Grundlage der in 8B dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 8C dargestellt sind, sind der erste und der zweite BAW-Resonator 801, 802 in Serie verbunden, sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 803, 804 in Serie verbunden, und sind der fünfte und der sechste BAW-Resonator 805, 806 in Serie verbunden. Das heißt, in den dargestellten Ausführungsformen ist die erste obere Elektrode 809 des ersten BAW-Resonators 801 mit der zweiten unteren Elektrode 818 des zweiten BAW-Resonators 802 verbunden, ist die erste untere Elektrode 816 des ersten BAW-Resonators 801 mit dem Eingang 807 verbunden, und ist die zweite obere Elektrode 818 des zweiten BAW-Resonators mit dem Ausgang 808 verbunden. Gleichermaßen ist die dritte untere Elektrode 820 des dritten BAW-Resonators 803 mit der vierten oberen Elektrode 812 des vierten BAW-Resonators 804 verbunden, ist die dritte obere Elektrode 811 des dritten BAW-Resonators 803 mit dem Eingang 807 verbunden, und ist die vierte untere Elektrode 822 des vierten BAW-Resonators 804 mit dem Ausgang 808 verbunden. Schließlich ist die fünfte obere Elektrode 813 des fünften BAW-Resonators 805 mit der sechsten unteren Elektrode 826 des sechsten BAW-Resonators 806 verbunden, ist die fünfte untere Elektrode 824 des vierten BAW-Resonators 805 mit dem Eingang 807 verbunden, und ist die sechste obere Elektrode 814 des sechsten BAW-Resonators 806 mit dem Ausgang 808 verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste und der dritte Arm der Vorrichtung 800 parallel miteinander und anti-parallel mit dem zweiten Arm verbunden. Das heißt, der erste BAW-Resonator 801 und der zweite BAW-Resonator 802 sind mit dem fünften BAW-Resonator 805 und dem sechsten BAW-Resonator 806 parallel verbunden, und der dritte BAW-Resonator 803 und der vierte BAW-Resonator 804 sind mit dem ersten BAW-Resonator 801 und dem zweiten BAW-Resonator 802 sowie mit dem fünften BAW-Resonator 805 und dem sechsten BAW-Resonator 806 anti-parallel verbunden. Als solche bildet die erste untere Elektrode 816 des ersten BAW-Resonators 801 eine gemeinsame Verbindung mit der dritten oberen Elektrode 811 des dritten BAW-Resonators 803 und mit der fünften unteren Elektrode 824 des fünften BAW-Resonators 805, die dritte obere Elektrode 811 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Eingang 805) mit der ersten unteren Elektrode 816 und der fünften unteren Elektrode 824, und die erste untere Elektrode 816 bildet eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Eingang 807) mit der dritten oberen Elektrode 811, die wiederum eine gemeinsame Verbindung (d.h. mit dem Eingang 807) mit der fünften unteren Elektrode 824 bildet. Gleichermaßen bildet die zweite obere Elektrode 810 eine gemeinsame Verbindung (d.h. an dem Ausgang 808) mit der vierten unteren Elektrode (822), die wiederum eine gemeinsame Verbindung (d.h. an dem Ausgang 808) mit der sechsten oberen Elektrode 814 ausbildet. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 801, 802 des ersten Arms identisch mit den Polaritäten der Elektroden von dem fünften und dem sechsten BAW-Resonator 805, 806 des dritten Arms, und sind die Polaritäten der Elektroden von dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 803, 804 des zweiten Arms entgegengesetzt (d.h. umgekehrt) zu den Polaritäten der Elektroden von dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 801, 802 und zu den Polaritäten der Elektroden von dem fünften und dem sechsten BAW-Resonator 805, 806 des dritten Arms.
  • Es wird angemerkt, dass die durch einen „kälteren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit in der Vorrichtung 800 umfassen, jedoch nicht beschränkt sind auf, Verbesserungen des Qualitätsfaktors (Q) und der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 801 bis 806, eine verringerte Verschiebung in dem Durchlassband eines Filters, der die Vorrichtung 800 umfasst, einen verringerten Einfügungsverlust und eine Verringerung von Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkten. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 801 bis 806 und weil der an dem Eingang 807 bereitgestellte elektrische Eingangsstrom „aufgeteilt“ wird, laufen der erste bis sechste BAW-Resonator 801 bis 806 auch kälter und stellen eine Gesamtleistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 800 bereit, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten größeren BAW-Resonator, der in den Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 801 bis 806. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 801 bis 806 und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis sechste BAW-Resonator 801 bis 806 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung als ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 801 bis 806. Aufgrund dieser Verringerung der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes geringer, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 800 ebenfalls verringert.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen einer verbesserten Leistungshandhabbarkeit, niedrigeren Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten bietet die Vorrichtung 800 auch eine verbesserte Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte, die allgemein einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die die akustischen Resonatoren umfassen, haben können. Zu diesem Zweck verringert die Verbindung von geraden Anzahlen von BAW-Resonatoren in dem ersten, dem zweiten und dem dritten Arm der Vorrichtung 800 in Anti-Serie die Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und die Intermodulationsstörung (IMD). Des Weiteren verringert die anti-parallele Verbindung von dem dritten BAW-Resonator 803 und dem vierten BAW-Resonator 804 mit dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator 801, 802 und mit dem fünften und dem sechsten BAW-Resonator 805, 806 die Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und die Intermodulationsstörung (IMD). Weitere Einzelheiten der Verringerung von Oberwellen höherer Ordnung können gefunden werden in dem oben bezeichneten Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" von G. Stroe et al., IEEE 2011, und in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006/0290446 an Aigner et al.
  • Wie oben erläutert, sehen die vorliegenden Lehren den Einschluss von mehr als zwei BAW-Resonatoren in jedem Arm und mehr als zwei Arme in jeder Vorrichtung vor. Bestimmte repräsentative Ausführungsformen sind derzeit beschrieben, um die Verwendung von zusätzlichen Armen und zusätzlichen BAW-Resonatoren in jedem Arm zu veranschaulichen. Die beschriebenen Ausführungsformen und deren vielfältige Verbindungen (in Serie, in Anti-Serie, parallel, anti-parallel) sind lediglich veranschaulichend und nicht dazu gedacht, in irgendeiner Weise beschränkend zu sein.
  • 9A zeigt eine Aufsicht von einer Vorrichtung 900 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Aspekte der Vorrichtung 900 sind gemeinsam zu denjenigen der Vorrichtungen 200, 200‘, 300, 300‘ und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 900 kann eine Komponente von einem Filter (nicht gezeigt) sein, der eine Mehrzahl von Vorrichtungen 900 aufweist, die selektiv miteinander verbunden sind (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung). Die Vorrichtung 900 umfasst einen ersten BAW-Resonator 901, einen zweiten BAW-Resonator 902, einen dritten BAW-Resonator 903, eine vierten BAW-Resonator 904, einen fünften BAW-Resonator 905 und einen sechsten BAW-Resonator 906. Ein Eingang 907 teilt sich auf entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem vierten BAW-Resonator 901, 904 auf, und ein Ausgang 908 empfängt entsprechende Ausgänge von dem dritten und dem sechsten BAW-Resonator 903, 906. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 907 den Strom von dem Eingang 907 im Wesentlichen gleich in zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 901, den zweiten BAW-Resonator 902 und den dritten BAW-Resonator 903 umfasst, und wobei der zweite Arm den vierten BAW-Resonator 904, den fünften BAW-Resonator 905 und den sechsten BAW-Resonator 906 umfasst.
  • Wie zuvor erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 200 bis 300‘) vier BAW-Resonatoren, die eine mit AΩ bezeichnete, elektrische Basis-Impedanz aufweisen, die so gewählt ist, dass die Vorrichtung 200 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. Im Gegensatz dazu und mit den elektrischen Verbindungen der sechs BAW-Resonatoren der Vorrichtung 900, weisen die elektrischen Impedanzen von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 901 bis 906 eine elektrische Impedanz von näherungsweise 1,5 Mal (d.h. A/1,5Ω) weniger als die elektrische Impedanz des BAW-Resonators, der im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 3B beschrieben ist, auf. Als solche wird der Wert der Eingangsimpedanz der Vorrichtung 900 auf dem gleichen Wert aufrechterhalten wie dem von den Vorrichtungen 200 bis 300‘ (z.B. 50Ω). So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 901 bis 906 eingestellt werden, indem eine aktive Fläche bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 1,5 Mal größer als die aktive Fläche des Basis-BAW-Resonators (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonators 201 bis 204 der Vorrichtung 200) ist.
