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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einzelport-Resonator für elastische Wellen, in dem IDT-Elektroden auf einem piezoelektrischen Substrat ausgebildet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Filtervorrichtung für elastische Wellen und einen Duplexer, der jeweils den oben beschriebenen Einzelport-Resonator für elastische Wellen enthalten.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Als ein Resonator in einer Filtervorrichtung ist weithin ein Oberflächenschallwellenresonator verwendet worden. Nicht-Patentdokument 1 offenbart einen Einzelport-Oberflächenschallwellenresonator, der eine IDT-Elektrode vom seriell unterteilten Typ enthält. In diesem Einzelport-Oberflächenschallwellenresonator sind eine erste IDT-Elektrode und eine zweite IDT-Elektrode in Reihe verbunden. Um die gleiche Impedanz zu erhalten wie die, die in einem Fall erhalten wird, wo keine IDT-Elektrode vom seriell unterteilten Typ verwendet wird, sind die Flächen der ersten und zweiten IDT-Elektroden groß. Dies führt zu einer Reduzierung der Energiedichte in den ersten und zweiten IDT-Elektroden und zur Unterdrückung von Verzerrungen, die durch ein nicht-lineares Signal generiert werden.
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Andererseits offenbart das Patentdokument 1 eine Oberflächenschallwellenvorrichtung, die zum Vergrößern des Wärmeschockwiderstandes verwendet wird. In dieser Oberflächenschallwellenvorrichtung sind zwei Oberflächenschallwellenresonatorabschnitte auf einem piezoelektrischen Substrat ausgebildet. Die zwei Oberflächenschallwellenresonatorabschnitte sind elektrisch parallel miteinander verbunden. Das heißt, eine erste IDT-Elektrode, die einen ersten Oberflächenschallwellenresonatorabschnitt bildet, und eine zweite IDT-Elektrode, die einen zweiten Oberflächenschallwellenresonatorabschnitt bildet, sind elektrisch parallel miteinander verbunden.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Patentdokument 1:
JP 2004 -
320411 A
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Nicht-Patentliteratur
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Nicht-Patentdokument 1: „A Triple-Beat-Free PCS SAW Duplexer“, (IEEE Ultrason. Symp., Seiten 67-70, 2012)
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Mit der in Nicht-Patentdokument 1 offenbarten Oberflächenschallwellenvorrichtung ist es möglich, nicht-lineare Verzerrungen zu reduzieren. Da jedoch die Flächen der ersten und zweiten IDT-Elektroden groß sind, ist es schwierig, eine Verkleinerung zu erreichen.
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Andererseits wird bei der in Patentdokument 1 offenbarten Oberflächenschallwellenvorrichtung eine parallele Verbindungsstruktur verwendet, um den Wärmeschockwiderstand zu erhöhen. Mit dieser Struktur können nicht-lineare Verzerrungen unterdrückt werden, ohne die Flächen der IDT-Elektroden zu vergrößern. Jedoch nimmt in der in Patentdokument 1 offenbarten parallelen Verbindungsstruktur eine Routungsleitung zum Verbinden der ersten und zweiten IDT-Elektroden viel Platz in Anspruch. Es ist darum schwierig, eine Miniaturisierung zu erreichen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Einzelport-Resonator für elastische Wellen bereitzustellen, der in der Lage ist, nicht-lineare Verzerrungen zu unterdrücken und eine Miniaturisierung zu erreichen.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filtervorrichtung für elastische Wellen und einen Duplexer bereitzustellen, die jeweils einen Resonator für elastische Wellen enthalten, der in der Lage ist, nicht-lineare Verzerrungen zu unterdrücken und eine Miniaturisierung zu erreichen.
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Lösung des Problems
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Ein Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Einzelport-Resonator für elastische Wellen, der einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss enthält. Ein Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein piezoelektrisches Substrat, eine erste IDT-Elektrode und eine zweite IDT-Elektrode, die auf dem piezoelektrischen Substrat gebildet sind, und einen ersten Reflektor und einen zweiten Reflektor, von denen sich einer auf einer Seite einer Region befindet, wo die erste IDT-Elektrode und die zweite IDT-Elektrode gebildet sind, und von denen sich der andere auf der anderen Seite der Region befindet und die durch die erste IDT-Elektrode und die zweite IDT-Elektrode gemeinsam genutzt werden.
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Die erste IDT-Elektrode enthält eine erste Sammelschiene und eine gemeinsam genutzte Sammelschiene, die von der ersten Sammelschiene getrennt angeordnet ist. Die zweite IDT-Elektrode teilt sich die gemeinsam genutzte Sammelschiene mit der ersten IDT-Elektrode und enthält eine zweite Sammelschiene, die von der gemeinsam genutzten Sammelschiene getrennt angeordnet ist.
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Die erste Sammelschiene ist von der zweiten Sammelschiene aus quer über der gemeinsam genutzten Sammelschiene angeordnet.
