JP2008054046A - Piezoelectric filter and duplexer using it, and communication device - Google Patents

Piezoelectric filter and duplexer using it, and communication device Download PDF

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岳彦 山川
Keiji Onishi
慶治 大西
Hiroshi Nakatsuka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric filter which makes the attenuation band variable independently from the pass band. <P>SOLUTION: The piezoelectric filter is provided with: one or more series piezoelectric resonators 3; and two or more parallel piezoelectric resonators 4a, 4b. It is provided with: a first inductor 5a arranged between the first parallel piezoelectric resonator 4a and a ground; a second inductor 5b which is arranged between the second parallel piezoelectric resonator 4b and the ground; and a bypass piezoelectric resonator 36 which is arranged between a connection point of the first parallel piezoelectric resonator and the first inductor and a connection point of the second parallel piezoelectric resonator and the second inductor. The capacitance value of the bypass piezoelectric resonator is variable. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、携帯電話や無線LAN等の移動体通信の無線回路に用いられる、圧電フィルタ、共用器及び通信機器に関する。   The present invention relates to a piezoelectric filter, a duplexer, and a communication device used in a mobile communication radio circuit such as a mobile phone or a wireless LAN.

携帯機器等の電子機器に内蔵される部品は、より小型化及び軽量化されることが要求されている。例えば、携帯機器に使われているフィルタや共用器には、小型であり、かつ周波数特性が精密に調整され、挿入損失が小さいことが要求される。これらの要求を満たすフィルタの1つとして、圧電共振器を用いた圧電フィルタが知られている。   Components built in electronic devices such as portable devices are required to be smaller and lighter. For example, filters and duplexers used in portable devices are required to be small in size, precisely adjusted in frequency characteristics, and small in insertion loss. As one of filters that satisfy these requirements, a piezoelectric filter using a piezoelectric resonator is known.

図17は、従来の圧電共振器を用いた圧電フィルタの等価回路図を示している。この圧電フィルタでは、第1の直列圧電共振器61aと並列に第1の並列可変容量62aが配置され、第1の直列圧電共振器61aと第1の並列可変容量62aそれぞれに対し、直列に第2の直列可変容量63aが配置されて、これら第1の直列圧電共振器61aと第1の並列可変容量62aと第1の直列可変容量63aにより第1の直列圧電共振器群64aが形成される。同様に第2の直列圧電共振器61bと並列に第2の並列可変容量62bが配置され、第2の直列圧電共振器61bと第2の並列可変容量62bそれぞれに対し、直列に第2の直列可変容量63bが配置されて、第2の直列圧電共振器群64bが形成され、第1の直列圧電共振器群64aと直列に接続される。   FIG. 17 shows an equivalent circuit diagram of a piezoelectric filter using a conventional piezoelectric resonator. In this piezoelectric filter, a first parallel variable capacitor 62a is arranged in parallel with the first series piezoelectric resonator 61a, and the first series piezoelectric resonator 61a and the first parallel variable capacitor 62a are connected in series with each other. Two series variable capacitors 63a are arranged, and the first series piezoelectric resonator group 64a is formed by the first series piezoelectric resonator 61a, the first parallel variable capacitor 62a, and the first series variable capacitor 63a. . Similarly, a second parallel variable capacitor 62b is arranged in parallel with the second series piezoelectric resonator 61b, and a second series is connected in series with respect to each of the second series piezoelectric resonator 61b and the second parallel variable capacitor 62b. A variable capacitor 63b is arranged to form a second series piezoelectric resonator group 64b, which is connected in series with the first series piezoelectric resonator group 64a.

また第1の並列圧電共振器61cと並列に第3の並列可変容量62cが配置され、第1の並列圧電共振器61cと第3の並列可変容量62cそれぞれに対し、直列に第3の直列可変容量63cが配置されて、第1の並列圧電共振器群64cが形成される。同様に第2の並列圧電共振器61dと並列に第4の並列可変容量62dが配置され、第2の並列圧電共振器61dと第4の並列可変容量62dそれぞれに対し、直列に第4の直列可変容量63dが配置されて、第2の並列圧電共振器群64dが形成される。   A third parallel variable capacitor 62c is disposed in parallel with the first parallel piezoelectric resonator 61c. A third series variable capacitor is connected in series to each of the first parallel piezoelectric resonator 61c and the third parallel variable capacitor 62c. The capacitor 63c is arranged to form the first parallel piezoelectric resonator group 64c. Similarly, a fourth parallel variable capacitor 62d is arranged in parallel with the second parallel piezoelectric resonator 61d, and a fourth series is connected in series to each of the second parallel piezoelectric resonator 61d and the fourth parallel variable capacitor 62d. A variable capacitor 63d is arranged to form a second parallel piezoelectric resonator group 64d.

このように形成された第1の並列圧電共振器群64cと第2の並列圧電共振器群64dの一端は、第2の直列圧電共振器群64bの両端にそれぞれ接続され、他端はグランドに接地される。入力端子65aが、第1の直列圧電共振器群64aの第2の直列圧電共振器群64bと接続されていない一端に接続され、出力端子65bが、第2の直列圧電共振器群64bの第1の直列圧電共振器群64aと接続されていない一端に接続される。以上のようにして、従来の圧電共振器を用いた圧電フィルタ66が構成される。   One end of the first parallel piezoelectric resonator group 64c and the second parallel piezoelectric resonator group 64d thus formed is connected to both ends of the second series piezoelectric resonator group 64b, and the other end is connected to the ground. Grounded. The input terminal 65a is connected to one end of the first series piezoelectric resonator group 64a that is not connected to the second series piezoelectric resonator group 64b, and the output terminal 65b is connected to the second series piezoelectric resonator group 64b. 1 is connected to one end not connected to the series piezoelectric resonator group 64a. As described above, the piezoelectric filter 66 using the conventional piezoelectric resonator is configured.

以上のように構成された従来の圧電共振器を用いた圧電フィルタについて、その動作を説明する。図18(a)は従来の圧電フィルタを構成する各圧電共振器の単体特性、図18(b)は圧電フィルタの通過特性である。図18(a)に実線で示された特性s1は、第1の並列圧電共振器群64cまたは第2の並列圧電共振器群64dの単体特性、破線で示された特性s2は、第1の直列圧電共振器群64aまたは第2の直列圧電共振器群64bの単体特性である。70は並列圧電共振器群の共振点、71は並列圧電共振器群の反共振点である。72は直列圧電共振器群の共振点、73は直列圧電共振器群の反共振点である。図18(b)にフィルタ通過特性tが示される。74は通過帯域、76は低域側減衰帯域、78は高域側減衰帯域、75は低域側減衰極、77は高域側減衰極である。   The operation of the piezoelectric filter using the conventional piezoelectric resonator configured as described above will be described. FIG. 18A is a single characteristic of each piezoelectric resonator constituting the conventional piezoelectric filter, and FIG. 18B is a pass characteristic of the piezoelectric filter. The characteristic s1 indicated by the solid line in FIG. 18A is the single characteristic of the first parallel piezoelectric resonator group 64c or the second parallel piezoelectric resonator group 64d, and the characteristic s2 indicated by the broken line is the first characteristic. This is a single characteristic of the series piezoelectric resonator group 64a or the second series piezoelectric resonator group 64b. 70 is a resonance point of the parallel piezoelectric resonator group, and 71 is an anti-resonance point of the parallel piezoelectric resonator group. Reference numeral 72 denotes a resonance point of the series piezoelectric resonator group, and reference numeral 73 denotes an antiresonance point of the series piezoelectric resonator group. FIG. 18B shows the filter pass characteristic t. 74 is a pass band, 76 is a low-frequency attenuation band, 78 is a high-frequency attenuation band, 75 is a low-frequency attenuation pole, and 77 is a high-frequency attenuation pole.