  • 9B ist eine Pseudo-Querschnittsdarstellung der Vorrichtung 900, die zum Darstellen der vielfältigen Komponenten von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 901 bis 906 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 901 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 915 und eine erste untere Elektrode 916. Der zweite BAW-Resonator 902 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 917 und eine zweite untere Elektrode 918. Der dritte BAW-Resonator 903 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 919 und eine dritte untere Elektrode 920. Der vierte BAW-Resonator 904 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 921 und eine vierte untere Elektrode 922. Der fünfte BAW-Resonator 905 umfasst eine fünfte piezoelektrische Schicht 923 und eine fünfte untere Elektrode 924. Der sechste BAW-Resonator 906 umfasst eine sechste piezoelektrische Schicht 925 und eine sechste untere Elektrode 926. Jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 901 bis 906 umfasst einen akustischen Reflektor 927, der entweder eine Vertiefung oder ein Bragg-Reflektor ist. So wie das oben angemerkt ist, weisen jede von der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten, der fünften und der sechsten piezoelektrischen Schicht 915, 917, 919, 921, 923 und 925 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 9B dargestellt, sind die erste und die zweite obere Elektrode 909, 910 und die vierte und die fünfte obere Elektrode 912, 913 verbunden. Die zweite untere Elektrode 919 ist mit der dritten unteren Elektrode 920 verbunden, und die vierte untere Elektrode 924 ist mit der sechsten unteren Elektrode 926 verbunden. Der Eingang 907 ist aufgeteilt, wobei ein Strom durch die erste und die vierte untere Elektrode 916, 922 geht, wohingegen die entsprechenden Ausgänge von der dritten und der sechsten oberen Elektrode 911, 914 an dem Ausgang 908 kombiniert werden.
  • Auf der Grundlage der in 9B dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 9C dargestellt sind, sind der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 901 bis 903 in Anti-Serie verbunden, und sind der vierte, der fünfte und der sechste BAW-Resonator 904 bis 906 in Anti-Serie verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste und der zweite Arm anti-parallel miteinander verbunden: der erste BAW-Resonator 901, der zweite BAW-Resonator 902 und der dritte BAW-Resonator 903 sind mit dem vierten BAW-Resonator 904, dem fünften BAW-Resonator 905 und dem sechsten BAW-Resonator 906 parallel verbunden. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten, zweiten und dritten BAW-Resonator 901, 902, 903 des ersten Arms entgegengesetzt (oder umgekehrt) zu den Polaritäten der Elektroden von dem vierten, dem fünften und dem sechsten BAW-Resonator 904, 905, 906 des zweiten Arms.
  • Es wird angemerkt, dass die durch den „kühleren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit in der Vorrichtung 900 umfassen, jedoch nicht beschränkt sind auf, Verbesserungen im Qualitätsfaktor (Q) und in der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 901 bis 906, eine verringerte Verschiebung des Durchlassbandes eines Filters, der die Vorrichtung 900 umfasst, einen verringerten Einfügungsverlust und eine Verringerung von Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und von Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkten. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 901 bis 906 und weil der an dem Eingang 907 bereitgestellte elektrische Eingangsstrom „aufgeteilt“ wird, laufen auch der erste bis sechste BAW-Resonator 901 bis 906 kälter und bieten eine Gesamt-Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 900, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 901 bis 906. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 901 bis 906 und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis sechste BAW-Resonator 901 bis 906 bei einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung wie ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 901 bis 906. Aufgrund dieser Verringerung der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes geringer, sind Einfügungsverluste niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 900 ebenfalls verringert.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen einer verbesserten Leistungshandhabbarkeit, den niedrigen Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten, bietet die Vorrichtung 900 auch eine Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte, die einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die allgemein akustische Resonatoren umfassen, haben können. Zu diesem Zweck sind, obwohl eine ungeradzahlige Anzahl von BAW-Resonatoren in jedem von dem ersten und dem zweiten Arm der Vorrichtung 900 in Anti-Serie verbunden ist, die Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und die Intermodulationsstörung (IMD) verringert. Weitere Einzelheiten der Verringerung von Oberwellen höherer Ordnung können gefunden werden in dem Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" von G. Stroe et al., IEEE 2011, und der US-Patentanmeldungsveröffentlichung 2006/0290446 an Aigner et al. Die gesamten Offenbarungen der IEEE-Veröffentlichung und der US-Patentanmeldungsveröffentlichung werden hierin durch Verweis spezifisch aufgenommen.
  • 10A zeigt eine Aufsicht auf eine Vorrichtung 1000 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Vorrichtung 1000 sind gemeinsam beispielsweise zu denjenigen der Vorrichtungen 200, 200, 200‘, 300, 300‘, 900, und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 1000 kann eine Komponente von einem Filter (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 1000 umfasst einen ersten BAW-Resonator 1001, einen zweiten BAW-Resonator 1002, einen dritten BAW-Resonator 1003, einen vierten BAW-Resonator 1004, einen fünften BAW-Resonator 1005 und einen sechsten BAW-Resonator 1006. Ein Eingang 1007 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem vierten BAW-Resonator 1001, 1004 auf, und ein Ausgang 1008 empfängt entsprechende Ausgänge von dem dritten und dem sechsten BAW-Resonator 1003, 1006. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 1007 den Strom am Eingang 1007 im Wesentlichen gleich in zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 1001, den zweiten BAW-Resonator 1002 und den dritten BAW-Resonator 1003 umfasst, und wobei der zweite Arm den vierten BAW-Resonator 1004, den fünften BAW-Resonator 1005 und den sechsten BAW-Resonator 1006 umfasst.
  • Wie vorhergehend erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 200 bis 300‘) vier BAW-Resonatoren, die eine mit AΩ bezeichnete, elektrische Basis-Impedanz aufweisen, die so ausgewählt ist, dass diese Vorrichtungen eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweisen. Im Gegensatz dazu, mit den elektrischen Verbindungen der sechs BAW-Resonatoren der Vorrichtung 1000 weisen die elektrischen Impedanzen von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonatoren 1001 bis 1006 einen Wert der elektrischen Impedanz von näherungsweise 1,5 Mal (z.B. A/1,5Ω) weniger als dem Wert der elektrischen Impedanz der BAW-Resonatoren, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 3D beschrieben sind. Als solche wird die Eingangsimpedanz der Vorrichtung 1000 auf dem gleichen Wert wie dem der Vorrichtungen 200 bis 300‘ (z.B. 50Ω) aufrechterhalten. So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1001 bis 1006 eingestellt werden, indem jeweils eine aktive Fläche bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 1,5 Mal größer ist als die aktive Fläche des Basis-BAW-Resonators (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200).
  • 10B ist eine Pseudo-Querschnittsdarstellung der Vorrichtung 1000, die zum Darstellen der vielfältigen Komponenten von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1001 bis 1006 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 1001 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 1015 und eine erste untere Elektrode 1016. Der zweite BAW-Resonator 1002 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 1017 und eine zweite untere Elektrode 1018. Der dritte BAW-Resonator 1003 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 1019 und eine dritte untere Elektrode 1020. Der vierte BAW-Resonator 1004 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 1021 und eine vierte untere Elektrode 1022. Der fünfte BAW-Resonator 1005 umfasst eine fünfte piezoelektrische Schicht 1023 und eine fünfte untere Elektrode 1024. Der sechste BAW-Resonator 1006 umfasst eine sechste piezoelektrische Schicht 1025 und eine sechste untere Elektrode 1026. Jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1001 bis 1006 umfasst einen akustischen Reflektor 1027, der entweder eine Vertiefung oder ein Bragg-Reflektor ist. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten, der fünften und der sechsten piezoelektrischen Schicht 1015, 1017, 1019, 1021, 1023 und 1025 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 10B dargestellt, sind die erste und die zweite obere Elektrode 1009, 1010 und die fünfte und die sechste obere Elektrode 1013, 1014 verbunden. Die zweite untere Elektrode 1018 ist mit der dritten unteren Elektrode 1020 verbunden, und die vierte untere Elektrode 1022 ist mit der fünften unteren Elektrode 1024 verbunden. Der Eingang 1007 wird aufgeteilt, wobei der elektrische Strom durch die erste und die vierte obere Elektrode 1016, 1012 geht, wohingegen die entsprechenden Ausgänge von der dritten oberen und der sechsten unteren Elektrode 1011, 1026 an dem Ausgang 1008 kombiniert sind.
  • Auf der Grundlage der in 10B gezeigten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 10C gezeigt sind, sind der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 1001 bis 1003 in Anti-Serie verbunden, und sind der vierte, der fünfte und der sechste BAW-Resonator 1004 bis 1006 in Anti-Serie verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste und der zweite Arm anti-parallel miteinander verbunden: der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 1001, 1002, 1003 sind mit dem vierten, dem fünften, dem sechsten BAW-Resonator 1004, 1005, 1006 anti-parallel verbunden. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten, zweiten und dritten BAW-Resonator 1001, 1002, 1003 des ersten Arms entgegengesetzt (z.B. umgekehrt) zu den Polaritäten der Elektroden von dem vierten, dem fünften und dem sechsten BAW-Resonator 1004, 1005, 1006 des zweiten Arms.
  • Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit in der Vorrichtung 1000, die durch „kühleren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisiert sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen in dem Qualitätsfaktor (Q) und in der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1001 bis 1006, eine verringerte Verschiebung in dem Durchlassband von einem Filter, der die Vorrichtung 1006 umfasst, einen verringerten Einfügungsverlust und eine Verringerung der Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und der Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise engen Dichte der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1001 bis 1006 und weil der an dem Eingang 1007 bereitgestellte elektrische Eingangsstrom „aufgeteilt“ wird, arbeiten der erste bis sechste BAW-Resonator 1001 bis 1006 auch kälter und bieten eine Gesamt-Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 1000, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten, größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1001 bis 1006. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise engen Dichte der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1001 bis 1006, und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis sechste BAW-Resonator 1001 bis 1006 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung wie für einen einzelnen BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1001 bis 1006. Aufgrund dieser Verringerung in der Betriebstemperatur, ist die Verschiebung des Durchlassbandes geringer, sind Einfügungsverluste niedriger, und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 1000 ebenfalls verringert.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen der verbesserten Leistungshandhabbarkeit, den niedrigeren Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten bietet die Vorrichtung 1000 auch verringerte, nicht-lineare Effekte, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte, die einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die allgemein akustische Resonatoren umfassen, haben können. Zu diesem Zweck dient die anti-parallele Verbindung der zwei Arme der Vorrichtung 1000 dazu, Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und die Intermodulationsstörung (IMD) zu verringern. Des Weiteren, obwohl eine ungerade Anzahl von BAW-Resonatoren in dem ersten und dem zweiten Arm der Vorrichtung 1000 in Anti-Serie verbunden sind, werden Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungen (IMD) verringert. Weitere Einzelheiten der Verringerung von Oberwellen höherer Ordnung können gefunden werden in dem oben bezeichneten Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" von G. Stroe et al., IEEE 2011, und in der der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006/0290446 an Aigner et al.
  • 11A zeigt eine Aufsicht auf eine Vorrichtung 1100 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Aspekte der Vorrichtung 1100 sind gemeinsam zu denjenigen der Vorrichtungen 200, 200‘, 300, 300‘, 900 und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 1100 kann eine Komponente eines Filters (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 1100 umfasst einen ersten BAW-Resonator 1101, einen zweiten BAW-Resonator 1102, einen dritten BAW-Resonator 1103, einen vierten BAW-Resonator 1104, einen fünften BAW-Resonator 1105 und einen sechsten BAW-Resonator 1106. Ein Eingang 1107 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem vierten BAW-Resonator 1101, 1104 auf, und ein Ausgang 1108 empfängt entsprechende Ausgänge von dem dritten und dem sechsten BAW-Resonator 1103, 1106. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 1107 den Strom von dem Eingang 1107 im Wesentlichen gleich in zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 1101, den zweiten BAW-Resonator 1102 und den dritten BAW-Resonator 1103 umfasst, und wobei der zweite Arm den vierten BAW-Resonator 1104, den fünften BAW-Resonator 1105 und den sechsten BAW-Resonator 1106 umfasst.
  • Wie oben erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 200 bis 300‘) vier BAW-Resonatoren mit einer als AΩ bezeichneten, elektrischen Basis-Impedanz, die so gewählt ist, dass die Vorrichtung 1100 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. Im Gegensatz dazu und mit den elektrischen Verbindungen der sechs BAW-Resonatoren der Vorrichtung 1100, weisen die Werte der elektrischen Impedanzen von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1101 bis 1106 eine elektrische Impedanz von näherungsweise 1,5 Mal weniger (d.h. A/1,5Ω) als dem Wert der elektrischen Impedanzen der BAW-Resonatoren, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 3D beschrieben worden sind. Als solche wird die Eingangsimpedanz der Vorrichtung 1100 auf dem gleichen Wert aufrechterhalten wie dem der Vorrichtungen 200 bis 300‘ (z.B. 50Ω). So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1101 bis 1106 eingestellt werden, indem eine aktive Fläche bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 1,5 Mal größer ist als die aktive Fläche der Basis-BAW-Resonatoren (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200). Insbesondere aufgrund seiner Verringerung in der Flächengröße, arbeitet jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1101 bis 1106 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung im Vergleich zu einem einzelnen BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie der kombinierte erste bis sechste BAW-Resonator 1101 bis 1106. Aufgrund dieser Verringerung der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 1100 verringert.
  • 11B ist eine Pseudo-Querschnittsdarstellung der Vorrichtung 1100, die zum Darstellen der vielfältigen Komponenten von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1101 bis 1106 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 1101 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 1115 und eine erste untere Elektrode 1116. Der zweite BAW-Resonator 1102 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 1117 und eine zweite untere Elektrode 1118. Der dritte BAW-Resonator 1103 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 1119 und eine dritte untere Elektrode 1120. Der vierte BAW-Resonator 1104 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 1121 und vierte untere Elektrode 1122. Der fünfte BAW-Resonator 1105 umfasst eine fünfte piezoelektrische Schicht 1123 und eine fünfte untere Elektrode 1124. Der sechste BAW-Resonator 1106 umfasst eine sechste piezoelektrische Schicht 1125 und eine sechste untere Elektrode 1126. Jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1101 bis 1106 umfasst einen akustischen Reflektor 1127, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor sein kann. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten, der fünften und der sechsten piezoelektrischen Schicht 1115, 1117, 1119, 1121, 1123 und 1125 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in dergleichen Richtung auf.
  • Wie in 11B dargestellt, ist die erste obere Elektrode 1109 mit der zweiten unteren Elektrode 1118 verbunden, ist die zweite obere Elektrode 1110 mit der dritten unteren Elektrode 1120 verbunden, und ist die dritte obere Elektrode 1111 mit dem Ausgang 1108 verbunden. Die vierte obere Elektrode 1112 ist mit der fünften unteren Elektrode 1124 verbunden, und die fünfte obere Elektrode 1113 ist mit der sechsten unteren Elektrode 1126 verbunden. Die erste untere Elektrode 1116 des ersten BAW-Resonators 1101 und die vierte untere Elektrode 1122 des vierten BAW-Resonators 1104 sind mit dem Eingang 1107 verbunden.
  • Auf der Grundlage der in 11B dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 11C dargestellt sind, sind der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 1101 bis 1103 in Serie verbunden, und sind der vierte, der fünfte und der sechste BAW-Resonator 1104 bis 1106 in Serie verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste und der zweite Arm parallel zueinander: der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 1101, 1102, 1103 sind mit dem vierten, fünften und sechsten BAW-Resonator 1104, 1105, 1106 parallel verbunden. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1101, 1102, 1103 des ersten Arms identisch zu den Polaritäten der Elektroden von dem vierten, dem fünften und dem sechsten BAW-Resonator 1104, 1105, 1106 des zweiten Arms.
  • Die durch eine „kühleren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit in der Vorrichtung 1100 umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen des Qualitätsfaktors (Q) und der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1101 bis 1106, eine verringerte Verschiebung in dem Durchlassband eines Filters, der die Vorrichtung 1100 umfasst, und einen verringerten Einfügungsverlust. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1101 bis 1106, und weil der an dem Eingang 1107 bereitgestellte Eingangsstrom „aufgeteilt“ wird, laufen auch der erste bis sechste BAW-Resonator 1101 bis 1106 kälter und stellen eine Gesamt-Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 1100 bereit, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierten ersten bis sechsten BAW-Resonatoren 1101 bis 1106. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1101 bis 1106 und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis sechste BAW-Resonator 1101 bis 1106 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung wie ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche Größe der aktiven Fläche wie die kombinierten aktiven Flächen von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1101 bis 1106 aufweist. Aufgrund dieser Verringerung der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 1100 ebenfalls verringert.
  • 12A zeigt eine Aufsicht auf eine Vorrichtung 1200 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Aspekte der Vorrichtung 1200 sind gemeinsam zu denjenigen der Vorrichtungen 200, 200‘, 300, 300‘, 900, 1000 und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 1200 kann eine Komponente eines Filters (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 1200 umfasst einen ersten BAW-Resonator 1201, einen zweiten BAW-Resonator 1202, einen dritten BAW-Resonator 1203, einen vierten BAW-Resonator 1204, einen fünften BAW-Resonator 1205 und einen sechsten BAW-Resonator 1206. Ein Eingang 1207 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem vierten BAW-Resonator 1201, 1204 auf, und ein Ausgang 1208 empfängt entsprechende Ausgänge von dem dritten und dem sechsten BAW-Resonator 1203, 1206. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 1207 den Strom von dem Eingang 1207 im Wesentlichen gleich in zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 1201, den zweiten BAW-Resonator 1202 und den dritten BAW-Resonator 1203 umfasst, und wobei der zweite Arm den vierten BAW-Resonator 1204, den fünften BAW-Resonator 1205 und den sechsten BAW-Resonator 1206 umfasst.