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Die gemeinsam genutzte Sammelschiene ist elektrisch mit dem ersten Reflektor verbunden und ist mit dem ersten Anschluss verbunden. Der zweite Reflektor ist mit der ersten Sammelschiene und der zweiten Sammelschiene verbunden, und ist des Weiteren mit dem zweiten Anschluss verbunden.
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Die erste IDT-Elektrode und die zweite IDT-Elektrode sind elektrisch parallel zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss verbunden.
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In einer Form des Resonators für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Spannungsanlegerichtung zwischen der ersten Sammelschiene und der gemeinsam genutzten Sammelschiene in der ersten IDT-Elektrode die gleiche wie eine projizierte Polarisierungsrichtung, die erhalten wird, indem man eine Polarisierungsrichtung des piezoelektrischen Substrats auf eine Oberfläche des piezoelektrischen Substrats projiziert, und eine Spannungsanlegerichtung zwischen der gemeinsam genutzten Sammelschiene und der zweiten Sammelschiene in der zweiten IDT-Elektrode ist der projizierten Polarisierungsrichtung entgegengesetzt.
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In einer anderen Form des Resonators für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält jeder des ersten Reflektors und des zweiten Reflektors mehrere Elektrodenfinger, eine Erst-End-Sammelschiene, die einen Endabschnitt der Elektrodenfinger koppelt, eine Zweit-End-Sammelschiene, die die anderen Endabschnitte der Elektrodenfinger koppelt, und eine Zwischensammelschiene, die Zwischenabschnitte der Elektrodenfinger koppelt.
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In einer weiteren Form des Resonators für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die erste Sammelschiene und die Erst-End-Sammelschiene in dem zweiten Reflektor in derselben Richtung und sind integriert, und die zweite Sammelschiene und die Zweit-End-Sammelschiene in dem zweiten Reflektor erstrecken sich in derselben Richtung und sind integriert.
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In einer weiteren Form des Resonators für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die gemeinsam genutzte Sammelschiene und die Zwischensammelschiene in dem ersten Reflektor in derselben Richtung und sind integriert.
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Eine Filtervorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält mehrere Resonatoren für elastische Wellen, von denen mindestens einer ein Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
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In einer Form der Filtervorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung bilden die Resonatoren für elastische Wellen eine Abzweigschaltung.
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In einer anderen Form der Filtervorrichtung für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Abzweigschaltung mehrere Reihenarmresonatoren und mehrere Parallelarmresonatoren, die Reihenarmresonatoren und die Parallelarmresonatoren sind Resonatoren für elastische Wellen, und mindestens einer der Reihenarmresonatoren und der Parallelarmresonatoren ist ein Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Ein Duplexer gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein erstes Bandpassfilter, das mit einem Antennenanschluss verbunden ist, und ein zweites Bandpassfilter, das mit dem Antennenanschluss verbunden ist, und hat ein Durchlassband, das von dem des ersten Bandpassfilters verschiedenen ist. Mindestens eines des ersten Bandpassfilters und des zweiten Bandpassfilters enthält einen Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung.
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In einer Form des Duplexers gemäß der vorliegenden Erfindung enthält mindestens eines des ersten Bandpassfilters und des zweiten Bandpassfilters mehrere Resonatoren für elastische Wellen, und mindestens einer der Resonatoren für elastische Wellen auf der Seite, die dem Antennenanschluss am nächsten liegt, ist ein Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Ein Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung kann nicht-lineare Verzerrungen unterdrücken und eine Miniaturisierung erreichen.
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Figurenliste
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- 1(a) ist eine Grundrissansicht eines Resonators für elastische Wellen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 1(b) ist eine Seitenansicht des Resonators für elastische Wellen.
- 2 ist eine Grundrissansicht eines Resonators für elastische Wellen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist ein Schaltbild eines Duplexers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist ein Schaltbild eines Duplexers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist ein Schaltbild eines Duplexers gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist ein Schaltbild eines Duplexers gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 7 ist ein Schaltbild eines Duplexers gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 8 ist ein Schaubild, das Dämpfung-Frequenz-Kennlinien veranschaulicht, die Frequenzgänge zweiter Oberschwingungen eines Resonators für elastische Wellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eines Resonator für elastische Wellen, der ein erstes Vergleichsbeispiel ist, und eines Resonators für elastische Wellen, der ein zweites Vergleichsbeispiel ist, darstellen.
- 9 ist ein Querschnittaufriss, der eine beispielhafte Struktur einer Grenzschallwellenvorrichtung veranschaulicht.
- 10 ist eine Grundrissansicht eines Resonators für elastische Wellen, der das zweite Vergleichsbeispiel ist.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden ausführlich unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1(a) ist eine Grundrissansicht eines Resonators für elastische Wellen gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 1(b) ist eine Seitenansicht des Resonators für elastische Wellen.
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Ein Resonator für elastische Wellen 1 ist ein Einzelport-Resonator für elastische Wellen. In dieser Ausführungsform ist der Resonator für elastische Wellen 1 ein Oberflächenschallwellenresonator, der eine Oberflächenschallwelle verwendet.