並列圧電共振器61c、61d、及び直列圧電共振器61a、61bは、理論的にはインピーダンスが0となる共振点70、72と無限大になる反共振点71、73を有した単体特性を持ち、この共振点の共振周波数と反共振点の反共振周波数の差を示すΔfは、通常圧電共振器を構成する圧電体の材料により概ね決定される。並列圧電共振器群64c〜64dの反共振点71と直列圧電共振器群64a〜64bの共振点72をほぼ一致させ、それぞれの圧電共振器を梯子型構成として、フィルタ66が構成される。これにより入力端子65aと出力端子65b間において、図18(b)に示すように、通過帯域74の低域側には並列圧電共振器群64c〜64dの共振点70に対応する周波数に低域側減衰極75が形成され、低域側減衰帯域76が配置される。また、通過帯域74の高域側には直列圧電共振器群64a〜64bの反共振点73に対応する周波数に高域側減衰極77が形成され、高域側減衰帯域78が配置される。   The parallel piezoelectric resonators 61c and 61d and the series piezoelectric resonators 61a and 61b theoretically have unit characteristics having resonance points 70 and 72 where the impedance is 0 and antiresonance points 71 and 73 where the impedance is infinite. The Δf indicating the difference between the resonance frequency at the resonance point and the antiresonance frequency at the antiresonance point is generally determined by the material of the piezoelectric body constituting the normal piezoelectric resonator. The anti-resonance point 71 of the parallel piezoelectric resonator groups 64c to 64d and the resonance point 72 of the series piezoelectric resonator groups 64a to 64b are made to substantially coincide with each other, and each of the piezoelectric resonators is configured as a ladder type. As a result, between the input terminal 65a and the output terminal 65b, as shown in FIG. 18B, the low frequency side of the pass band 74 has a low frequency corresponding to the resonance point 70 of the parallel piezoelectric resonator groups 64c to 64d. A side attenuation pole 75 is formed, and a low-frequency attenuation band 76 is disposed. Further, on the high band side of the pass band 74, a high band attenuation pole 77 is formed at a frequency corresponding to the antiresonance point 73 of the series piezoelectric resonator groups 64a to 64b, and a high band attenuation band 78 is disposed.

図19は、従来の圧電共振器を用いた圧電フィルタの、可変容量を変化させたときのフィルタ通過特性の変化を示す。圧電フィルタ66を構成するそれぞれの圧電共振器群64a〜64dに配置された並列可変容量62a〜62d及び直列可変容量63a〜63dを調整することにより、圧電フィルタ66の通過特性は、79〜82と変化し、通過帯域可変フィルタとして動作する(特許文献1を参照)。
特開2005−217852号公報
FIG. 19 shows the change in the filter pass characteristic when the variable capacitance of the piezoelectric filter using the conventional piezoelectric resonator is changed. By adjusting the parallel variable capacitors 62a to 62d and the series variable capacitors 63a to 63d arranged in the respective piezoelectric resonator groups 64a to 64d constituting the piezoelectric filter 66, the pass characteristics of the piezoelectric filter 66 are 79 to 82, respectively. It changes and operates as a passband variable filter (see Patent Document 1).
JP 2005-217852 A

しかしながら、従来の構成では、圧電フィルタの通過帯域を並列可変容量62a〜62d及び直列可変容量63a〜63dにより変化させた場合、通過帯域74と同時に減衰帯域75及び77が変化し、所望の減衰帯域における減衰特性が得られなくなる。   However, in the conventional configuration, when the pass band of the piezoelectric filter is changed by the parallel variable capacitors 62a to 62d and the series variable capacitors 63a to 63d, the attenuation bands 75 and 77 change simultaneously with the pass band 74, and the desired attenuation band is obtained. The attenuation characteristic at is not obtained.

それ故に、本発明は、通過帯域とは独立して減衰帯域を可変とすることが可能な圧電フィルタを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a piezoelectric filter capable of making the attenuation band variable independently of the pass band.

本発明の圧電フィルタは、基本構成として、1つ以上の直列圧電共振器と2つ以上の並列圧電共振器を具備する。   The piezoelectric filter of the present invention includes, as a basic configuration, one or more series piezoelectric resonators and two or more parallel piezoelectric resonators.

上記課題を解決するために、本発明の第1の構成の圧電フィルタは、第1の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第1のインダクタと、第2の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第2のインダクタと、前記第1の並列圧電共振器と前記第1のインダクタの接続点および前記第2の並列圧電共振器と前記第2のインダクタの接続点の間に配置されたバイパス圧電共振器とを備え、前記バイパス圧電共振器の容量値が可変である。   In order to solve the above-described problem, a piezoelectric filter having a first configuration according to the present invention includes a first inductor disposed between the first parallel piezoelectric resonator and the ground, and a second parallel piezoelectric resonator. A second inductor disposed between the ground, a connection point between the first parallel piezoelectric resonator and the first inductor, and a connection point between the second parallel piezoelectric resonator and the second inductor; The bypass piezoelectric resonator is disposed, and a capacitance value of the bypass piezoelectric resonator is variable.

本発明の第2の構成の圧電フィルタは、第1の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第1のインダクタと、第2の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第2のインダクタと、前記第1の並列圧電共振器と前記第1のインダクタの接続点および前記第2の並列圧電共振器と前記第2のインダクタの接続点の間に配置されたバイパス圧電共振器と、前記バイパス圧電共振器に並列に配置された可変容量とを備える。   A piezoelectric filter having a second configuration according to the present invention includes a first inductor disposed between the first parallel piezoelectric resonator and the ground, and a second inductor disposed between the second parallel piezoelectric resonator and the ground. And a bypass piezoelectric resonator disposed between the connection point of the first parallel piezoelectric resonator and the first inductor and between the connection point of the second parallel piezoelectric resonator and the second inductor. And a variable capacitor arranged in parallel with the bypass piezoelectric resonator.

本発明の第3の構成の圧電フィルタは、第1の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第1のインダクタと、第2の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第2のインダクタと、前記第1の並列圧電共振器と前記第1のインダクタの接続点および前記第2の並列圧電共振器と前記第2のインダクタの接続点の間に配置されたリアクタンス素子とを備え、前記リアクタンス素子のリアクタンス値が可変である。   The piezoelectric filter of the third configuration of the present invention includes a first inductor disposed between the first parallel piezoelectric resonator and the ground, and a second inductor disposed between the second parallel piezoelectric resonator and the ground. And a reactance element disposed between a connection point between the first parallel piezoelectric resonator and the first inductor, and between a connection point between the second parallel piezoelectric resonator and the second inductor. The reactance value of the reactance element is variable.