  • Wie zuvor erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 200 bis 300‘) vier BAW-Resonatoren, die eine mit AΩ bezeichnete, elektrische Basis-Impedanz aufweisen, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 200 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. Im Gegensatz dazu, mit den elektrischen Verbindungen der sechs BAW-Resonatoren der Vorrichtung 1200, weisen die elektrischen Impedanzen von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206 eine elektrische Impedanz von näherungsweise 1,5 Mal weniger (d.h. A/1,5Ω) als die elektrische Impedanz der BAW-Resonatoren, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 3D beschrieben sind, auf. Als solche wird die Eingangsimpedanz der Vorrichtung 1200 auf dem gleichen Wert aufrechterhalten wie dem der Vorrichtungen 200 bis 200‘ (z.B. 50Ω). So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, können die elektrischen Impedanzen von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206 eingestellt werden, indem eine aktive Fläche bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 1,5 Mal größer als die aktive Fläche des „Basis“-BAW-Resonators (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200) ist. Insbesondere aufgrund ihrer Verringerung in der Flächengröße, arbeitet jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung im Vergleich zu einem einzelnen BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206. Aufgrund dieser Verringerung in der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 1200 ebenfalls verringert.
  • 12B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 1200, die zum Darstellen der verschiedenen Komponenten von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 1201 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 1215 und eine erste untere Elektrode 1216. Der zweite BAW-Resonator 1202 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 1217 und eine zweite untere Elektrode 1218. Der dritte BAW-Resonator 1203 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 1219 und eine dritte untere Elektrode 1220. Der vierte BAW-Resonator 1204 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 1221 und ein vierte untere Elektrode 1222. Der fünfte BAW-Resonator 1205 umfasst eine fünfte piezoelektrische Schicht 1223 und eine fünfte untere Elektrode 1224. Der sechste BAW-Resonator 1206 umfasst eine sechste piezoelektrische Schicht 1225 und eine sechste untere Elektrode 1226. Jeder von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206 umfasst einen akustischen Reflektor 1227, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor ist. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten, der fünften und der sechsten piezoelektrischen Schicht 1215, 1217, 1219, 1221, 1223 und 1225 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisationsachse in dergleichen Richtung auf.
  • Wie in 12B dargestellt, ist die erste obere Elektrode 1209 mit der zweiten unteren Elektrode 1218 verbunden, ist die zweite obere Elektrode 1210 mit der dritten unteren Elektrode 1220 verbunden, und ist die dritte obere Elektrode 1211 mit dem Ausgang 1208 verbunden. Die vierte untere Elektrode 1222 ist mit der fünften oberen Elektrode 1213 verbunden, und die fünfte untere Elektrode 1223 ist mit der sechsten oberen Elektrode 1214 verbunden. Die erste untere Elektrode 1216 und die vierte obere Elektrode 1212 sind mit dem Eingang 1207 verbunden.
  • Aufgrund der in 12B dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 12C gezeigt sind, sind der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 1201 bis 1203 in Serie verbunden, und sind der vierte, der fünfte und der sechste BAW-Resonator 1204 bis 1206 in Serie verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste und der zweite Arm anti-parallel miteinander: der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 1201, 1202, 1203 sind mit dem vierten, dem fünften und dem sechsten BAW-Resonator 1204, 1205, 1206 anti-parallel verbunden. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1201, 1202, 1203 des ersten Armes entgegengesetzt (d.h. umgekehrt) zu den Polaritäten der Elektroden von dem vierten, dem fünften und dem sechsten BAW-Resonator 1204, 1205, 1206 des zweiten Arms.
  • Die durch den „kühleren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit in der Vorrichtung 1200 umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen des Qualitätsfaktors (Q) und der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206, eine verringerte Verschiebung des Durchlassbandes eines Filters, der die Vorrichtung 1200 umfasst, einen verringerten Einfügungsverlust und eine Verringerung von Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkten. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206, und weil der an dem Eingang 1207 bereitgestellte Eingangsstrom „aufgeteilt“ wird, laufen auch der erste bis sechste BAW-Resonator 1201 bis 1206 kühler und stellen eine Gesamt-Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 1200 bereit, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und der die gleiche elektrische Impedanz aufweist, wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206, und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis sechste BAW-Resonator 1201 bis 1206 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung wie ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche Größe der aktiven Fläche und die gleiche elektrische Impedanz wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis sechsten BAW-Resonator 1201 bis 1206 aufweist. Aufgrund dieser Verringerung in der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 1200 jedenfalls verringert.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen der verbesserten Leistungshandhabbarkeit, den niedrigeren Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten bietet die Vorrichtung 1200 auch eine verbesserte Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs-(IMD)-Produkten, die allgemein einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, wie akustische Resonatoren aufweisen, haben können. Zu diesem Zweck dient die anti-parallele Verbindung der zwei Arme der Vorrichtung 1200 dazu, Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörung (IMD) zu verringern. Weitere Einzelheiten der Verringerung von Harmonischen höherer Ordnung können gefunden werden in dem Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" von G. Stroe et al., IEEE 2011, und in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006/0290446 an Aigner et al. Die gesamten Offenbarungen von der IEEE-Veröffentlichung und von der US-Patentanmeldungsveröffentlichung werden hierin durch Verweis spezifisch aufgenommen.
  • 13A zeigt eine Aufsicht auf eine Vorrichtung 1300 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Aspekte der Vorrichtung 1300 sind gemeinsam wie diejenigen der Vorrichtungen 200, 200‘, 300, 300‘, 900, 1000 und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 1300 kann eine Komponente von einem Filter (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 1300 umfasst einen ersten BAW-Resonator 1301, einen zweiten BAW-Resonator 1302, einen dritten BAW-Resonator 1303, einen vierten BAW-Resonator 1304, einen fünften BAW-Resonator 1305, einen sechsten BAW-Resonator 1306, einen siebenten BAW-Resonator 1307 und einen achten BAW-Resonator 1308. Ein Eingang 1309 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem fünften BAW-Resonator 1301, 1305 auf, und ein Ausgang 1310 empfängt entsprechende Ausgänge von dem vierten und dem achten BAW-Resonator 1304, 1308. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 1309 den Strom von dem Eingang 1309 im Wesentlichen gleich in zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 1301, den zweiten BAW-Resonator 1302, den dritten BAW-Resonator 1303 und den vierten BAW-Resonator 1304 umfasst, und wobei der zweite Arm den fünften BAW-Resonator 1305, den sechsten BAW-Resonator 1306, den siebenten BAW-Resonator 1307 und den achten BAW-Resonator 1308 umfasst.
  • Wie oben erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 200 bis 200‘) vier BAW-Resonatoren, die eine mit AΩ bezeichnete elektrische Basis-Impedanz aufweisen, die so ausgewählt ist, dass diese Vorrichtungen ausgewählte elektrische Impedanzen (z.B. 50Ω) aufweisen. Im Gegensatz dazu, mit den elektrischen Verbindungen der acht BAW-Resonatoren der Vorrichtung 1300, weisen die elektrischen Impedanzen von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1301 bis 1308 einen Wert der elektrischen Impedanz von näherungsweise 2,0 Mal weniger (d.h. A/2,0Ω) als dem Wert der elektrischen Impedanz der BAW-Resonatoren, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 3D beschrieben sind, auf. Als solche wird die Eingangsimpedanz der Vorrichtung 1300 auf dem gleichen Wert aufrechterhalten wie dem der Vorrichtungen 200 bis 300‘ (z.B. 50Ω). So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1301 bis 1308 eingestellt werden, indem eine aktive Fläche bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 2,0 Mal größer als die aktive Fläche der Basis-BAW-Resonatoren (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200) ist.
  • 13B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 1300, die zum Darstellen der verschiedenen Komponenten von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1301 bis 1308 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 1301 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 1319 und eine erste untere Elektrode 1320. Der zweite BAW-Resonator 1302 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 1321 und eine zweite untere Elektrode 1322. Der dritte BAW-Resonator 1303 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 1323 und eine dritte untere Elektrode 1324. Der vierte BAW-Resonator 1304 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 1325 und ein vierte untere Elektrode 1326. Der fünfte BAW-Resonator 1305 umfasst eine fünfte piezoelektrische Schicht 1327 und eine fünfte untere Elektrode 1328. Der sechste BAW-Resonator 1306 umfasst eine sechste piezoelektrische Schicht 1329 und eine sechste untere Elektrode 1330. Der siebente BAW-Resonator 1307 umfasst eine siebente piezoelektrische Schicht 1331 und eine siebente untere Elektrode 1332. Der achte BAW-Resonator 1308 umfasst eine achte piezoelektrische Schicht 1333 und eine achte untere Elektrode 1334. Jeder von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1201 bis 1208 umfasst einen akustischen Reflektor 1335, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor ist. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten, der fünften, der sechsten, der siebenten und der achten piezoelektrischen Schicht 1319, 1321, 1323, 1325, 1327, 1329, 1331 und 1333 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisationsachse in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 13B dargestellt, sind die erste und die zweite obere Elektrode 1311, 1312 zusammen verbunden, sind die dritte und die vierte obere Elektrode 1313, 1314 zusammen verbunden, sind die fünfte und die sechste obere Elektrode 1315, 1316 zusammen verbunden, und sind die siebente und die achte obere Elektrode 1317, 1318 zusammen verbunden. Die zweite unteren Elektrode 1322 ist mit der dritten unteren Elektrode 1324 verbunden, und die sechste untere Elektrode 1330 ist mit der siebenten unteren Elektrode 1332 verbunden. Der Eingang 1309 ist aufgeteilt, wobei Strom durch die erste und die fünfte untere Elektrode 1320, 1328 geht, wohingegen die entsprechenden Ausgänge von der vierten und der achten oberen Elektrode 1314, 1318 an dem Ausgang 1310 kombiniert sind.