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Der Resonator für elastische Wellen 1 enthält ein piezoelektrisches Substrat 2. In dieser Ausführungsform besteht das piezoelektrische Substrat 2 aus LiTaO3, aber es kann auch aus einem anderen piezoelektrischen Einkristall, wie zum Beispiel LiNbO3, oder einem piezoelektrischen Keramikmaterial bestehen.
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Die Polarisierungsrichtung des piezoelektrischen Substrats 2 ist eine durch Pfeile in 1(b) dargestellte P-Richtung. Eine projizierte Polarisierungsrichtung Px in 1(a) ist eine Richtung, die durch Projizieren der in 1(b) veranschaulichten Polarisierungsrichtung P auf die Hauptfläche des piezoelektrischen Substrats 2 erhalten wird.
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Auf einer Oberseite 2a des piezoelektrischen Substrats 2 ist eine Elektrodenstruktur 3 ausgebildet. In der Elektrodenstruktur 3 gemäß dieser Ausführungsform sind Ti und eine Al-Cu-Legierung laminiert. Jedoch ist ein Metallmaterial für die Elektrodenstruktur nicht auf Ti und Al-Cu beschränkt, und es können auch Pt, Cu, Au, AI, Ti, Ag, Pd, W, Mo und Legierungen davon verwendet werden. Die Elektrodenstruktur 3 kann aus einem gestapelten Metallfilm gebildet werden.
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Die Elektrodenstruktur 3 enthält eine erste IDT-Elektrode 4, eine zweite IDT-Elektrode 5, einen ersten Reflektor 6 und einen zweiten Reflektor 7.
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Die erste IDT-Elektrode 4 hat mehrere erste Elektrodenfinger 4a und mehrere zweite Elektrodenfinger 4b. Die ersten Elektrodenfinger 4a und der zweite Elektrodenfinger 4b greifen ineinander.
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Die ersten Elektrodenfinger 4a und der zweite Elektrodenfinger 4b erstrecken sich in einer Richtung parallel zu der projizierten Polarisierungsrichtung Px.
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Ein Ende eines jeden der ersten Elektrodenfinger 4a ist mit einer ersten Sammelschiene 4c verbunden. Ein Ende eines jeden der zweiten Elektrodenfinger 4b ist elektrisch mit einer gemeinsam genutzten Sammelschiene 8 verbunden.
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Die zweite IDT-Elektrode 5 hat mehrere dritte Elektrodenfinger 5a und mehrere vierte Elektrodenfinger 5b. Die dritten Elektrodenfinger 5a und die vierten Elektrodenfinger 5b greifen ineinander. Die dritten Elektrodenfinger 5a und die vierten Elektrodenfinger 5b erstrecken sich in einer Richtung parallel zu der projizierten Polarisierungsrichtung Px.
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Ein Ende eines jeden der dritten Elektrodenfinger 5a ist mit der gemeinsam genutzten Sammelschiene 8 verbunden, und das andere Ende erstreckt sich in Richtung einer zweiten Sammelschiene 5c.
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Ein Ende eines jeden der vierten Elektrodenfinger 5b ist mit der zweiten Sammelschiene 5c verbunden, und das andere Ende erstreckt sich in Richtung der gemeinsam genutzten Sammelschiene 8.
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In dieser Ausführungsform erstrecken sich die erste Sammelschiene 4c, die zweite Sammelschiene 5c und die gemeinsam genutzte Sammelschiene 8 in einer Richtung orthogonal zu der projizierten Polarisierungsrichtung Px. Die erste Sammelschiene 4c und die zweite Sammelschiene 5c erstrecken sich in einer Richtung parallel zu der gemeinsam genutzten Sammelschiene 8.
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In der Elektrodenstruktur 3 sind die erste IDT-Elektrode 4 und die zweite IDT-Elektrode 5 Rückseite an Rückseite - mit der gemeinsam genutzten Sammelschiene 8 dazwischen - angeordnet. Das heißt, die erste IDT-Elektrode 4 ist auf einer Seite der gemeinsam genutzten Sammelschiene 8 gebildet, und die zweite IDT-Elektrode 5 ist auf der anderen Seite der gemeinsam genutzten Sammelschiene 8 gebildet.
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Die erste IDT-Elektrode 4 und die zweite IDT-Elektrode 5 teilen sich die gemeinsam genutzte Sammelschiene 8 und sind Rückseite an Rückseite angeordnet. Dementsprechend kann ein Abschnitt, wo die erste IDT-Elektrode 4 und die zweite IDT-Elektrode 5 gebildet sind, verkleinert werden.
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Andererseits ist der erste Reflektor 6 auf einer Seite einer Region angeordnet, wo die erste IDT-Elektrode 4 und die zweite IDT-Elektrode 5 in einer Oberflächenschallwellen-Ausbreitungsrichtung gebildet sind, und der zweite Reflektor 7 ist auf der anderen Seite der Region in der Oberflächenschallwellen-Ausbreitungsrichtung angeordnet. Der erste Reflektor 6 und der zweite Reflektor 7 werden durch einen ersten Resonanzabschnitt, der aus der ersten IDT-Elektrode 4 gebildet ist, und einen zweiten Resonanzabschnitt, der aus der zweiten IDT-Elektrode 5 gebildet ist, gemeinsam genutzt. Das heißt, der erste Reflektor 6 und der zweite Reflektor 7 sind so angeordnet, dass sie eine durch die erste IDT-Elektrode 4 angeregte Oberflächenschallwelle und eine durch die zweite IDT-Elektrode 5 angeregte Oberflächenschallwelle reflektieren.