上記構成によれば、通過帯域を可変させた場合においても、所望の減衰帯域に必要な減衰特性を有する圧電フィルタを得ることができる。   According to the above configuration, a piezoelectric filter having attenuation characteristics necessary for a desired attenuation band can be obtained even when the pass band is varied.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係る圧電共振器を用いた圧電フィルタ8の等価回路図を示す。入力端子1と出力端子2間に、第1の直列圧電共振器3a、第2の直列圧電共振器3b、第3の直列圧電共振器3cが直列に配置される。第1の直列圧電共振器3aと第2の直列圧電共振器3b間には、第1の並列圧電共振器4aの一端が接続され、その他端は、第1の並列インダクタ5aを介してグランドに接地される。第2の直列圧電共振器3bと第3の直列圧電共振器3c間には、第2の並列圧電共振器4bの一端が接続され、その他端は、第2の並列インダクタ5bを介してグランドに接地される。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of a piezoelectric filter 8 using a piezoelectric resonator according to a first embodiment of the present invention. Between the input terminal 1 and the output terminal 2, a first series piezoelectric resonator 3a, a second series piezoelectric resonator 3b, and a third series piezoelectric resonator 3c are arranged in series. One end of the first parallel piezoelectric resonator 4a is connected between the first series piezoelectric resonator 3a and the second series piezoelectric resonator 3b, and the other end is connected to the ground via the first parallel inductor 5a. Grounded. One end of the second parallel piezoelectric resonator 4b is connected between the second series piezoelectric resonator 3b and the third series piezoelectric resonator 3c, and the other end is connected to the ground via the second parallel inductor 5b. Grounded.

第1の並列圧電共振器4aと第1の並列インダクタ5aの接続点と、第2の並列圧電共振器4bと第2の並列インダクタ5bの接続点間には、バイパス圧電共振器6が接続され、バイパス圧電共振器6に並列に可変容量7が配置される。以上のようにして、圧電共振器を用いた圧電フィルタ8が構成される。   A bypass piezoelectric resonator 6 is connected between a connection point between the first parallel piezoelectric resonator 4a and the first parallel inductor 5a and between a connection point between the second parallel piezoelectric resonator 4b and the second parallel inductor 5b. The variable capacitor 7 is arranged in parallel with the bypass piezoelectric resonator 6. As described above, the piezoelectric filter 8 using the piezoelectric resonator is configured.

図2は、上記構成の圧電フィルタ8の可変容量7を変化させたときの通過特性の変化を示す。フィルタ波形a1は基準となる通過特性、a2は可変容量7を0.1pF増加させたとき、a3は0.2pF増加させたとき、a4は0.3pF増加させたとき、a5は0.4pF増加させたとき、およびa6は0.5pF増加させたときの通過特性を示す。   FIG. 2 shows changes in the passage characteristics when the variable capacitor 7 of the piezoelectric filter 8 having the above configuration is changed. The filter waveform a1 is a reference pass characteristic, a2 is when the variable capacitor 7 is increased by 0.1 pF, a3 is increased by 0.2 pF, a4 is increased by 0.3 pF, and a5 is increased by 0.4 pF And a6 shows the pass characteristics when increased by 0.5 pF.

図2から判るように、通過帯域9及び通過帯域9の低域側最近接極と通過帯域9の高域側最近接極を大きく変化させることなく、通過帯域9から離れた高域側の極を大きく変化させることにより通過帯域9の高域側減衰帯域を変化させている。つまり、可変容量7を変化させることにより、通過帯域9内の通過特性を劣化させることなく、通過帯域9の高域側減衰特性を可変させることが可能となっている。   As can be seen from FIG. 2, the passband 9 and the poles on the high band side away from the passband 9 without greatly changing the low band closest poles of the passband 9 and the high band closest poles of the passband 9. Is greatly changed to change the high band side attenuation band of the pass band 9. That is, by changing the variable capacitor 7, it is possible to vary the high band side attenuation characteristic of the pass band 9 without degrading the pass characteristic in the pass band 9.

本実施形態の圧電共振器を用いた圧電フィルタは、デジタルテレビの受信チューナーで使用されるフィルタなどで用いることが可能となる。すなわち、従来の圧電フィルタの構成では、所望チャンネルに応じて通過帯域を可変させた際、減衰帯域は変化し、他システムの例えば携帯電話の固定周波数帯での減衰量が劣化する。これに対して、本実施形態の圧電フィルタ構成を用いることにより、減衰帯域を所望のとおり独立して調整することができ、チャンネル毎に応じたフィルタ波形を獲得することが可能となる。また様々な無線システムにおいて妨害波や不要信号に応じて、減衰帯域をチューニングすることも可能である。   The piezoelectric filter using the piezoelectric resonator of the present embodiment can be used in a filter used in a reception tuner of a digital television. That is, in the configuration of the conventional piezoelectric filter, when the pass band is varied according to the desired channel, the attenuation band changes, and the attenuation amount in the fixed frequency band of the mobile phone of other systems, for example, deteriorates. On the other hand, by using the piezoelectric filter configuration of this embodiment, the attenuation band can be independently adjusted as desired, and a filter waveform corresponding to each channel can be obtained. In various wireless systems, the attenuation band can be tuned according to interference waves and unnecessary signals.

尚、フィルタ回路8の構成は一例であり、これに限られず、例えば第1の直列圧電共振器3a及び第3の直列圧電共振器3cを省いた4つの圧電共振器による構成でも同様の効果が得られる。   The configuration of the filter circuit 8 is an example, and is not limited thereto. For example, the same effect can be obtained by a configuration using four piezoelectric resonators in which the first series piezoelectric resonator 3a and the third series piezoelectric resonator 3c are omitted. can get.

図3は、図1と同一の回路構成で回路定数を異ならせた圧電フィルタについて、可変容量7の容量値を変化させたときの通過特性の変化を示す。フィルタ波形b1は基準となる通過特性、b2は可変容量7を0.1pF増加させたとき、b3は0.2pF増加させたとき、b4は0.3pF増加させたとき、およびb5は0.4pF増加させたときの圧電フィルタ8の通過特性を示す。   FIG. 3 shows a change in pass characteristics when the capacitance value of the variable capacitor 7 is changed for a piezoelectric filter having the same circuit configuration as that of FIG. The filter waveform b1 is a reference pass characteristic, b2 is when the variable capacitor 7 is increased by 0.1 pF, b3 is increased by 0.2 pF, b4 is increased by 0.3 pF, and b5 is 0.4 pF. The pass characteristic of the piezoelectric filter 8 when increased is shown.