  • Auf der Grundlage der in 13B gezeigten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 13C dargestellt sind, sind der erste, der zweite, der dritte und der vierte BAW-Resonator 1301 bis 1304 in Anti-Serie verbunden, und sind der vierte, der fünfte, der sechste, der siebente und der achte BAW-Resonator 1304 bis 1308 in Anti-Serie verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste und der zweite Arm parallel zueinander: der erste, der zweite, der dritte und der vierte BAW-Resonator 1301, 1302, 1303, 1304 sind mit dem fünften, dem sechsten, dem siebenten und dem achten BAW-Resonator 1305, 1306, 1307, 1308 parallel verbunden. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 1301, 1302, 1303, 1304 des ersten Armes identisch zu den Polaritäten der Elektroden von dem fünften, dem sechsten, dem siebenten und dem achten BAW-Resonator 1305, 1306, 1307, 1308 des zweiten Arms.
  • Die durch „kühleren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit in der Vorrichtung 1300 umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen des Qualitätsfaktors (Q) und der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis achten BAW-Resonator 1301 bis 1308, eine verringerte Verschiebung des Durchlassbandes eines Filters, der die Vorrichtung 1300 umfasst, einen verringerten Einfügungsverlust und eine effiziente Verringerung von Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1301 bis 1308, und weil der an dem Eingang 1309 bereitgestellte elektrische Eingangsstrom „aufgeteilt“ wird, laufen auch der erste bis achte BAW-Resonator 1301 bis 1308 kühler und stellen eine Gesamt-Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 1300 bereit, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1301 bis 1308. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe von den Ankerpunkten zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1301 bis 1308, und aufgrund von der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis achte BAW-Resonator 1301 bis 1308 auf einer niedrigeren Betriebstemperatur bei der gleichen Eingangsleistung wie ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1301 bis 1308. Aufgrund dieser Verringerung in der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 1300 ebenfalls verringert.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen einer verbesserten Leistungshandhabbarkeit, niedrigeren Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten bietet die Vorrichtung 1300 auch eine Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkten, die allgemein einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die akustische Resonatoren umfassen, haben können. Zu diesem Zweck, dient die Verbindung in Anti-Serie der zwei Arme der Vorrichtung 1300, die jeweils eine gerade Anzahl von BAW-Resonatoren umfassen, zur Verringerung von Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und der Intermodulationsstörung (IMD). Weitere Einzelheiten der Verringerung von Oberwellen höherer Ordnung können gefunden werden in dem oben bezeichneten Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" von G. Stroe et al., IEEE 2011, und in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006/0290446 an Aigner et al.
  • 14A zeigt eine Aufsicht auf eine Vorrichtung 1400 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Aspekte der Vorrichtung 1400 sind gemeinsam wie diejenigen der Vorrichtungen 200, 200‘, 300, 300‘, 900, 1000, 1300 und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 1400 kann eine Komponente von einem Filter (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 1400 umfasst einen ersten BAW-Resonator 1401, einen zweiten BAW-Resonator 1402, einen dritten BAW-Resonator 1403, einen vierten BAW-Resonator 1404, einen fünften BAW-Resonator 1405, einen sechsten BAW-Resonator 1406, einen siebenten BAW-Resonator 1407 und einen achten BAW-Resonator 1408. Ein Eingang 1409 teilt sich auf in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem fünften BAW-Resonator 1401, 1405, und ein Ausgang 1410 empfängt entsprechende Ausgänge von dem vierten und dem achten BAW-Resonator 1404, 1408. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 1409 den Strom am Eingang 1409 im Wesentlichen gleich in zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 1401, den zweiten BAW-Resonator 1402, den dritten BAW-Resonator 1403 und den vierten BAW-Resonator 1404 umfasst, und wobei der zweite Arm den fünften BAW-Resonator 1405, den sechsten BAW-Resonator 1406, den siebenten BAW-Resonator 1407 und den achten BAW-Resonator 1408 umfasst.
  • Wie oben erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 200 bis 200‘) vier BAW-Resonatoren, die eine mit AΩ bezeichnete elektrische Basis-Impedanz aufweisen, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 200 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. Im Gegensatz dazu, mit den elektrischen Verbindungen der acht BAW-Resonatoren der Vorrichtung 1400, weist der Wert der elektrischen Impedanz von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1401 bis 1408 eine elektrische Impedanz von näherungsweise 2,0 Mal weniger (d.h. A/2,0Ω) als dem Wert der elektrischen Impedanz der BAW-Resonatoren, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 3D beschrieben sind, auf. Als solche wird die Eingangsimpedanz der Vorrichtung 1400 auf dem gleichen Wert aufrechterhalten wie dem der Vorrichtungen 200 bis 300‘ (z.B. 50Ω). So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, kann die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1401 bis 1408 eingestellt werden, indem eine aktive Fläche bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 2,0 Mal größer als die aktive Fläche der Basis-BAW-Resonatoren (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200) ist.
  • 14B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 1400, die zum Darstellen der verschiedenen Komponenten von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1401 bis 1408 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 1401 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 1419 und eine erste untere Elektrode 1420. Der zweite BAW-Resonator 1402 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 1421 und eine zweite untere Elektrode 1422. Der dritte BAW-Resonator 1403 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 1423 und eine dritte untere Elektrode 1424. Der vierte BAW-Resonator 1404 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 1425 und ein vierte untere Elektrode 1426. Der fünfte BAW-Resonator 1405 umfasst eine fünfte piezoelektrische Schicht 1427 und eine fünfte untere Elektrode 1428. Der sechste BAW-Resonator 1406 umfasst eine sechste piezoelektrische Schicht 1429 und eine sechste untere Elektrode 1430. Der siebente BAW-Resonator 1407 umfasst eine siebente piezoelektrische Schicht 1431 und eine siebente untere Elektrode 1432. Der achte BAW-Resonator 1408 umfasst eine achte piezoelektrische Schicht 1433 und eine achte untere Elektrode 1434. Jeder von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1401 bis 1408 umfasst einen akustischen Reflektor 1435, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor ist. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten, der fünften, der sechsten, der siebenten und der achten piezoelektrischen Schicht 1419, 1421, 1423, 1425, 1427, 1429, 1431 und 1433 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in dergleichen Richtung auf.
  • Wie in 14B dargestellt, ist der Eingang 1409 mit der ersten unteren Elektrode 1420 und mit der fünften oberen Elektrode 1415 verbunden, ist die erste obere Elektrode 1411 mit der zweiten unteren Elektrode 1422 verbunden, ist die zweite obere Elektrode 1412 mit der dritten unteren Elektrode 1424 verbunden, ist die dritte obere Elektrode 1413 mit der vierten unteren Elektrode 1426 verbunden, und ist die vierte obere Elektrode 1414 mit dem Ausgang 1410 verbunden. Die fünfte untere Elektrode 1428 ist mit der sechsten oberen Elektrode 1416 verbunden, die sechste untere Elektrode 1430 ist mit der siebenten oberen Elektrode 1417 verbunden, und die siebente untere Elektrode 1432 ist mit der achten oberen Elektrode 1418 verbunden, und die achte untere Elektrode 1434 ist mit dem Ausgang 1410 verbunden.
  • Auf der Grundlage der in 14B gezeigten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 14C dargestellt sind, sind der erste, der zweite, der dritte und der vierte BAW-Resonator 1401 bis 1404 in Serie verbunden, und sind der vierte, der fünfte, der sechste, der siebente und der achte BAW-Resonator 1404 bis 1408 in Serie verbunden.
  • Des Weiteren sind der erste und der zweite Arm anti-parallel zueinander: der erste, der zweite, der dritte und der vierte BAW-Resonator 1401, 1402, 1403, 1404 sind mit dem fünften, dem sechsten, dem siebenten und dem achten BAW-Resonator 1405, 1406, 1407, 1408 anti-parallel verbunden. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 1401, 1402, 1403, 1404 des ersten Armes entgegengesetzt (oder umgekehrt) zu den Polaritäten der Elektroden von dem fünften, dem sechsten, dem siebenten und dem achten BAW-Resonator 1405, 1406, 1407 und 1408 des zweiten Arms.