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Genauer gesagt, hat der erste Reflektor 6 mehrere Elektrodenfinger 6a, eine Erst-End-Sammelschiene 6b und eine Zweit-End-Sammelschiene 6c. Eine Gruppe der Enden der Elektrodenfinger 6a sind durch die Erst-End-Sammelschiene 6b gekoppelt. Die anderen Enden der Elektrodenfinger 6a sind durch die Zweit-End-Sammelschiene 6c gekoppelt. Die Elektrodenfinger 6a sind in einer seitlichen Richtung mit Bezug auf die erste IDT-Elektrode 4 und die zweite IDT-Elektrode 5 angeordnet. Genauer gesagt, sind die Elektrodenfinger 6a in einer seitlichen Richtung mit Bezug auf den Überschneidungspunkt der Elektrodenfinger der ersten IDT-Elektrode 4 und den Überschneidungspunkt der Elektrodenfinger der zweiten IDT-Elektrode 5 angeordnet, um eine Oberflächenschallwelle zu reflektieren, die sich in der oben beschriebenen Weise ausgebreitet hat.
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Wie der erste Reflektor 6, hat der zweite Reflektor 7 mehrere Elektrodenfinger 7a, eine Erst-End-Sammelschiene 7b und eine Zweit-End-Sammelschiene 7c. Der zweite Reflektor 7 ist ebenfalls so angeordnet, dass er eine durch die erste IDT-Elektrode 4 angeregte Oberflächenschallwelle und eine durch die zweite IDT-Elektrode 5 angeregte Oberflächenschallwelle reflektiert.
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Der Resonator für elastische Wellen 1 gemäß dieser Ausführungsform ist ein Einzelport-Resonator für elastische Wellen, der einen ersten Anschluss 9 und einen zweiten Anschluss 10 aufweist. Die gemeinsam genutzte Sammelschiene 8 und der erste Reflektor 6 sind elektrisch miteinander verbunden. Das heißt, in dieser Ausführungsform erstreckt sich die gemeinsam genutzte Sammelschiene 8 in Richtung des ersten Reflektors 6 und ist mit dem Zwischenabschnitt des Elektrodenfingers 6a gekoppelt. Der erste Anschluss 9 ist elektrisch mit der gemeinsam genutzten Sammelschiene 8 und dem ersten Reflektor 6 verbunden.
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Andererseits ist in dieser Ausführungsform die erste Sammelschiene 4c mit der Erst-End-Sammelschiene 7b in dem zweiten Reflektor 7 integriert. Die zweite Sammelschiene 5c ist gleichermaßen mit der Zweit-End-Sammelschiene 7c integriert. In dieser Ausführungsform haben die erste Sammelschiene 4c und die Erst-End-Sammelschiene 7b die gleiche Breite, erstrecken sich in derselben Richtung und sind integriert. Die zweite Sammelschiene 5c und die Zweit-End-Sammelschiene 7c haben ebenfalls die gleiche Breite, erstrecken sich in derselben Richtung und sind integriert. Der zweite Anschluss 10 ist mit dem zweiten Reflektor 7, der ersten Sammelschiene 4c und der zweiten Sammelschiene 5c verbunden. Dementsprechend sind die erste IDT-Elektrode 4 und die zweite IDT-Elektrode 5 elektrisch zwischen dem ersten Anschluss 9 und dem zweiten Anschluss 10 parallel verbunden. Wie in der Zeichnung veranschaulicht, ist eine Spannungsanlegerichtung V1 in einer Region zwischen der ersten Sammelschiene 4c und der gemeinsam genutzten Sammelschiene 8 in der ersten IDT-Elektrode 4 einer Spannungsanlegerichtung V2 in einer Region zwischen der gemeinsam genutzten Sammelschiene 8 und der zweiten Sammelschiene 5c in der zweiten IDT-Elektrode 5 entgegengesetzt. Genauer gesagt, ist die Spannungsanlegerichtung V1 die gleiche wie die projizierte Polarisierungsrichtung Px, und die Spannungsanlegerichtung V2 ist der projizierten Polarisierungsrichtung Px entgegengesetzt.
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Der Resonator für elastische Wellen 1 gemäß dieser Ausführungsform mit der oben beschriebenen Struktur kann die Unterdrückung nicht-linearer Verzerrungen und eine Verkleinerung erreichen. Dieser Punkt wird ausführlich unter Bezug auf 8 beschrieben.