図3から判るように、通過帯域10及び通過帯域10の低域側最近接極と通過帯域10の高域側最近接極を大きく変化させることなく、通過帯域10から離れた低域側の極を大きく変化させることにより通過帯域10の低域側減衰帯域を変化させている。つまり、可変容量7を変化させることにより、通過帯域10内の通過特性を劣化させることなく、通過帯域10の低域側減衰特性を可変させることが可能となっている。   As can be seen from FIG. 3, the passband 10 and the lower-band closest pole of the passband 10 and the higher-band nearest pole of the passband 10 are not greatly changed, and the lower pole far from the passband 10 is changed. Is greatly changed to change the low band attenuation band of the pass band 10. That is, by changing the variable capacitor 7, it is possible to vary the low band side attenuation characteristic of the pass band 10 without deteriorating the pass characteristic in the pass band 10.

以上のとおり、減衰帯域の調整は、通過帯域の低域側でも高域側でも同じように可能である。   As described above, the attenuation band can be adjusted similarly on the low band side and the high band side of the pass band.

また圧電共振器として、薄膜弾性波共振器(FBAR;Film Bulk Acoustic Resonator)や表面弾性表面波(SAW:Surface Acoustic Wave)など、いかなる圧電共振器を用いた場合であっても、上記の圧電フィルタの構成を適用して同様の効果が得られる。   In addition, the piezoelectric filter described above can be used in any piezoelectric resonator such as a thin film acoustic wave resonator (FBAR) or a surface acoustic wave (SAW) as a piezoelectric resonator. The same effect can be obtained by applying the configuration.

(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る圧電共振器を用いた圧電フィルタ12の等価回路図を示す。図1と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram of the piezoelectric filter 12 using the piezoelectric resonator according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施形態の圧電フィルタ12においては、第1の並列圧電共振器4aと第1の並列インダクタ5aの接続点と、第2の並列圧電共振器4bと第2の並列インダクタ5bの接続点間に、可変容量11のみが配置される。尚、同一の構成要素であっても、図1の圧電フィルタ8とは回路定数が異なる。   In the piezoelectric filter 12 of the present embodiment, the connection point between the first parallel piezoelectric resonator 4a and the first parallel inductor 5a and the connection point between the second parallel piezoelectric resonator 4b and the second parallel inductor 5b. Only the variable capacitor 11 is arranged. Even with the same components, the circuit constants are different from those of the piezoelectric filter 8 of FIG.

図5は、上記構成の圧電フィルタ12の可変容量11を変化させたときの通過特性の変化を示す。フィルタ波形c1は可変容量11を1pF増加させたとき、c2は2pF増加させたとき、c3は3pF増加させたとき、c4は4pF増加させたとき、およびc5は5pF増加させたときの通過特性を示す。   FIG. 5 shows changes in pass characteristics when the variable capacitor 11 of the piezoelectric filter 12 having the above-described configuration is changed. The filter waveform c1 shows the pass characteristics when the variable capacitor 11 is increased by 1 pF, c2 is increased by 2 pF, c3 is increased by 3 pF, c4 is increased by 4 pF, and c5 is increased by 5 pF. Show.

図5から判るように、通過帯域13及び通過帯域13の高域側最近接極を大きく変化させることなく、通過帯域13から離れた低域側の極を大きく変化させることにより通過帯域13の低域側減衰帯域を変化させている。つまり、可変容量11を変化させることにより、通過帯域13内の通過特性を劣化させることなく、通過帯域13の低域側減衰特性を可変とすることが可能となっている。   As can be seen from FIG. 5, the passband 13 and the passband 13 can be reduced by changing the pole on the low frequency side far from the passband 13 without greatly changing the passband 13 and the high frequency nearest neighbor of the passband 13. The band side attenuation band is changed. That is, by changing the variable capacitor 11, it is possible to make the low band side attenuation characteristic of the pass band 13 variable without deteriorating the pass characteristic in the pass band 13.

尚、第1の実施の形態と同様、フィルタを構成する回路定数を異ならせることにより、減衰帯域の調整は、通過帯域13の低域側でも高域側でも可能である。   As in the first embodiment, the attenuation band can be adjusted on the low band side or the high band side of the pass band 13 by changing the circuit constants constituting the filter.

(第3の実施形態)
図6は、本発明の第3の実施形態に係る圧電共振器を用いた圧電フィルタ15の等価回路図を示す。図1と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of the piezoelectric filter 15 using the piezoelectric resonator according to the third embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図6の圧電フィルタ15においては、第1の並列圧電共振器4aと第1の並列インダクタ5aの接続点と、第2の並列圧電共振器4bと第2の並列インダクタ5bの接続点間には、可変インダクタ14が配置されている。尚、同一の構成要素であっても、図1の圧電フィルタ8とは回路定数は異なる。   In the piezoelectric filter 15 of FIG. 6, the connection point between the first parallel piezoelectric resonator 4a and the first parallel inductor 5a and the connection point between the second parallel piezoelectric resonator 4b and the second parallel inductor 5b are not provided. A variable inductor 14 is arranged. Even with the same components, the circuit constants are different from those of the piezoelectric filter 8 of FIG.

図7は、上記構成の圧電フィルタ15の通過特性を示す。フィルタ波形d1は可変インダクタ14を2nH増加させたときの通過特性、d2は4nH増加させたとき、d3は6nH増加させたとき、d4は8nH増加させたとき、d5は10nH増加させたときの通過特性を示す。   FIG. 7 shows the pass characteristics of the piezoelectric filter 15 configured as described above. The filter waveform d1 is a pass characteristic when the variable inductor 14 is increased by 2 nH, d2 is increased by 4 nH, d3 is increased by 6 nH, d4 is increased by 8 nH, and d5 is increased by 10 nH. Show properties.

図7から判るように、通過帯域16及び通過帯域16の高域側最近接極を大きく変化させることなく、通過帯域16から離れた低域側の極を大きく変化させることにより通過帯域16の低域側減衰帯域を変化させている。つまり、可変インダクタ14を変化させることにより、通過帯域16内の通過特性を劣化させることなく、通過帯域16の高域側減衰特性を可変させることが可能となっている。   As can be seen from FIG. 7, the passband 16 and the passband 16 can be reduced by changing the pole on the low frequency side far away from the passband 16 without greatly changing the passband 16 and the high frequency nearest neighbor of the passband 16. The band side attenuation band is changed. That is, by changing the variable inductor 14, it is possible to vary the high band side attenuation characteristic of the pass band 16 without degrading the pass characteristic in the pass band 16.

尚、第1の実施の形態と同様、フィルタを構成する回路定数を異ならせることにより、減衰帯域の調整は、通過帯域16の低域側でも高域側でも可能である。   As in the first embodiment, the attenuation band can be adjusted on the low band side or the high band side of the pass band 16 by changing the circuit constants constituting the filter.