  • Die durch „kühleren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit in der Vorrichtung 1400 umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen des Qualitätsfaktors (Q) und der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis achten BAW-Resonator 1401 bis 1408, eine verringerte Verschiebung des Durchlassbandes eines Filters, der die Vorrichtung 1400 umfasst, und einen verringerten Einfügungsverlust. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1401 bis 1408, und weil der an dem Eingang 1409 bereitgestellte Eingangsstrom „aufgeteilt“ ist, laufen auch der erste bis achte BAW-Resonator 1401 bis 1408 kühler und stellen eine Gesamt-Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 1400 bereit, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und der die gleiche elektrische Impedanz aufweist, wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1401 bis 1408. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe von den Ankerpunkten zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1401 bis 1408, und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis achte BAW-Resonator 1401 bis 1408 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung als ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1401 bis 1408. Aufgrund dieser Verringerung in der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 1400 ebenfalls verringert.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen der verbesserten Leistungshandhabbarkeit, den niedrigeren Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten bietet die Vorrichtung 1400 auch eine Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkten, die allgemein einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die akustische Resonatoren umfassen, haben können. Zu diesem Zweck dient die anti-parallele Verbindung der zwei Arme der Vorrichtung 1400, die jeweils eine gerade Anzahl von BAW-Resonatoren umfassen, zur Verringerung von Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und der Intermodulationsstörung (IMD). Weitere Einzelheiten der Verringerung von Oberwellen höherer Ordnung können gefunden werden in dem oben bezeichneten Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" von G. Stroe et al., IEEE 2011, und in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006/0290446 an Aigner et al.
  • 15A zeigt eine Aufsicht auf eine Vorrichtung 1500 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Aspekte, Merkmale und Einzelheiten der Vorrichtung 1500 sind gemeinsam wie diejenigen der Vorrichtungen 200, 200‘, 300, 300‘, 900, 1000 und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 1500 kann eine Komponente von einem Filter (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 1500 umfasst einen ersten BAW-Resonator 1501, einen zweiten BAW-Resonator 1502, einen dritten BAW-Resonator 1503, einen vierten BAW-Resonator 1504, einen fünften BAW-Resonator 1505, einen sechsten BAW-Resonator 1506, einen siebenten BAW-Resonator 1507 und einen achten BAW-Resonator 1508. Ein Eingang 1509 teilt sich in entsprechende Eingänge zu dem ersten und dem fünften BAW-Resonator 1501, 1505 auf, und ein Ausgang 1510 empfängt entsprechende Ausgänge von dem vierten und dem achten BAW-Resonator 1504, 1508. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ am Eingang 1509 den elektrischen Strom von dem Eingang 1509 im Wesentlichen gleich in zwei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 1501, den zweiten BAW-Resonator 1502, den dritten BAW-Resonator 1503 und den vierten BAW-Resonator 1504 umfasst, und wobei der zweite Arm den fünften BAW-Resonator 1505, den sechsten BAW-Resonator 1506, den siebenten BAW-Resonator 1507 und den achten BAW-Resonator 1508 umfasst.
  • Wie vorhergehend erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 300 bis 300‘) vier BAW-Resonatoren, die eine mit AΩ bezeichnete elektrische Basis-Impedanz aufweisen, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 200 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. Im Gegensatz dazu, mit den elektrischen Verbindungen der acht BAW-Resonatoren der Vorrichtung 1500, weist die elektrische Impedanz von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1501 bis 1508 einen Wert der elektrischen Impedanz von näherungsweise 2,0 Mal weniger (d.h. A/2,0Ω) als dem Wert der elektrischen Impedanz der BAW-Resonatoren, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 3D beschrieben sind, auf. Als solche wird die Eingangsimpedanz der Vorrichtung 1500 auf dem Wert der Vorrichtungen 200 bis 300‘ (z.B. 50Ω) aufrechterhalten. So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, können die elektrischen Impedanzen von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1501 bis 1508 eingestellt werden, indem eine aktive Fläche bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 2,0 Mal größer als die aktive Fläche der Basis-BAW-Resonatoren (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200) ist.
  • 15B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 1500, die zum Darstellen der verschiedenen Komponenten von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1501 bis 1508 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 1501 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 1519 und eine erste untere Elektrode 1520. Der zweite BAW-Resonator 1502 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 1521 und eine zweite untere Elektrode 1522. Der dritte BAW-Resonator 1503 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 1523 und eine dritte untere Elektrode 1524. Der vierte BAW-Resonator 1504 umfasst eine vierte piezoelektrische Schicht 1525 und ein vierte untere Elektrode 1526. Der fünfte BAW-Resonator 1505 umfasst eine fünfte piezoelektrische Schicht 1527 und eine fünfte untere Elektrode 1528. Der sechste BAW-Resonator 1506 umfasst eine sechste piezoelektrische Schicht 1529 und eine sechste untere Elektrode 1530. Der siebente BAW-Resonator 1507 umfasst eine siebente piezoelektrische Schicht 1531 und eine siebente untere Elektrode 1532. Der achte BAW-Resonator 1508 umfasst eine achte piezoelektrische Schicht 1533 und eine achte untere Elektrode 1534. Jeder von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1501 bis 1508 umfasst einen akustischen Reflektor 1535, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor ist. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten, der fünften, der sechsten, der siebenten und der achten piezoelektrischen Schicht 1519, 1521, 1523, 1525, 1527 und 1529, 1531 und 1533 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 15B dargestellt, ist der Eingang 1509 mit der ersten unteren Elektrode 1520 und der fünften oberen Elektrode 1515 verbunden, ist die erste obere Elektrode 1511 mit der zweiten unteren Elektrode 1522 verbunden, ist die zweite untere Elektrode 1512 mit der dritten unteren Elektrode 1524 verbunden, ist die dritte obere Elektrode 1513 mit der vierten oberen Elektrode 1514 verbunden, und ist die vierte untere Elektrode 1526 mit dem Ausgang 1510 verbunden. Die fünfte obere Elektrode 1515 ist mit der sechsten oberen Elektrode 1516 verbunden, die sechste untere Elektrode 1530 ist mit der siebenten oberen Elektrode 1517 verbunden, die siebente untere Elektrode 1532 ist mit der achten oberen Elektrode 1518 verbunden, und die achte untere Elektrode 1534 ist mit dem Ausgang 1510 verbunden.
  • Auf der Grundlage der in 15B dargestellten elektrischen Verbindungen, die in schematischer Form in 15C dargestellt sind, sind der dritte und der vierte BAW-Resonator 1503, 1504 in Anti-Serie verbunden, sind der fünfte und der sechste BAW-Resonator 1505, 1506 in Anti-Serie verbunden, sind der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 1501 bis 1503 sind in Serie verbunden, und sind der sechste, der siebente und der achte BAW-Resonator in Serie verbunden. Des Weiteren sind der erste und der zweite Arm anti-parallel zueinander: der erste, der zweite, der dritte und der vierte BAW-Resonator 1501, 1502, 1503, 1504 sind mit dem fünften, dem sechsten, dem siebenten und dem achten BAW-Resonator 1505, 1506, 1507, 1508 parallel verbunden. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 1501 bis 1504 des ersten Arms entgegengesetzt (oder umgekehrt) zu den Polaritäten der Elektroden von dem fünften bis achten BAW-Resonator 1505 bis 1508 des zweiten Arms.
  • Des Weiteren sind der erste und der zweite Arm anti-parallel zueinander: der erste, der zweite, der dritte und der vierte BAW-Resonator 1401, 1402, 1403, 1404 sind mit dem fünften, dem sechsten, dem siebenten und dem achten BAW-Resonator 1405, 1406, 1407, 1408 anti-parallel verbunden. Als solche sind die Polaritäten der Elektroden von dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 1401, 1402, 1403, 1404 des ersten Armes entgegengesetzt (oder umgekehrt) zu den Polaritäten der Elektroden von dem fünften, dem sechsten, dem siebenten und dem achten BAW-Resonator 1405, 1406, 1407 und 1408 des zweiten Arms.