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Eine durchgezogene Linie in 8 zeigt eine Dämpfung-Frequenz-Kennlinie an, die den Frequenzgang einer zweiten Oberschwingung darstellt, die die Quelle nicht-linearer Verzerrungen ist, in einem Fall, wo der Resonator für elastische Wellen 1 gemäß den folgenden Spezifikationen hergestellt wird.
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Die Spezifikationen für den Resonator für elastische Wellen 1 sind folgende. Die IDT-Elektroden 4 und 5: ein Elektrodenmaterial [eine laminierte Struktur, die aus einem Ti/Al-Cu Film gebildet ist und eine Dicke von 30 und 380 (nm) hat]. Die Anzahl der Paare der Elektrodenfinger = [80 Paare]. Eine Elektrodenfinger-Überschneidungsbreite = [50 µm]. Die Breite der gemeinsam genutzten Sammelschiene 8 = [15 µm]. Die Breite der ersten Sammelschiene 4c und der zweiten Sammelschiene 5c = [15 µm]. Die Anzahl der Elektrodenfinger 6a des ersten Reflektors 6 und die Anzahl der Elektrodenfinger 7a des zweiten Reflektors 7 = 15. Die Breite der Erst-End-Sammelschiene 6b, der Zweit-End-Sammelschiene 6c, der Erst-End-Sammelschiene 7b und der Zweit-End-Sammelschiene 7c = [15 µm].
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Zum Vergleich werden die folgenden ersten und zweiten Vergleichsbeispiele hergestellt. Als das erste Vergleichsbeispiel wird ein gewöhnlicher Einzelport-Resonator für elastische Wellen hergestellt, indem Reflektoren auf beiden Seiten einer einzelnen IDT-Elektrode angeordnet werden, und er ist der gleiche wie der oben beschriebene Einzelport-Resonator für elastische Wellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, außer dass eine Elektrodenfinger-Überschneidungsbreite der IDT-Elektrode 100 µm beträgt, die IDT-Elektrode keine parallele Teilungsstruktur hat und die Reflektoren auf beiden Seiten der IDT-Elektrode nicht elektrisch mit der IDT-Elektrode verbunden sind.
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Als das zweite Vergleichsbeispiel wird ein Resonator für elastische Wellen 101 mit einer in 10 veranschaulichten Elektrodenstruktur hergestellt. Wie in dem Resonator für elastische Wellen 1, sind in dem in 10 veranschaulichten Resonator für elastische Wellen 101 eine erste IDT-Elektrode 104 und eine zweite IDT-Elektrode 105 parallel zwischen einem ersten Anschlusses 109 und einem zweiten Anschluss 110 verbunden. Eine der Sammelschienen der ersten IDT-Elektrode 104 und eine der Sammelschienen der zweiten IDT-Elektrode 105 sind miteinander durch eine Routungsleitung 106 verbunden und sind mit dem ersten Anschluss 109 verbunden. Die andere der Sammelschienen der ersten IDT-Elektrode 104 und die andere der Sammelschienen der zweiten IDT-Elektrode 105 sind miteinander durch eine Routungsleitung 107 verbunden, die eine Region umgibt, wo die IDT-Elektroden 104 und 105 angeordnet sind. Die Routungsleitung 107 ist mit dem zweiten Anschluss 110 verbunden. Die andere Struktur dieses Resonators für elastische Wellen ist die gleiche wie die oben beschriebene Struktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 8 zeigt eine durchbrochene Linie ein Resultat des ersten Vergleichsbeispiels an, und eine Punkt-Strich-Linie zeigt ein Resultat des zweiten Vergleichsbeispiels an.
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Wie aus 8 zu erkennen ist, ist es unter Verwendung der parallelen und umgekehrten Verbindungsstruktur des zweiten Vergleichsbeispiels und einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, den Frequenzgang einer zweiten Oberschwingung effizienter zu unterdrücken als im Vergleich zu dem ersten Vergleichsbeispiel. Insbesondere ist es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, den Frequenzgang einer zweiten Oberschwingung effizienter zu unterdrücken, das heißt von nicht-linearen Verzerrungen zweiter Ordnung, als im Vergleich zu dem zweiten Vergleichsbeispiel. Der Grund für die Reduzierung nicht-linearer Verzerrungen ist, dass die gemeinsame Nutzung einer Sammelschiene zur Kopplung von Wellen zwischen zwei IDTs und einer Verbesserung der strukturellen Symmetrie.
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Andererseits sind, wie aus einem Vergleich zwischen 10 und 1(a) offenkundig ist, Routungsleitungen in dem zweiten Vergleichsbeispiel bereitgestellt, die viel Platz beanspruchen. Des Weiteren sind die Sammelschienen und Reflektoren der ersten IDT-Elektrode 104 und der zweiten IDT-Elektrode 105 separat bereitgestellt. Somit ist eine Fläche für die Bildung einer Elektrodenstruktur auf einem piezoelektrischen Substrat sehr groß. Im Gegensatz dazu kann in dem Resonator für elastische Wellen 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Elektrodenstruktur 3 verkleinert werden. Das heißt, es ist möglich, eine effiziente Unterdrückung nicht-linearer Verzerrungen und eine deutliche Verkleinerung des Resonators für elastische Wellen zu erreichen.
