JP2001068959A - Ｓａｗ共振子及びこれを用いたラダー型ｓａｗフィルタ - Google Patents
Ｓａｗ共振子及びこれを用いたラダー型ｓａｗフィルタInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極指本数及び開口長をその実際的な下限以
下に減らすことなく、２端子静電容量が従来よりも小さ
なＳＡＷ共振子を実現する。 【解決手段】 電極指１２と電極指１２の間の部分１０
ｂを、電極指１２が設けられている部分に比べ、ｔ２だ
け掘り下げる。電極指１２間の静電結合に係る実効的な
比誘電率が低下するため、ｔ２＝０の例即ち従来技術に
比べ２端子静電容量を減らすことができる。
下に減らすことなく、２端子静電容量が従来よりも小さ
なＳＡＷ共振子を実現する。 【解決手段】 電極指１２と電極指１２の間の部分１０
ｂを、電極指１２が設けられている部分に比べ、ｔ２だ
け掘り下げる。電極指１２間の静電結合に係る実効的な
比誘電率が低下するため、ｔ２＝０の例即ち従来技術に
比べ２端子静電容量を減らすことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、指交差状の電極配
置を有するＳＡＷ共振子及びこれを用いたラダー型ＳＡ
Ｗフィルタに関する。
置を有するＳＡＷ共振子及びこれを用いたラダー型ＳＡ
Ｗフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】１ポートのＳＡＷ共振子は、図２（１）
及び（２）に示すように、タンタル酸リチウム等の圧電
性基板１０の表面１０ａに、アルミニウム等から形成さ
れるＮ本（Ｎ：２以上の自然数）の電極指１２を、指交
差状に配置した電極構造を有している。また、当業者に
周知の事項であるため図示しないが、必要個数の反射器
を付加する。端子１４・端子１６間の等価回路は、図２
（３）に示すように、インダクタ及びキャパシタの直並
列回路であるため、ＳＡＷ共振子の特性には、共振周波
数と反共振周波数とが現れる。
及び（２）に示すように、タンタル酸リチウム等の圧電
性基板１０の表面１０ａに、アルミニウム等から形成さ
れるＮ本（Ｎ：２以上の自然数）の電極指１２を、指交
差状に配置した電極構造を有している。また、当業者に
周知の事項であるため図示しないが、必要個数の反射器
を付加する。端子１４・端子１６間の等価回路は、図２
（３）に示すように、インダクタ及びキャパシタの直並
列回路であるため、ＳＡＷ共振子の特性には、共振周波
数と反共振周波数とが現れる。
【０００３】また、図３に示すように、複数の（図中５
個の）共振子Ｒｅｓｉ（図ではｉ＝１，２，…５）をラ
ダー型に接続した構成のフィルタが知られている。この
フィルタの直列腕に属する共振子（Ｒｅｓ２，Ｒｅｓ
４）の共振周波数を、並列腕に属する共振子（Ｒｅｓ
１，Ｒｅｓ３，Ｒｅｓ５）の反共振周波数とほぼ同一と
することにより、これら共振乃至反共振周波数の近傍に
中心周波数が位置する帯域通過型のフィルタが得られ
る。図２に示したＳＡＷ共振子はその共振周波数と反共
振周波数とが比較的近いという性質を有しているため、
それを図３に示したラダー型フィルタを構成する各共振
子Ｒｅｓｉとして用いることにより、狭帯域のラダー型
ＳＡＷフィルタが得られる。
個の）共振子Ｒｅｓｉ（図ではｉ＝１，２，…５）をラ
ダー型に接続した構成のフィルタが知られている。この
フィルタの直列腕に属する共振子（Ｒｅｓ２，Ｒｅｓ
４）の共振周波数を、並列腕に属する共振子（Ｒｅｓ
１，Ｒｅｓ３，Ｒｅｓ５）の反共振周波数とほぼ同一と
することにより、これら共振乃至反共振周波数の近傍に
中心周波数が位置する帯域通過型のフィルタが得られ
る。図２に示したＳＡＷ共振子はその共振周波数と反共
振周波数とが比較的近いという性質を有しているため、
それを図３に示したラダー型フィルタを構成する各共振
子Ｒｅｓｉとして用いることにより、狭帯域のラダー型
ＳＡＷフィルタが得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
１ポートＳＡＷ共振子には、その端子間静電容量（２端
子静電容量）を小さくするのに限界がある、という問題
があった。即ち、図２に示したＳＡＷ共振子の端子１４
・端子１６間の静電容量Ｃは、電極指１２の本数及び相
隣接する電極指１２同士のオーバラップＡｐにより、次
の式
１ポートＳＡＷ共振子には、その端子間静電容量（２端
子静電容量）を小さくするのに限界がある、という問題
があった。即ち、図２に示したＳＡＷ共振子の端子１４
・端子１６間の静電容量Ｃは、電極指１２の本数及び相
隣接する電極指１２同士のオーバラップＡｐにより、次
の式
【数１】Ｃ＝ｋ×Ａｐ×Ｎ 但しｋは定数に従い与えられる。この式に表れている数
値のうち、電極指本数Ｎを小さくすると複共振が発生す
るため図２（３）に示した等価回路では表すことができ
なくなり、フィルタ設計が困難になる。実際には、電極
指１２は１００対程度が下限本数である。また、電極指
１２同士のオーバラップ即ち開口長Ａｐを小さくする
と、表面弾性波の回析によりエネルギ伝搬が妨げられる
ため、開口長Ａｐは少なくとも１０λ程度は必要である
（λ：通過域に属する表面弾性波の波長）。
値のうち、電極指本数Ｎを小さくすると複共振が発生す
るため図２（３）に示した等価回路では表すことができ