  • Die durch „kühleren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit der Vorrichtung 1500 umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen des Qualitätsfaktors (Q) und der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten bis achten BAW-Resonator 1501 bis 1508, eine verringerte Verschiebung des Durchlassbandes eines Filters, der die Vorrichtung 1500 umfasst, einen verringerten Einfügungsverlust und eine verringerte Oberwelle zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkte. Insbesondere aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1501 bis 1508, und weil der an dem Eingang 1509 bereitgestellte Eingangsstrom „aufgeteilt“ ist, laufen auch der erste bis achte BAW-Resonator 1501 bis 1508 kühler und stellen eine Gesamt-Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 1500 bereit, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und der die gleiche elektrische Impedanz aufweist, wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1501 bis 1508. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1501 bis 1508, und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste bis achte BAW-Resonator 1501 bis 1508 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung wie ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten bis achten BAW-Resonator 1501 bis 1508. Aufgrund dieser Verringerung in der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 1500 ebenfalls verringert.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen der verbesserten Leistungshandhabbarkeit, den niedrigeren Betriebstemperaturen und signifikant verringerten thermischen Gradienten bietet die Vorrichtung 1500 auch eine verbesserte Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkten, die allgemein einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die akustische Resonatoren umfassen, haben können. Zu diesem Zweck dienen die Verbindung in Anti-Serie von dem dritten und dem vierten BAW-Resonator 1503, 1504 und von dem fünften und dem sechsten BAW-Resonator 1505, 1506 dazu, die Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und die Intermodulationsstörung (IMD) zu verringern. Weitere Einzelheiten der Verringerung von Oberwellen höherer Ordnung können gefunden werden in dem oben bezeichneten Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" von G. Stroe et al., IEEE 2011, und in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006/0290446 an Aigner et al.
  • 16A zeigt eine Aufsicht auf eine Vorrichtung 1600 gemäß einer repräsentativen Ausführungsform. Viele Aspekte der Vorrichtung 1600 sind gemeinsam mit denjenigen der vielfältigen oben beschriebenen Vorrichtungen und werden häufig nicht wiederholt, um zu vermeiden, dass die vorliegend beschriebene repräsentative Ausführungsform verschleiert wird.
  • Die Vorrichtung 1600 kann eine Komponente von einem Filter (z.B. in einer Leiter- oder Gitterfilteranordnung) sein. Die Vorrichtung 1600 umfasst einen ersten BAW-Resonator 1601, einen zweiten BAW-Resonator 1602 und einen dritten BAW-Resonator 1603. Ein Eingang 1605 teilt sich in entsprechende Eingänge von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603 auf, und ein Ausgang 1606 empfängt entsprechende Ausgänge von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603. Des Weiteren und wie oben angemerkt, ist die elektrische Impedanz in jedem „Arm“ im Wesentlichen die gleiche in jedem Arm, was aufgrund der elektrisch parallelen Verbindung der „Arme“ zu im Wesentlichen gleichen Strömen in jedem der Arme führt. Als solche teilt die „Aufteilung“ an dem Eingang 1605 den Strom von dem Eingang 1605 im Wesentlichen gleich in drei „Arme“ auf, wobei der erste Arm den ersten BAW-Resonator 1601 umfasst, der zweite Arm den zweiten BAW-Resonator 1602 umfasst, und der dritte Arm den dritten BAW-Resonator 1603 umfasst. Es wird betont, dass mehr als drei Arme, wobei jeder Arm einen einzigen Resonator aufweist, aus den vorliegenden Lehren vorgesehen sind.
  • Wie zuvor erläutert, umfassen die „Basis“-Vorrichtungen (z.B. 200 bis 300‘) vier BAW-Resonatoren, die eine mit AΩ bezeichnete elektrische Basis-Impedanz aufweisen, die so ausgewählt ist, dass die Vorrichtung 200 eine ausgewählte elektrische Impedanz (z.B. 50Ω) aufweist. Im Gegensatz dazu, mit den elektrischen Verbindungen der drei BAW-Resonatoren der Vorrichtung 1600, weisen die elektrischen Impedanzen von jedem von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603 einen Wert der elektrischen Impedanz von näherungsweise 3,0 Mal größer (d.h. 3AΩ) als der Wert der elektrischen Impedanz der BAW-Resonatoren, die im Zusammenhang mit den repräsentativen Ausführungsformen der 2A bis 3D beschrieben sind, auf. Als solche ist die Eingangsimpedanz der Vorrichtung 1600 auf dem gleichen Wert aufrechterhalten wie dem der Vorrichtungen 200 bis 300‘ (z.B. 50Ω). So wie das von einem Fachmann gewertschätzt werden wird, können die elektrischen Impedanzen von jedem von dem ersten, zweiten und dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603 eingestellt werden, indem eine aktive Fläche bereitgestellt wird, die eine Flächenabmessung aufweist, die näherungsweise 3,0 Mal kleiner als die aktive Fläche der „Basis“-BAW-Resonatoren (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200) ist. Des Weiteren, wenn mehr als drei Arme bereitgestellt wären, würde die elektrische Impedanz von jedem BAW-Resonator erhöht, um die gewünschte ausgewählte elektrische Eingangsimpedanz (z.B. 50Ω) bereitzustellen. Gleichermaßen würde die Flächenabmessung der aktiven Fläche von jedem der BAW-Resonatoren im rechten Verhältnis kleiner als die aktive Fläche der Basis-BAW-Resonatoren (z.B. irgendeiner von dem ersten bis vierten BAW-Resonator 201 bis 204 der Vorrichtung 200).
  • 16B ist eine Pseudo-Querschnittansicht der Vorrichtung 1600, die zum Darstellen der vielfältigen Komponenten von dem ersten, zweiten und dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603 und den vielfältigen Verbindungen dahin nützlich ist. Der erste BAW-Resonator 1601 umfasst eine erste piezoelektrische Schicht 1613 und eine erste untere Elektrode 1610. Der zweite BAW-Resonator 1602 umfasst eine zweite piezoelektrische Schicht 1614 und eine zweite untere Elektrode 1611. Der dritte BAW-Resonator 1603 umfasst eine dritte piezoelektrische Schicht 1615 und eine dritte untere Elektrode 1612. Jeder von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603 umfasst einen akustischen Reflektor 1616, der entweder eine Ausnehmung oder ein Bragg-Reflektor ist. Wie oben angemerkt, weist jede von der ersten, der zweiten und der dritten piezoelektrischen Schicht 1613, 1614 und 1615 die gleiche kristalline Orientierung (d.h. die gleiche C-Achse) und folglich die Polarisation in der gleichen Richtung auf.
  • Wie in 16B dargestellt, ist der Eingang 1605 mit der ersten unteren Elektrode 1610, der zweiten oberen Elektrode 1608 und der dritten unteren Elektrode 1612 verbunden, und sind die erste obere Elektrode 1607, die zweite untere Elektrode 1611 und die dritte obere Elektrode mit dem Ausgang 1606 verbunden. Aufgrund der in 16B dargestellten elektrischen Verbindungen sind der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 1601 bis 1603 anti-parallel verbunden. Als solche ist die Polarität der Elektroden des ersten BAW-Resonators 1601 entgegengesetzt zu der Polarität der Elektroden des zweiten BAW-Resonators 1602, die wiederum entgegengesetzt zu der Polarität der Elektroden des dritten BAW-Resonators 1603 ist.
  • Die durch „kühleren“ Betrieb, thermische Gradienten und „Hotspots“ realisierten Verbesserungen in der elektrischen Leistungsfähigkeit der Vorrichtung 1600 umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Verbesserungen des Qualitätsfaktors (Q) und der elektromechanischen Kopplung (kt2) in dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603, eine verringerte Verschiebung des Durchlassbandes von einem Filter, der die Vorrichtung 1600 umfasst, und einen verringerten Einfügungsverlust. Insbesondere, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von jedem von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603, und weil der an dem Eingang 1605 bereitgestellte Eingangsstrom „aufgeteilt“ ist, laufen auch der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 1601 bis 1603 kühler und stellen eine Gesamt-Leistungshandhabbarkeit der Vorrichtung 1600 bereit, die verbessert ist im Vergleich zu einem bekannten größeren BAW-Resonator, der in Leistungshandhabungs-Anwendungen verwendet wird und der die gleiche elektrische Impedanz aufweist, wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603. Etwas anders ausgedrückt, aufgrund der vergleichsweise dichten Nähe der Ankerpunkte zu dem Mittelpunkt der aktiven Fläche von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603, und aufgrund der „Aufteilung“ des Eingangsstroms, arbeiten der erste, der zweite und der dritte BAW-Resonator 1601 bis 1603 auf einer niedrigeren Temperatur bei der gleichen Eingangsleistung wie ein einzelner BAW-Resonator, der die gleiche elektrische Impedanz aufweist wie die kombinierte elektrische Impedanz von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603. Aufgrund dieser Verringerung in der Betriebstemperatur ist die Verschiebung des Durchlassbandes kleiner, ist der Einfügungsverlust niedriger und sind Gesamtverluste (akustische, ohmsche, dielektrische und strahlungsbedingte), die mit zunehmender Temperatur zunehmen, in der Vorrichtung 1600 ebenfalls verringert.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen der verbesserten Leistungshandhabbarkeit, der niedrigeren Betriebstemperaturen und den signifikant verringerten thermischen Gradienten bietet die Vorrichtung 1600 auch eine verbesserte Verringerung von nicht-linearen Effekten, wie etwa Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und Intermodulationsstörungs(IMD)-Produkten, die allgemein einen abträglichen Einfluss auf die elektrische Leistungsfähigkeit von Filtern, die akustische Resonatoren umfassen, haben können. Zu diesem Zweck, dient die anti-parallele Verbindung von dem ersten, dem zweiten und dem dritten BAW-Resonator 1601 bis 1603 zur Verringerung von Oberwellen zweiter Ordnung (H2) und der Intermodulationsstörung (IMD). Weitere Einzelheiten der Verringerung von Oberwellen höherer Ordnung können gefunden werden in dem oben bezeichneten Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections" von G. Stroe et al., IEEE 2011, und in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006/0290446 an Aigner et al.