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2 ist eine Grundrissansicht eines Resonators für elastische Wellen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einem Resonator für elastische Wellen gemäß der zweiten Ausführungsform haben der erste Reflektor 6 und der zweite Reflektor 7 Zwischensammelschienen 6d bzw. 7d. Der Resonator für elastische Wellen gemäß der zweiten Ausführungsform ist der gleiche wie der Resonator für elastische Wellen gemäß der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme dieses Punktes. In der Zeichnung wird die gleiche Bezugszahl verwendet, um die gleiche Komponente oder das gleiche Teil darzustellen, um eine wiederholte Erläuterung zu vermeiden. In dieser Ausführungsform ist die Zwischensammelschiene 6d bereitgestellt, um die Zwischenabschnitte der Elektrodenfinger 6a zu koppeln, und die Zwischensammelschiene 7d ist bereitgestellt, um die Zwischenabschnitte der Elektrodenfinger 7a zu koppeln. Darum wird eine Anzahl von Strompfaden zu dem ersten Anschluss 9 und dem zweiten Anschluss 10 über den ersten Reflektor 6 und den zweiten Reflektor 7 bereitgestellt. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist es im Vergleich zu der ersten Ausführungsform möglich, den Verlust eines Übertragungssignals zu reduzieren, der durch die Widerstände der Elektrodenfinger verursacht wird.
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In den ersten und zweiten Ausführungsformen hat die erste Sammelschiene 4c die gleiche Breite wie die Erst-End-Sammelschiene 7b, und sie erstrecken sich in derselben Richtung, und die zweite Sammelschiene 5c hat die gleiche Breite wie die Zweit-End-Sammelschiene 7c, und sie erstrecken sich in derselben Richtung. Jedoch müssen in der vorliegenden Erfindung die erste Sammelschiene 4c und die zweite Sammelschiene 5c nicht unbedingt die gleiche Breite wie die Erst-End-Sammelschiene 7b bzw. die Zweit-End-Sammelschiene 7c haben.
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Die erste Sammelschiene 4c und die zweite Sammelschiene 5c können sich in Richtungen erstrecken, die von Richtungen verschiedenen sind, in die sich die Erst-End-Sammelschiene 7b bzw. die Zweit-End-Sammelschiene 7c erstrecken.
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Jedoch ist es erwünscht, dass sie die gleiche Breite haben und sich in derselben Richtung erstrecken. Das führt zu einer weiteren Verkleinerung.
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Die gemeinsam genutzte Sammelschiene 8 erstreckt sich parallel zu der ersten Sammelschiene 4c und der zweiten Sammelschiene 5c, aber muss sich nicht unbedingt parallel zu ihr erstrecken.
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Des Weiteren ist es erwünscht, dass eine Region, wo der erste Reflektor 6, der zweite Reflektor 7 und die IDT-Elektroden 4 und 5 angeordnet sind, das heißt eine Region, wo die Elektrodenstruktur 3 gebildet ist, rechteckig ist, wie in 1(a) veranschaulicht. Das führt zu einer weiteren Verkleinerung.
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Als Nächstes werden Duplexer gemäß dritten bis siebenten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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3 ist ein Schaltbild eines Duplexers gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einem Duplexer 31 ist ein Antennenanschluss 33 mit einer Antenne 32 verbunden. Ein Ende eines ersten Bandpassfilters 34 und ein Ende eines zweiten Bandpassfilters 35 sind mit dem Antennenanschluss 33 verbunden. In dieser Ausführungsform ist das erste Bandpassfilter 34 ein Senderfilter, und das zweite Bandpassfilter 35 ist ein Empfängerfilter in einem Mobiltelefon. Das heißt, das Durchlassband des zweiten Bandpassfilters 35 unterscheidet sich von dem des ersten Bandpassfilters 34.
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In der dritten Ausführungsform enthält das erste Bandpassfilter 34 mehrere Reihenarmresonatoren S1 bis S4 und mehrere Parallelarmresonatoren P1 und P2. Das heißt, es wird eine Abzweigschaltung gebildet.
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Die Reihenarmresonatoren S1 bis S4 und die Parallelarmresonatoren P1 und P2 sind Resonatoren für elastische Wellen. In dieser Ausführungsform sind der Reihenarmresonator S1 und der Parallelarmresonator P1, die unter diesen Resonatoren für elastische Wellen dem Antennenanschluss 33 am nächsten sind, aus den Resonatoren für elastische Wellen 1 gebildet. Dementsprechend ist es möglich, nicht-lineare Verzerrungen effizient zu unterdrücken und das erste Bandpassfilter 34, das eine Filtervorrichtung für elastische Wellen ist, und den Duplexer 31 zu miniaturisieren.