(第4の実施形態)
図8は、本発明の第4の実施形態に係る圧電共振器を用いた圧電フィルタ17の等価回路図を示す。この圧電フィルタ17においては、入力端子1と出力端子2間に、直列圧電共振器3が直列に配置される。入力端子1と直列圧電共振器3間には、第1の並列圧電共振器4aの一端が接続され、その他端は、第1の並列インダクタ5aを介してグランドに接地される。直列圧電共振器3と出力端子2間には、第2の並列圧電共振器4bの一端が接続され、その他端は、第2の並列インダクタ5bを介してグランドに接地される。第1の並列圧電共振器4aと第1の並列インダクタ5aの接続点と、第2の並列圧電共振器4bと第2の並列インダクタ5bの接続点間には、バイパス圧電共振器6が接続され、バイパス圧電共振器6に並列に可変容量7が配置される。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the piezoelectric filter 17 using the piezoelectric resonator according to the fourth embodiment of the present invention. In the piezoelectric filter 17, the series piezoelectric resonator 3 is arranged in series between the input terminal 1 and the output terminal 2. One end of the first parallel piezoelectric resonator 4a is connected between the input terminal 1 and the series piezoelectric resonator 3, and the other end is grounded via the first parallel inductor 5a. One end of the second parallel piezoelectric resonator 4b is connected between the series piezoelectric resonator 3 and the output terminal 2, and the other end is grounded via the second parallel inductor 5b. A bypass piezoelectric resonator 6 is connected between a connection point between the first parallel piezoelectric resonator 4a and the first parallel inductor 5a and between a connection point between the second parallel piezoelectric resonator 4b and the second parallel inductor 5b. The variable capacitor 7 is arranged in parallel with the bypass piezoelectric resonator 6.

図9Aは、図8の構成における圧電共振器として薄膜弾性波共振器を用いた場合の圧電フィルタの上面図である。図9Bは、図9AのA−A線に沿った断面図である。図9A、9Bにおいて、図8と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。   FIG. 9A is a top view of a piezoelectric filter when a thin film acoustic wave resonator is used as the piezoelectric resonator in the configuration of FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 9A. 9A and 9B, the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

21は基板、22は絶緑体層、23a〜23cは第1〜第3の下電極層、24a、24bは圧電体層、25a〜25cは上電極層、26a、26bは周波数調整層、27a、27bは空洞であるキャビティ、28は強誘電体層である。   21 is a substrate, 22 is an green body layer, 23a to 23c are first to third lower electrode layers, 24a and 24b are piezoelectric layers, 25a to 25c are upper electrode layers, 26a and 26b are frequency adjustment layers, 27a 27b are cavities, and 28 is a ferroelectric layer.

基板21は、シリコンやガラス基板などからなり、二酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si34)などからなる絶縁体層22が形成される。絶緑体層22上には、第1のキャビティ27aを覆うように、第1の下電極層23a、第1の圧電体層24a、第1の上電極層25a、第1の周波数調整層26aが順に形成され、直列圧電共振器3が構成される。 The substrate 21 is made of a silicon or glass substrate, and an insulator layer 22 made of silicon dioxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), or the like is formed. On the green body layer 22, the first lower electrode layer 23a, the first piezoelectric layer 24a, the first upper electrode layer 25a, and the first frequency adjustment layer 26a are formed so as to cover the first cavity 27a. Are formed in order to form the series piezoelectric resonator 3.

第1の下電極層23aは、モリブデン(Mo)・アルミニウム(A1)・銀(Ag)・タングステン(W)・白金(Pt)などからなる。第1の圧電体層24aは、窒化アルミニウム(AlN)・窒化亜鉛(ZnO)・ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)・ニオブ酸リチウム(LiNbO3)・タンタル酸リチウム(LiTaO3)・ニオブ酸カリウム(KNbO3)などからなる。第1の上電極層25aは、モリブデン(Mo)・アルミニウム(A1)・銀(Ag)・タングステン(W)・白金(Pt)などからなる。第1の周波数調整層26aは、二酸化珪素(SiO2)・窒化珪素(Si34)・窒化アルミニウム(AIN)・窒化亜鉛(znO)などからなる。 The first lower electrode layer 23a is made of molybdenum (Mo), aluminum (A1), silver (Ag), tungsten (W), platinum (Pt), or the like. The first piezoelectric layer 24a is composed of aluminum nitride (AlN), zinc nitride (ZnO), lead zirconate titanate (PZT), lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), potassium niobate ( KNbO 3 ) and the like. The first upper electrode layer 25a is made of molybdenum (Mo), aluminum (A1), silver (Ag), tungsten (W), platinum (Pt), or the like. The first frequency adjustment layer 26a is made of silicon dioxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AIN), zinc nitride (znO), or the like.

上記と同様の材料により、第2のキャビティ27bを覆うように、第2の下電極層23b、第2の圧電体層24b、第2の上電極層25b、第2の周波数調整層26bが順に形成され、バイパス圧電共振器6が構成される。   The second lower electrode layer 23b, the second piezoelectric layer 24b, the second upper electrode layer 25b, and the second frequency adjustment layer 26b are sequentially formed so as to cover the second cavity 27b with the same material as described above. The bypass piezoelectric resonator 6 is formed.

また、基板21のキャビティに対応しない箇所の絶緑体層22上に、第3の下電極層23c、バリウムストロンチウムチタネート(BaxSr1-xTiO3)などからなる強誘電体層28、および第3の上電極層25cが形成され、可変容量7が構成される。 Further, a ferroelectric layer 28 made of a third lower electrode layer 23c, barium strontium titanate (Ba x Sr 1-x TiO 3 ), etc. on the green body layer 22 at a location not corresponding to the cavity of the substrate 21, and The third upper electrode layer 25c is formed, and the variable capacitor 7 is configured.

入力端子1は、第1の並列圧電共振器4aの下電極層および直列圧電共振器3の下電極層23aと接続される。出力端子2は、直列圧電共振器3の上電極層25aおよび第2の並列圧電共振器4bの上電極層と接続される。スパイラル状に形成された第1の並列インダクタ5aは、第1の並列圧電共振器4aの上電極層、バイパス圧電共振器6の上電極層25b、および可変容量7の上電極層25cと接続される。第2の並列インダクタ5bは、第2の並列圧電共振器4bの下電極層、バイパス圧電共振器6の下電極23b、および可変容量7の下電極23cと接続される。並列インダクタ5a及び5bはGNDに接地される。   The input terminal 1 is connected to the lower electrode layer of the first parallel piezoelectric resonator 4 a and the lower electrode layer 23 a of the series piezoelectric resonator 3. The output terminal 2 is connected to the upper electrode layer 25a of the series piezoelectric resonator 3 and the upper electrode layer of the second parallel piezoelectric resonator 4b. The first parallel inductor 5a formed in a spiral shape is connected to the upper electrode layer of the first parallel piezoelectric resonator 4a, the upper electrode layer 25b of the bypass piezoelectric resonator 6, and the upper electrode layer 25c of the variable capacitor 7. The The second parallel inductor 5b is connected to the lower electrode layer of the second parallel piezoelectric resonator 4b, the lower electrode 23b of the bypass piezoelectric resonator 6, and the lower electrode 23c of the variable capacitor 7. The parallel inductors 5a and 5b are grounded to GND.