なくなり、フィルタ設計が困難になる。実際には、電極
指１２は１００対程度が下限本数である。また、電極指
１２同士のオーバラップ即ち開口長Ａｐを小さくする
と、表面弾性波の回析によりエネルギ伝搬が妨げられる
ため、開口長Ａｐは少なくとも１０λ程度は必要である
（λ：通過域に属する表面弾性波の波長）。
【０００５】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、電極指本数Ｎ及び
開口長Ａｐをその下限値以上に維持しながら、従来実現
可能であった２端子静電容量よりも小さな静電容量を実
現できるようにすることを、その目的とする。
とを課題としてなされたものであり、電極指本数Ｎ及び
開口長Ａｐをその下限値以上に維持しながら、従来実現
可能であった２端子静電容量よりも小さな静電容量を実
現できるようにすることを、その目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、圧電性基板上に形成され複数の電
極指を指交差状に配置した構造を有するＳＡＷ共振子に
おいて、圧電性基板の表面のうち、電極指と電極指の間
に存する部分が、電極指が設けられている部分に比べ、
掘り下げられていることを特徴とする。本発明は、ま
た、直列腕及び並列腕にそれぞれＳＡＷ共振子を配置し
たラダー型のフィルタであるラダー型ＳＡＷフィルタに
おいて、少なくとも、直列腕に配置されているＳＡＷ共
振子が、本発明に係る共振子であることを特徴とする。
るために、本発明は、圧電性基板上に形成され複数の電
極指を指交差状に配置した構造を有するＳＡＷ共振子に
おいて、圧電性基板の表面のうち、電極指と電極指の間
に存する部分が、電極指が設けられている部分に比べ、
掘り下げられていることを特徴とする。本発明は、ま
た、直列腕及び並列腕にそれぞれＳＡＷ共振子を配置し
たラダー型のフィルタであるラダー型ＳＡＷフィルタに
おいて、少なくとも、直列腕に配置されているＳＡＷ共
振子が、本発明に係る共振子であることを特徴とする。
【０００７】ここに、電極指と電極指の間に存する部分
を掘り下げることは、電極指と電極指の間に存する誘電
体（圧電性基板の一部）を除去することである。従っ
て、本発明においては、従来に比べ、相隣接する電極指
同士の静電結合に係る誘電率が実質的に低下することと
なる。これによって、本発明においては、実現できる２
端子静電容量の下限値を、従来よりも下げている。その
際、電極指本数Ｎ及び開口長Ａｐは、複共振や回析等に
伴う問題が生じない程度の値に維持することができる。
を掘り下げることは、電極指と電極指の間に存する誘電
体（圧電性基板の一部）を除去することである。従っ
て、本発明においては、従来に比べ、相隣接する電極指
同士の静電結合に係る誘電率が実質的に低下することと
なる。これによって、本発明においては、実現できる２
端子静電容量の下限値を、従来よりも下げている。その
際、電極指本数Ｎ及び開口長Ａｐは、複共振や回析等に
伴う問題が生じない程度の値に維持することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し、図面に基づき説明する。なお、図２及び図３に示
した従来技術と同様の又は対応する構成には同一の符号
を付し、説明を省略する。
関し、図面に基づき説明する。なお、図２及び図３に示
した従来技術と同様の又は対応する構成には同一の符号
を付し、説明を省略する。
【０００９】図１に、本発明の一実施形態に係るＳＡＷ
共振子、特に圧電性基板１０の表面に形成した掘り下げ
ｔ２及びその効果を示す。図中、１０ｂで表されている
のは電極指１２とこれに隣接する電極指１２との間の部
分、１０ｃは電極指１２が形成されている部分である。
本実施形態においては、電極指１２と電極指１２の間の
部分１０ｂが、電極指１２が形成されている部分１０ｃ
に対し、ｔ２だけ掘り下げられている。ｔ２は０より大
きく、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等の
手法により形成できる。なお、ｔ１は電極指１２の厚み
であり例えば０．０８λとする。圧電性基板１０は例え
ば３６°ＬＴ基板（比誘電率εｒ＝４２．７）とする。
共振子、特に圧電性基板１０の表面に形成した掘り下げ
ｔ２及びその効果を示す。図中、１０ｂで表されている
のは電極指１２とこれに隣接する電極指１２との間の部
分、１０ｃは電極指１２が形成されている部分である。
本実施形態においては、電極指１２と電極指１２の間の
部分１０ｂが、電極指１２が形成されている部分１０ｃ
に対し、ｔ２だけ掘り下げられている。ｔ２は０より大
きく、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等の
手法により形成できる。なお、ｔ１は電極指１２の厚み
であり例えば０．０８λとする。圧電性基板１０は例え
ば３６°ＬＴ基板（比誘電率εｒ＝４２．７）とする。
【００１０】このように、本実施形態においては、図１
（１）に示した如く電極指１２と電極指１２の間の部分
１０ｂを掘り下げている。この掘り下げによって、図１
（２）に示すように、相隣接する電極指１２同士の静電
結合に係る実効的な比誘電率の値の低下という作用が生
ずる。即ち、電極指１２と電極指１２の間の部分１０ｂ