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In dem ersten Bandpassfilter 34 in dem Duplexer 31 sind der Reihenarmresonator S1 und der Parallelarmresonator P1 aus den Resonatoren für elastische Wellen 1 gebildet. Jedoch braucht nur der Reihenarmresonator S1 aus dem Resonator für elastische Wellen 1 gebildet zu sein. Alternativ können alle Reihenarmresonatoren S1 bis S4 und die Parallelarmresonatoren P1 und P2 aus den Resonatoren für elastische Wellen 1 gebildet sein. Das heißt, es ist lediglich erforderlich, dass mindestens einer der Resonatoren für elastische Wellen ein Resonator für elastische Wellen gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
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Es ist erwünscht, dass die Unterdrückung nicht-linearer Verzerrungen durch einen Resonator für elastische Wellen ausgeführt wird, der einem Syntheseende in dem ersten Bandpassfilter 34 in dem Duplexer 31 am nächsten liegt. Dementsprechend, wie zuvor beschrieben, ist es erwünscht, dass der Reihenarmresonator S1 und der Parallelarmresonator P1 aus den Resonatoren für elastische Wellen 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet sind. In diesem Fall braucht nur der Reihenarmresonator S1, der dem Antennenanschluss 33 am nächsten liegt, aus dem Resonator für elastische Wellen 1 gebildet zu sein.
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In einem Duplexer 41 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 4 veranschaulicht, ist das erste Bandpassfilter 34 das gleiche wie das erste Bandpassfilter in dem Duplexer 31 gemäß der dritten Ausführungsform. Das zweite Bandpassfilter 35 enthält ein in Längsrichtung gekoppeltes Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp 42 und Resonatoren für elastische Wellen 43 und 44. Der Resonator für elastische Wellen 43 ist zwischen dem in Längsrichtung gekoppelten Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp 42 und dem Antennenanschluss 33 verbunden. Der Resonator für elastische Wellen 44 ist zwischen einem Verbindungspunkt zwischen dem Resonator für elastische Wellen 43 und dem in Längsrichtung gekoppelten Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp 42 und einem Erdungspotenzial verbunden.
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In dem zweiten Bandpassfilter 35, das das in Längsrichtung gekoppelte Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp 42 enthält, ist es ebenfalls erwünscht, dass mindestens einer der Resonatoren für elastische Wellen 43 und 44 aus dem Resonator für elastische Wellen 1 gebildet ist. Infolge dessen ist es möglich, nicht-lineare Verzerrungen in dem zweiten Bandpassfilter 35 zu unterdrücken. Wie in dem oben beschriebenen Fall braucht nur der Resonator für elastische Wellen 43 aus dem Resonator für elastische Wellen 1 gebildet zu sein. Alternativ braucht nur der Resonator für elastische Wellen 44 aus dem Resonator für elastische Wellen 1 gebildet zu sein.
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In einem Duplexer 51 gemäß der fünften Ausführungsform, wie in 5 veranschaulicht, ist das erste Bandpassfilter 34 das gleiche wie das erste Bandpassfilter in dem Duplexer 31 gemäß der dritten Ausführungsform. Das zweite Bandpassfilter 35 ist ein Abzweigfilter, das mehrere Reihenarmresonatoren S11 bis S14 und mehrere Parallelarmresonatoren P11 und P12 enthält. Somit kann das zweite Bandpassfilter 35 ein Abzweigfilter sein. In diesem Fall sind der Reihenarmresonator S11 bis S14 und die Parallelarmresonatoren P11 und P12 Resonatoren für elastische Wellen. Es ist erwünscht, dass mindestens einer dieser Resonatoren für elastische Wellen aus dem Resonator für elastische Wellen 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet ist.
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Besonders bevorzugt ist es erwünscht, dass mindestens einer des Reihenarmresonators S11 und des Parallelarmresonators P11, der dem Antennenanschluss 33, das heißt einem Syntheseende, am nächsten liegt, aus einem Resonator für elastische Wellen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet ist. Infolge dessen ist es möglich, nicht-lineare Verzerrungen zweiter Ordnung auf der Seite des zweiten Bandpassfilters 35 effizient zu unterdrücken.
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6 ist ein Schaltbild eines Duplexers 61 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dem Duplexer 61 hat das erste Bandpassfilter 34 eine Struktur, in der Reihenarmresonatoren S1A und S1B auf der Seite des Antennenanschlusses 33 miteinander in Reihe verbunden sind. Das zweite Bandpassfilter 35 hat ebenfalls eine Struktur, in der Resonatoren für elastische Wellen S43A und S43B auf der Seite des Antennenanschlusses 33 miteinander in Reihe verbunden sind.
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Mit Ausnahme des oben beschriebenen Punktes ist das erste Bandpassfilter 34 das gleiche wie das erste Bandpassfilter 34 in dem Duplexer 31 gemäß der dritten Ausführungsform. Mit Ausnahme des oben beschriebenen Punktes ist das zweite Bandpassfilter 35 das gleiche wie das zweite Bandpassfilter 35 in dem Duplexer 41 gemäß der vierten Ausführungsform. Somit kann ein Reihenarmresonator, der einem Syntheseende am nächsten liegt, zweigeteilt sein. Wie in den oben beschriebenen Fällen ist es unter Verwendung des Resonators für elastische Wellen 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als der Parallelarmresonator P1 und der Resonator für elastische Wellen 44 möglich, nicht-lineare Verzerrungen zweiter Ordnung effizient zu unterdrücken und eine Miniaturisierung erreichen.