尚、並列インダクタ5a、5bは、上記構成では基板21上にスパイラル状に形成されているが、これに限られず、形状はメアンダ形状や他の形状でもよく、また別のチップや基板上、もしくはボンディングワイヤーや配線電極により形成されてもよい。   The parallel inductors 5a and 5b are formed in a spiral shape on the substrate 21 in the above configuration. However, the shape is not limited to this, and the shape may be a meander shape or other shapes, or on another chip or substrate, or You may form with a bonding wire or a wiring electrode.

各圧電共振器はそれぞれ、上電極層と下電極層間に電界をかけることにより、圧電体層が分極し歪んで機械的な共振を発生し、これを電気的に取り出すことにより共振器として動作する。共振器の共振周波数は主に、下電極層23a、23b、圧電体層24a、24b、上電極層25a、25b、および周波数調整層26a、26bにより構成された振動部の、膜厚とそれらの質量負荷効果により決定される。各圧電共振器間において周波数調整層26a、26bの膜厚を異ならせることにより、各圧電共振器の共振周波数は所望の値に調整される。図示しないが、並列圧電共振器4a、4bも同様である。バイパス圧電共振器6の共振周波数が最も低く、並列圧電共振器4a、4bの共振周波数が次に高く、直列圧電共振器3の共振周波数が最も高い、3つの異なった共振周波数の圧電共振器を同一基板上に形成することができる。   Each piezoelectric resonator operates as a resonator by applying an electric field between the upper electrode layer and the lower electrode layer to polarize and distort the piezoelectric layer to generate mechanical resonance and electrically extract this. . The resonance frequency of the resonator is mainly determined by the film thicknesses of the vibrating parts constituted by the lower electrode layers 23a and 23b, the piezoelectric layers 24a and 24b, the upper electrode layers 25a and 25b, and the frequency adjustment layers 26a and 26b and their thicknesses. Determined by mass loading effect. By making the film thickness of the frequency adjustment layers 26a and 26b different between the piezoelectric resonators, the resonance frequency of each piezoelectric resonator is adjusted to a desired value. Although not shown, the same applies to the parallel piezoelectric resonators 4a and 4b. Piezoelectric resonators having three different resonance frequencies have the lowest resonance frequency of the bypass piezoelectric resonator 6, the next highest resonance frequency of the parallel piezoelectric resonators 4a and 4b, and the highest resonance frequency of the series piezoelectric resonator 3. They can be formed on the same substrate.

また可変容量7も同様に、上電極層25cと下電極層23c間に電界をかけ、その印加電圧を変化させることにより強誘電体層28の比誘電率が変化し、容量が変化する。なお本実施形態の膜構成は一例であり、電極が複数の材料で構成されていたり、誘電体層が追加されていてもよく、これに限るものではない。また可変容量7は強誘電体を用いているが、可変容量ダイオードなどを用いることもできる。   Similarly, in the variable capacitor 7, when an electric field is applied between the upper electrode layer 25 c and the lower electrode layer 23 c and the applied voltage is changed, the relative dielectric constant of the ferroelectric layer 28 is changed and the capacitance is changed. The film configuration of the present embodiment is an example, and the electrode may be composed of a plurality of materials or a dielectric layer may be added, and is not limited to this. The variable capacitor 7 uses a ferroelectric material, but a variable capacitor diode or the like can also be used.

図10は、図8の構成における圧電共振器として弾性表面波共振器を用いた場合の圧電フィルタの上面図である。図8と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。   FIG. 10 is a top view of a piezoelectric filter when a surface acoustic wave resonator is used as the piezoelectric resonator in the configuration of FIG. The same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

弾性表面波共振器は、圧電基板上にインターディジタルトランスデューサ電極と反射器電極とを伝搬方向に対して近接配置することにより構成される。圧電基板29上に、並列圧電共振器4a、4b、直列圧電共撮器3、バイバス圧電共振器6を形成し、圧電基板29上の配線電極により接続する。また対向する2つの並列圧電共振器4aと4b間に、バイパス圧電共振器6と並列に電圧可変容量ダイオードからなる可変容量7を形成する。バイパス圧電共振器6の両端には並列インダクタ5a及び5bが形成され、並列インダクタ5a及び5bは接地される。ここで、弾性表面波共振器の共振周波数に関しては、電極指ピッチやメタライゼーションレシオ、あるいは電極膜厚等を調整することにより、所望のフィルタ特性を得るために最適に設定される。   The surface acoustic wave resonator is configured by arranging an interdigital transducer electrode and a reflector electrode on a piezoelectric substrate close to the propagation direction. On the piezoelectric substrate 29, the parallel piezoelectric resonators 4a and 4b, the series piezoelectric co-photographer 3, and the bypass piezoelectric resonator 6 are formed and connected by wiring electrodes on the piezoelectric substrate 29. Further, a variable capacitor 7 composed of a voltage variable capacitor diode is formed in parallel with the bypass piezoelectric resonator 6 between the two parallel piezoelectric resonators 4a and 4b facing each other. Parallel inductors 5a and 5b are formed at both ends of the bypass piezoelectric resonator 6, and the parallel inductors 5a and 5b are grounded. Here, the resonance frequency of the surface acoustic wave resonator is optimally set to obtain desired filter characteristics by adjusting the electrode finger pitch, the metallization ratio, or the electrode film thickness.

以上のように、圧電共振器を薄膜弾性波共振器で構成した場合と表面弾性波共振器で構成した場合の圧電フィルタを示したが、共振・反共振特性を有するMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)共振器も同様に、圧電共振器に置き換えてフィルタを構成することができ、同様の効果を得ることができる。   As described above, the piezoelectric filter in the case where the piezoelectric resonator is composed of the thin film acoustic wave resonator and the case where the piezoelectric resonator is composed of the surface acoustic wave resonator is shown. Similarly, the resonator can be replaced with a piezoelectric resonator to form a filter, and the same effect can be obtained.

尚、図9Bの強誘電体層28を用いた可変容量7においても、また図10の電圧可変容量ダイオードを用いた可変容量7においても、DC(直流)電圧を端子間に印加しなければならない。ところが、図8の構成では両端ともDC的にはGNDに接続され同電位であり、バイアスを印加することができない。したがって、実際の回路では、図11Aに示す圧電フィルタ30の構成のように、バイパス圧電共振器6と第1の並列インダクタ5aとの接続点間に、低周波数帯域には非接続、高周波数帯域には接続となるように、例えば5nF以上の大きな容量31を配置する。容量の接続箇所は、可変容量7のどちらか一方のGND間であればよい。あるいは、図11Bの圧電フィルタ32の構成のように、可変容量7とバイパス圧電共振器6の接続点間に容量33を配置してもよく、あるいは並列インダクタとGND接地までの間でもよい。   Note that a DC (direct current) voltage must be applied between the terminals in both the variable capacitor 7 using the ferroelectric layer 28 of FIG. 9B and the variable capacitor 7 using the voltage variable capacitor diode of FIG. . However, in the configuration of FIG. 8, both ends are connected to GND in terms of DC and have the same potential, and a bias cannot be applied. Therefore, in the actual circuit, as in the configuration of the piezoelectric filter 30 shown in FIG. 11A, the low frequency band is not connected between the connection points of the bypass piezoelectric resonator 6 and the first parallel inductor 5a, and the high frequency band is not connected. For example, a large capacitance 31 of 5 nF or more is arranged so as to be connected. The location where the capacitor is connected may be between the GNDs of either one of the variable capacitors 7. Alternatively, as in the configuration of the piezoelectric filter 32 in FIG. 11B, the capacitor 33 may be disposed between the connection points of the variable capacitor 7 and the bypass piezoelectric resonator 6, or may be between the parallel inductor and the GND ground.