が掘り下げられているため、任意の電極指１２から発せ
られた電気力線のうち、従来であれば圧電性基板１０中
を通過していたものが、比誘電率＝１の領域即ち空気中
を通ることとなり、電極指１２間の静電結合に係る実効
的な比誘電率が従来技術に比べ低くなる。その結果、電
極指本数Ｎや開口長Ａｐを極端に減らさずとも、２端子
間静電容量を従来よりも小さな値とすることが可能とな
る。
（１）に示した如く電極指１２と電極指１２の間の部分
１０ｂを掘り下げている。この掘り下げによって、図１
（２）に示すように、相隣接する電極指１２同士の静電
結合に係る実効的な比誘電率の値の低下という作用が生
ずる。即ち、電極指１２と電極指１２の間の部分１０ｂ
が掘り下げられているため、任意の電極指１２から発せ
られた電気力線のうち、従来であれば圧電性基板１０中
を通過していたものが、比誘電率＝１の領域即ち空気中
を通ることとなり、電極指１２間の静電結合に係る実効
的な比誘電率が従来技術に比べ低くなる。その結果、電
極指本数Ｎや開口長Ａｐを極端に減らさずとも、２端子
間静電容量を従来よりも小さな値とすることが可能とな
る。
【００１１】図１（３）に、発明者が行った実験の結果
を示す。この図に示すように、ｔ２＝０即ち従来技術の
構造における２端子間静電容量をＣと表した場合、ｔ２
＝０．０３λであれば０．８２Ｃまで、ｔ２＝０．０７
λであれば０．６８Ｃまで、２端子間静電容量を低減で
きた。
を示す。この図に示すように、ｔ２＝０即ち従来技術の
構造における２端子間静電容量をＣと表した場合、ｔ２
＝０．０３λであれば０．８２Ｃまで、ｔ２＝０．０７
λであれば０．６８Ｃまで、２端子間静電容量を低減で
きた。
【００１２】このように、本実施形態によれば、従来技
術に比べ小さな２端子間静電容量を実現することができ
る。これを利用することにより、従来は電極指本数Ｎ又
は開口長Ａｐを極端に減らさなければ実現することがで
きなかった特性のフィルタを実現することが可能にな
る。例えば、中心周波数１．８ＧＨｚ、通過帯域幅３０
ＭＨｚの５極帯域通過フィルタを図３に示した如くラダ
ー型フィルタにより実現しようとすると、並列腕に属す
る共振子の２端子間静電容量を３〜４ｐＦ、直列腕に属
する共振子の２端子静電容量を０．５〜１．０ｐＦとす
る必要がある。従来技術においては、０．５ｐＦの２端
子静電容量を有するＳＡＷ共振子を得るためには、電極
指１２を１００対とするのであれば開口長Ａｐを６．３
３λという小さな値としなければならなかった。これに
対して、本実施形態においては、開口長Ａｐを１０λ程
度に維持しながら、０．５ｐＦ程度の２端子静電容量を
得ることができる。
術に比べ小さな２端子間静電容量を実現することができ
る。これを利用することにより、従来は電極指本数Ｎ又
は開口長Ａｐを極端に減らさなければ実現することがで
きなかった特性のフィルタを実現することが可能にな
る。例えば、中心周波数１．８ＧＨｚ、通過帯域幅３０
ＭＨｚの５極帯域通過フィルタを図３に示した如くラダ
ー型フィルタにより実現しようとすると、並列腕に属す
る共振子の２端子間静電容量を３〜４ｐＦ、直列腕に属
する共振子の２端子静電容量を０．５〜１．０ｐＦとす
る必要がある。従来技術においては、０．５ｐＦの２端
子静電容量を有するＳＡＷ共振子を得るためには、電極
指１２を１００対とするのであれば開口長Ａｐを６．３
３λという小さな値としなければならなかった。これに
対して、本実施形態においては、開口長Ａｐを１０λ程
度に維持しながら、０．５ｐＦ程度の２端子静電容量を
得ることができる。
【図１】 本発明の一実施形態に係るＳＡＷ共振子の構
成及び効果を示す図であり、特に（１）は本実施形態に
おける圧電性基板１０の表面の掘り下げを示す断面図、
（２）はこの掘り下げによる２端子静電容量の低減効果
を示す概念図、（３）は発明者が行った実験の結果を示
すグラフである。
成及び効果を示す図であり、特に（１）は本実施形態に
おける圧電性基板１０の表面の掘り下げを示す断面図、
（２）はこの掘り下げによる２端子静電容量の低減効果
を示す概念図、（３）は発明者が行った実験の結果を示
すグラフである。
【図２】 ＳＡＷ共振子の要部構成を示す図であり、特
に（１）は電極指配置を示す平面図、（２）は電極指間
隔を示す断面図、（３）は等価回路図である。
に（１）は電極指配置を示す平面図、（２）は電極指間
隔を示す断面図、（３）は等価回路図である。
【図３】 ラダー型フィルタの構成を示す回路図であ
る。
る。
１０ 圧電性基板、１２ 電極指、１０ｂ 電極指と電
極指の間の部分、１０ｃ 電極指が形成されている部
分、ｔ２ 掘り下げの深さ、λ 表面弾性波の波長、Ｒ
ｅｓ１〜Ｒｅｓ５ 共振子。
極指の間の部分、１０ｃ 電極指が形成されている部
分、ｔ２ 掘り下げの深さ、λ 表面弾性波の波長、Ｒ
ｅｓ１〜Ｒｅｓ５ 共振子。
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電性基板上に形成され複数の電極指を
指交差状に配置した構造を有するＳＡＷ共振子におい
て、 圧電性基板の表面のうち、電極指と電極指の間に存する
部分が、電極指が設けられている部分に比べ、掘り下げ
られていることを特徴とするＳＡＷ共振子。 - 【請求項２】 直列腕及び並列腕にそれぞれＳＡＷ共振
子を配置したラダー型のフィルタであるラダー型ＳＡＷ