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7 ist ein Schaltbild eines Duplexers 71 gemäß der siebenten Ausführungsform. In dem Duplexer 71 ist das erste Bandpassfilter 34 das gleiche wie das erste Bandpassfilter 34 gemäß der sechsten Ausführungsform. In dem zweiten Bandpassfilter 35 ist ein Reihenarmresonator, der dem Antennenanschluss 33 am nächsten liegt, in Reihenarmresonatoren S11A und S11 B unterteilt. Mit Ausnahme dieses Punktes ist das zweite Bandpassfilter 35 das gleiche wie das zweite Bandpassfilter 35 in dem Duplexer 51 gemäß der fünften Ausführungsform.
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Wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen, ist es in der siebenten Ausführungsform unter Verwendung des Resonators für elastische Wellen 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als die Parallelarmresonatoren P1 und P11 möglich, nicht-lineare Verzerrungen zweiter Ordnung effizient zu unterdrücken und eine Miniaturisierung erreichen.
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In den dritten bis siebenten Ausführungsformen wurden Duplexer beschrieben, die jeweils das erste Bandpassfilter 34 und das zweite Bandpassfilter 35 enthalten. Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auf eine Bandpassfiltervorrichtung, wie zum Beispiel das erste Bandpassfilter 34 oder das zweite Bandpassfilter 35, angewendet werden. Demgemäß entspricht eine Filtervorrichtung mit einer Abzweigschaltungskonfiguration, die mehrere Resonatoren für elastische Wellen enthält, zum Beispiel das erste Bandpassfilter 34 gemäß der dritten Ausführungsform, einer Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung wird nicht nur auf eine Filtervorrichtung angewendet, die eine Abzweigschaltungskonfiguration aufweist, sondern auch auf eine Filtervorrichtung für elastische Wellen, die mehrere Resonatoren für elastische Wellen enthält. Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung auf eine Filtervorrichtung angewendet werden, die einen Resonator für elastische Wellen und ein anderes Filterelement enthält, zum Beispiel das zweite Bandpassfilter 35 gemäß der vierten Ausführungsform, das das in Längsrichtung gekoppelte Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp 42 enthält.
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Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung nicht nur auf einen Oberflächenschallwellenresonator angewendet werden, sondern auch auf einen Grenzschallwellenresonator, der die in 9 veranschaulichte Struktur aufweist. Ein in 9 veranschaulichter Grenzschallwellenresonator 81 enthält ein piezoelektrisches Substrat 82 und ein zweites festes Medium 83, das von dem piezoelektrischen Substrat 82 verschieden ist. An einer Grenzfläche zwischen dem piezoelektrischen Substrat 82 und dem Medium 83 sind eine IDT-Elektrode 84 und Reflektoren 85 und 86 bereitgestellt. Indem man eine Elektrodenstruktur, die die IDT-Elektrode 84 und die Reflektoren 85 und 86 enthält, entsprechend der Elektrodenstruktur 3 des Resonators für elastische Wellen 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausbildet, kann ein Einzelport-Grenzschallwellenresonator gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Resonator für elastische Wellen
- 2
- piezoelektrisches Substrat
- 2a
- Oberseite
- 3
- Elektrodenstruktur
- 4
- erste IDT-Elektrode
- 4a, 4b
- erster Elektrodenfinger, zweiter Elektrodenfinger
- 4c
- erste Sammelschiene
- 5
- zweite IDT-Elektrode
- 5a, 5b
- dritter Elektrodenfinger, vierter Elektrodenfinger
- 5c
- zweite Sammelschiene
- 6
- erster Reflektor
- 6a
- Elektrodenfinger
- 6b, 6c
- Erst-End-Sammelschiene, Zweit-End-Sammelschiene
- 6d
- Zwischensammelschiene
- 7
- zweiter Reflektor
- 7a
- Elektrodenfinger
- 7b, 7c
- Erst-End-Sammelschiene, Zweit-End-Sammelschiene
- 7d
- Zwischensammelschiene
- 8
- gemeinsam genutzte Sammelschiene
- 9, 10
- erster Anschluss, zweiter Anschluss
- 31, 41, 51, 61, 71
- Duplexer
- 32
- Antenne
- 33
- Antennenanschluss
- 34, 35
- erstes Bandpassfilter, zweites Bandpassfilter
- 42
- in Längsrichtung gekoppeltes Filter für elastische Wellen vom Resonatortyp
- 43, 44, S43A, S43B
- Resonator für elastische Wellen
- 81
- Grenzschallwellenresonator
- 82
- piezoelektrisches Substrat
- 83
- Medium
- 84
- IDT-Elektrode
- 85, 86
- Reflektor
- P1, P2, P11, P12
- Parallelarmresonator
- S1 bis S4, S11 bis S14, S1A, S1B, S11A, S11B
- Reihenarmresonator