以上のように構成された本実施形態における圧電フィルタの通過特性を、図12に示す。フィルタ波形e1は可変容量7を0.1pF増加させたとき、e2は0.2pF増加させたとき、e3は0.3pF増加させたとき、e4は0.4pF増加させたとき、e5は0.5pF増加させたとき、およびe6は0.6pF増加させたときの通過特性を示す。   FIG. 12 shows pass characteristics of the piezoelectric filter according to this embodiment configured as described above. The filter waveform e1 shows that when the variable capacitor 7 is increased by 0.1 pF, e2 is increased by 0.2 pF, e3 is increased by 0.3 pF, e4 is increased by 0.4 pF, and e5 is 0. When the value is increased by 5 pF, and e6 indicates the pass characteristic when the value is increased by 0.6 pF.

図12から判るように、通過帯域34の高域側減衰帯域を変化させている。つまり、可変容量7を変化させることにより、通過帯域34内の通過特性を劣化させることなく、通過帯域34の高域側減衰特性を可変とすることが可能となっている。   As can be seen from FIG. 12, the high-frequency side attenuation band of the pass band 34 is changed. That is, by changing the variable capacitor 7, it is possible to make the high band side attenuation characteristic of the pass band 34 variable without deteriorating the pass characteristic in the pass band 34.

以上のとおり、フィルタの段数つまり圧電共振器の個数は、図8の4段や、図1の6段など種々に設定することが可能であり、基本的に必要な構成である図8の4段回路構成が含まれていれば、段数に関わらず所望の効果を得ることができる。   As described above, the number of filter stages, that is, the number of piezoelectric resonators, can be variously set such as the four stages in FIG. 8 or the six stages in FIG. If the stage circuit configuration is included, a desired effect can be obtained regardless of the number of stages.

なお、図8に示した構成の一部を変更して、図13に示すような圧電フィルタ35を構成することもできる。この構成においては、図8におけるバイパス圧電共振器6に代えて、容量値が可変である容量可変バイパス圧電共振器36を用い、可変容量7を削除する。図14Aおよび図14Bは、図9Aおよび図9Bに対応する構成を示す。容量可変バイパス圧電共振器36は、圧電体層37として、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)やチタン酸ビスマス(BIT)など、圧電効果があり、且つDC(直流)電圧により比誘電率が変化する材料を用いることにより、容量値を可変とすることができる。   It should be noted that a part of the configuration shown in FIG. 8 can be changed to configure the piezoelectric filter 35 as shown in FIG. In this configuration, instead of the bypass piezoelectric resonator 6 in FIG. 8, a variable capacitance bypass piezoelectric resonator 36 having a variable capacitance value is used, and the variable capacitor 7 is deleted. 14A and 14B show a configuration corresponding to FIGS. 9A and 9B. The variable capacitance bypass piezoelectric resonator 36 has a piezoelectric effect such as lead zirconate titanate (PZT) or bismuth titanate (BIT) as the piezoelectric layer 37, and the relative dielectric constant changes depending on the DC (direct current) voltage. By using the material, the capacitance value can be made variable.

以上の実施形態では、圧電フィルタ単体について説明したが、各実施形態の構成を有する圧電フィルタは、以下のように、共用器、通信機器等に用いることができる。   In the above embodiment, a single piezoelectric filter has been described. However, the piezoelectric filter having the configuration of each embodiment can be used for a duplexer, a communication device, and the like as follows.

図15は、圧電フィルタを用いた共用器47のブロック図である。送信端子41、受信端子42、アンテナ端子43を有し、送信端子41と受信端子42間に、送信フィルタ44、移相回路45、および受信フィルタ46がこの順に配置される。送信フィルタ44と移相回路45間にアンテナ端子43が接続される。送信フィルタ44および受信フィルタ46の少なくとも一方に、上記実施形態におけるいずれかの圧電フィルタが具備される。   FIG. 15 is a block diagram of the duplexer 47 using a piezoelectric filter. The transmission terminal 41, the reception terminal 42, and the antenna terminal 43 are provided, and the transmission filter 44, the phase shift circuit 45, and the reception filter 46 are arranged in this order between the transmission terminal 41 and the reception terminal 42. An antenna terminal 43 is connected between the transmission filter 44 and the phase shift circuit 45. At least one of the transmission filter 44 and the reception filter 46 is provided with any of the piezoelectric filters in the above embodiment.

図16は、圧電フィルタを用いた通信機器のブロック図である。送信端子51から入力された信号はベースバンド部52を通り、パワーアンプ53で信号が増幅され、共用器54を通り送信フィルタでフィルタリングされて、アンテナ55から電波が送信される。また、アンテナ55により受信された信号は、共用器54を通り受信フィルタでフィルタリングされ、LNA56により増幅され、ベースバンド部52を通り受信端子57に伝達される。共用器54に含まれる送信フィルタおよび受信フィルタの少なくとも一方に、上記実施形態におけるいずれかの圧電フィルタが具備される。   FIG. 16 is a block diagram of a communication device using a piezoelectric filter. The signal input from the transmission terminal 51 passes through the baseband unit 52, the signal is amplified by the power amplifier 53, passes through the duplexer 54, is filtered by the transmission filter, and the radio wave is transmitted from the antenna 55. The signal received by the antenna 55 is filtered by the reception filter through the duplexer 54, amplified by the LNA 56, and transmitted to the reception terminal 57 through the baseband unit 52. At least one of the transmission filter and the reception filter included in the duplexer 54 is provided with any of the piezoelectric filters in the above embodiment.

本発明の圧電共振器及び圧電フィルタは、小型・低損失特性かつ低コストで実現可能であり、携帯電話や無線LAN、デジタルテレビ受信チューナー等の移動体通信端末における無線回路内のフィルタ等として有用である。また、仕様に応じて無線基地局用のフィルタ等の用途にも応用できる。   The piezoelectric resonator and the piezoelectric filter of the present invention can be realized with a small size, low loss characteristics and low cost, and are useful as a filter in a wireless circuit in a mobile communication terminal such as a mobile phone, a wireless LAN, and a digital TV reception tuner. It is. Moreover, it can be applied to uses such as a filter for a radio base station according to the specification.