  • Die verschiedenen Komponenten, Materialien, Strukturen und Parameter sind lediglich zur Veranschaulichung und als Beispiele und nicht in irgendeinem beschränkenden Sinne enthalten. Im Hinblick auf diese Offenbarung können Fachleute die vorliegenden Lehren implementieren, indem sie ihre eigenen Anwendungen und benötigten Komponenten, Materialien, Strukturen und Ausrüstung bestimmen, um diese Anwendungen zu implementieren, während sie innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche bleiben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5910756 [0037, 0053]
    • US 6262637 [0037, 0053]
    • US 6107721 [0038, 0051]
    • US 5587620 [0038]
    • US 5873153 [0038]
    • US 6507983 [0038]
    • US 7388454 [0038]
    • US 7629865 [0038]
    • US 7714684 [0038]
    • US 7791434 [0038]
    • US 8188810 [0038]
    • US 8230562 [0038]
    • US 7280007 [0038]
    • US 8248185 [0038]
    • US 7345410 [0038]
    • US 6828713 [0038]
    • US 7561009 [0038]
    • US 6215375 [0048]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ („Verringerung der Störung der zweiten Harmonischen unter Verwendung von Verbindungen in Anti-Serie und anti-parallel“) von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0077]
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0101]
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0115]
    • Artikel („Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“) von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0130]
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0165]
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0175]
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0184]
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0201]
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0210]
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0219]
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0228]
    • Artikel „Reduction of Second Harmonic Distortion using Anti-series and Anti-parallel Connections“ von G. Stroe et al., IEEE 2011 [0235]

Claims (39)

  1. Eine Vorrichtung, die folgendes aufweist: einen ersten Arm mit einem ersten akustischen Volumenwellen(BAW)-Resonator und einem zweiten BAW-Resonator, der in Anti-Serie verbunden ist, einen zweiten Arm mit einem dritten BAW-Resonator und einem vierten BAW-Resonator, und einen Eingang, der dazu ausgebildet ist, einen Eingangsstrom im Wesentlichen gleich in den ersten und den zweiten Arm aufzuteilen, wobei der erste und der zweite BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  2. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der dritte BAW-Resonator in Anti-Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist.
  3. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der dritte BAW-Resonator in Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist.
  4. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend einen dritten Arm mit einem fünften BAW-Resonator und einem sechsten BAW-Resonator, der in Anti-Serie verbunden ist, wobei der dritte BAW-Resonator in Anti-Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist, und wobei der Eingang ferner dazu ausgelegt ist, den Eingangsstrom im Wesentlichen gleich in den ersten, den zweiten und den dritten Arm aufzuteilen.
  5. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  6. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  7. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 6, ferner aufweisend einen dritten Arm mit einem fünften BAW-Resonator und einem sechsten BAW-Resonator, der in Serie verbunden ist, wobei der dritte BAW-Resonator in Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist, und wobei der Eingang ferner dazu ausgelegt ist, den Eingangsstrom im Wesentlichen gleich in den ersten, den zweiten und den dritten Arm aufzuteilen.
  8. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  9. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  10. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste Arm einen fünften BAW-Resonator und einen sechsten BAW-Resonator aufweist, die in Anti-Serie mit dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator verbunden sind.
  11. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei der zweite Arm einen siebenten BAW-Resonator und einen achten BAW-Resonator aufweist, die in Anti-Serie mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  12. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste Arm einen fünften BAW-Resonator und einen sechsten BAW-Resonator aufweist, die in Serie mit dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator verbunden sind.
  13. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9 oder 11, wobei der zweite Arm einen siebenten BAW-Resonator und einen achten BAW-Resonator aufweist, die in Serie mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  14. Eine Vorrichtung, die folgendes aufweist: einen ersten Arm mit einem ersten akustischen Volumenwellen(BAW)-Resonator und einem zweiten BAW-Resonator, der in Anti-Serie verbunden ist, einen zweiten Arm mit einem dritten BAW-Resonator und einem vierten BAW-Resonator, und einen Eingang, der dazu ausgelegt ist, einen Eingangsstrom im Wesentlichen gleich in den ersten und den zweiten Arm aufzuteilen, wobei der erste und der zweite BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  15. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei der dritte BAW-Resonator in Anti-Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist.
  16. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 14 oder 15, ferner aufweisend einen dritten Arm mit einem fünften BAW-Resonator und einem sechsten BAW-Resonator, der in Anti-Serie verbunden ist, wobei der dritte BAW-Resonator in Anti-Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist, und wobei der Eingang ferner dazu ausgelegt ist, den Eingangsstrom im Wesentlichen gleich in den ersten, den zweiten und den dritten Arm aufzuteilen.
  17. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  18. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  19. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei der erste Arm einen fünften BAW-Resonator und einen sechsten BAW-Resonator aufweist, die in Anti-Serie mit dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator verbunden sind.
  20. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei der zweite Arm einen siebenten BAW-Resonator und einen achten BAW-Resonator aufweist, die in Anti-Serie mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  21. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei der erste Arm einen fünften BAW-Resonator und einen sechsten BAW-Resonator aufweist, die in Serie mit dem ersten und dem zweiten BAW-Resonator verbunden sind.
  22. Eine Vorrichtung, die folgendes aufweist: einen ersten Arm mit einem ersten akustischen Volumenwellen(BAW)-Resonator und einem zweiten BAW-Resonator, der in Serie verbunden ist, einen zweiten Arm mit einem dritten BAW-Resonator und einem vierten BAW-Resonator, und einen Eingang, der dazu ausgebildet ist, einen Eingangsstrom im Wesentlichen gleich in den ersten und den zweiten Arm aufzuteilen, und wobei der erste und der zweite BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  23. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei der dritte BAW-Resonator in Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist.
  24. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 22 oder 23, wobei einer fünfter und einer sechster BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  25. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 22 oder 23, wobei einer fünfter und ein sechster BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind
  26. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 22 oder 23, ferner aufweisend einen dritten Arm mit einem fünften BAW-Resonator und einem sechsten BAW-Resonator, der in Serie verbunden ist, wobei der dritte BAW-Resonator in Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist, und wobei der Eingang ferner dazu ausgelegt ist, den Eingangsstrom im Wesentlichen gleich in den ersten, den zweiten und den dritten Arm aufzuteilen.
  27. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 26, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  28. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 26, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  29. Eine Vorrichtung, die folgendes aufweist: einen ersten Arm mit einem ersten akustischen Volumenwellen-(BAW)-Resonator und einem zweiten BAW-Resonator, der in Serie verbunden ist, einen zweiten Arm mit einem dritten BAW-Resonator und einem vierten BAW-Resonator, und einen Eingang, der dazu ausgelegt ist, einen Eingangsstrom im Wesentlichen gleich in den ersten und den zweiten Arm aufzuteilen, und wobei der erste und der zweite BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  30. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 29, wobei der dritte BAW-Resonator in Anti-Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist.
  31. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 29, wobei der dritte BAW-Resonator in Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist.
  32. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31, ferner aufweisend einen dritten Arm mit einem fünften BAW-Resonator und einem sechsten BAW-Resonator, der in Anti-Serie verbunden ist, wobei der dritte BAW-Resonator in Anti-Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist.
  33. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 32, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  34. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 32, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  35. Eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31, ferner aufweisend einen dritten Arm mit einem fünften BAW-Resonator und einem sechsten BAW-Resonator, der in Serie verbunden ist, wobei der dritte BAW-Resonator in Serie mit dem vierten BAW-Resonator verbunden ist.
  36. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 35, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  37. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 35, wobei der fünfte und der sechste BAW-Resonator anti-parallel mit dem dritten und dem vierten BAW-Resonator verbunden sind.
  38. Eine Vorrichtung, die folgendes aufweist: einen ersten Arm mit einem ersten akustischen Volumenwellen(BAW)-Resonator, einen zweiten Arm mit einem zweiten BAW-Resonator, einen dritten Arm mit einem dritten BAW-Resonator, und einen Eingang, der dazu ausgelegt ist, einen Eingangsstrom im Wesentlichen gleich in jeden von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Arm aufzuteilen.
  39. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 38, wobei der erste Arm anti-parallel mit dem zweiten Arm verbunden ist.
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