フィルタにおいて、 少なくとも、直列腕に配置されているＳＡＷ共振子が、
請求項１記載の共振子であることを特徴とするラダー型
ＳＡＷフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24072599A JP2001068959A (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | Ｓａｗ共振子及びこれを用いたラダー型ｓａｗフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24072599A JP2001068959A (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | Ｓａｗ共振子及びこれを用いたラダー型ｓａｗフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068959A true JP2001068959A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17063785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24072599A Pending JP2001068959A (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | Ｓａｗ共振子及びこれを用いたラダー型ｓａｗフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001068959A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005099089A1 (ja) | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | 弾性表面波デバイス |
| EP1675260A2 (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-28 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device |
| JP2020102813A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 株式会社村田製作所 | マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路、および通信装置 |
-
1999
- 1999-08-27 JP JP24072599A patent/JP2001068959A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005099089A1 (ja) | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | 弾性表面波デバイス |
| EP1732216A1 (en) * | 2004-04-01 | 2006-12-13 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | Surface acoustic device |
| EP1732216A4 (en) * | 2004-04-01 | 2008-07-30 | Epson Toyocom Corp | SURFACE WAVE COMPONENT |
| US7589451B2 (en) | 2004-04-01 | 2009-09-15 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device |
| EP1675260A2 (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-28 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device |
| EP1675260A3 (en) * | 2004-12-03 | 2007-08-15 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device |
| US7382217B2 (en) | 2004-12-03 | 2008-06-03 | Epson Toyocom Corporation | Surface acoustic wave device |
| EP1926210A3 (en) * | 2004-12-03 | 2013-04-17 | Seiko Epson Corporation | Surface acoustic wave device |
| JP2020102813A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 株式会社村田製作所 | マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路、および通信装置 |
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