本発明の第1の実施形態に係る圧電フィルタの等価回路図1 is an equivalent circuit diagram of a piezoelectric filter according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る圧電フィルタの通過特性を示す図The figure which shows the passage characteristic of the piezoelectric filter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る圧電フィルタの通過特性を示す図The figure which shows the passage characteristic of the piezoelectric filter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る圧電フィルタの等価回路図The equivalent circuit diagram of the piezoelectric filter which concerns on the 2nd Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態に係る圧電フィルタの通過特性を示す図The figure which shows the passage characteristic of the piezoelectric filter which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る圧電フィルタの等価回路図Equivalent circuit diagram of a piezoelectric filter according to a third embodiment of the present invention 本発明の第3の実施形態に係る圧電フィルタの通過特性を示す図The figure which shows the passage characteristic of the piezoelectric filter which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の実施形態4に係る圧電フィルタの等価回路図Equivalent circuit diagram of piezoelectric filter according to Embodiment 4 of the present invention 図8の構成における圧電共振器として薄膜弾性波共振器を用いた場合の圧電フィルタの上面図8 is a top view of a piezoelectric filter when a thin film acoustic wave resonator is used as the piezoelectric resonator in the configuration of FIG. 図9AのA−A線に沿った断面図Sectional drawing along the AA line of FIG. 9A 図8の構成における圧電共振器として弾性表面波共振器を用いた場合の圧電フィルタの上面図8 is a top view of a piezoelectric filter when a surface acoustic wave resonator is used as the piezoelectric resonator in the configuration of FIG. 図8の圧電フィルタの改良例を示す等価回路図Equivalent circuit diagram showing an improved example of the piezoelectric filter of FIG. 図8の圧電フィルタの他の改良例を示す等価回路図Equivalent circuit diagram showing another improved example of the piezoelectric filter of FIG. 本発明の第4の実施の形態に係る圧電フィルタの通過特性を示す図The figure which shows the passage characteristic of the piezoelectric filter which concerns on the 4th Embodiment of this invention 図8の圧電フィルタの変形例を示す等価回路図Equivalent circuit diagram showing a modification of the piezoelectric filter of FIG. 図13の構成における圧電共振器として薄膜弾性波共振器を用いた場合の圧電フィルタの上面図13 is a top view of a piezoelectric filter when a thin film acoustic wave resonator is used as the piezoelectric resonator in the configuration of FIG. 図14AのB−B線に沿った断面図Sectional drawing along the BB line of FIG. 14A 本発明の実施形態に係る圧電フィルタを用いた共用器のブロック図Block diagram of duplexer using piezoelectric filter according to an embodiment of the present invention 本発明の実施形態に係る圧電フィルタを用いた通信機器のブロック図The block diagram of the communication apparatus using the piezoelectric filter which concerns on embodiment of this invention 従来の圧電共振器を用いた圧電フィルタの等価回路図Equivalent circuit diagram of a conventional piezoelectric filter using a piezoelectric resonator (a)は従来の圧電フィルタを構成する各圧電共振器の単体特性を示す図、(b)は従来の圧電フィルタの通過特性を示す図(A) is a figure which shows the single-piece | unit characteristic of each piezoelectric resonator which comprises the conventional piezoelectric filter, (b) is a figure which shows the passage characteristic of the conventional piezoelectric filter. 従来の圧電共振器を用いた圧電フィルタのフィルタ通過特性を示す図The figure which shows the filter passage characteristic of the piezoelectric filter which uses the conventional piezoelectric resonator

符号の説明Explanation of symbols

1 入力端子
2 出力端子
3、3a、3b、3c 直列圧電共振器
4a、4b 並列圧電共振器
5a、5b 並列インダクタ
6 バイパス圧電共振器
7、11 可変容量
8、12、15、17、30、32、35 圧電フィルタ
9、10、13、16、34 通過帯域
14 可変インダクタ
21 基板
22 絶縁体層
23a、23b、23c 下電極層
24a、24b、37 圧電体層
25a、25b、25c 上電極層
26a、26b 周波数調整層
27a、27b キャビティ
28 強誘電体層
29 圧電基板
31、33 容量
36 容量可変圧電フィルタ
41、51 送信端子
42、57 受信端子
43 アンテナ端子
44 送信フィルタ
45 移相回路
46 受信フィルタ
47、54 共用器
52 ベースバンド部
53 パワーアンプ
55 アンテナ
56 LNA
61a、61b 直列圧電共振器
62a、62b、62c、62d 並列可変容量
63a、63b、63c、63d 直列可変容量
64a、64b 直列圧電共振器群
65a 入力端子
65b 出力端子
66 圧電フィルタ
70 並列圧電共振器群の共振点
71 並列圧電共振器群の反共振点
72 直列圧電共振器群の共振点
73 直列圧電共振器群の反共振点
74 通過帯域
75 低域側減衰極
76 低域側減衰帯域
77 高域側減衰極
78 高域側減衰帯域
79、80、81、82 フィルタ通過特性
a1〜a6、b1〜b5、c1〜c5、d1〜d10、e1〜e6 フィルタ波形
s1 並列圧電共振器群の単体特性
s2 直列圧電共振器群の単体特性
t フィルタ通過特性
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input terminal 2 Output terminal 3, 3a, 3b, 3c Series piezoelectric resonator 4a, 4b Parallel piezoelectric resonator 5a, 5b Parallel inductor 6 Bypass piezoelectric resonator 7, 11 Variable capacity 8, 12, 15, 17, 30, 32 , 35 Piezoelectric filter 9, 10, 13, 16, 34 Passband 14 Variable inductor 21 Substrate 22 Insulator layers 23a, 23b, 23c Lower electrode layers 24a, 24b, 37 Piezoelectric layers 25a, 25b, 25c Upper electrode layer 26a, 26b Frequency adjustment layer 27a, 27b Cavity 28 Ferroelectric layer 29 Piezoelectric substrate 31, 33 Capacitance 36 Capacity variable piezoelectric filter 41, 51 Transmission terminal 42, 57 Reception terminal 43 Antenna terminal 44 Transmission filter 45 Phase shift circuit 46 Reception filter 47, 54 Duplexer 52 Baseband 53 Power Amplifier 55 Antenna 56 LNA
61a, 61b Series piezoelectric resonators 62a, 62b, 62c, 62d Parallel variable capacitors 63a, 63b, 63c, 63d Series variable capacitors 64a, 64b Series piezoelectric resonator group 65a Input terminal 65b Output terminal 66 Piezoelectric filter 70 Parallel piezoelectric resonator group Resonant point 71 Anti-resonant point 72 of parallel piezoelectric resonator group Resonant point 73 of series piezoelectric resonator group Anti-resonant point 74 of series piezoelectric resonator group Pass band 75 Low-frequency attenuation pole 76 Low-frequency attenuation band 77 High frequency Side attenuation pole 78 High side attenuation band 79, 80, 81, 82 Filter pass characteristics a1 to a6, b1 to b5, c1 to c5, d1 to d10, e1 to e6 Filter waveform s1 Single unit characteristic s2 of the parallel piezoelectric resonator group Single unit characteristics of series piezoelectric resonator group t Filter pass characteristics

Claims (5)

1つ以上の直列圧電共振器と2つ以上の並列圧電共振器を具備した圧電フィルタにおいて、
第1の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第1のインダクタと、
第2の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第2のインダクタと、
前記第1の並列圧電共振器と前記第1のインダクタの接続点および前記第2の並列圧電共振器と前記第2のインダクタの接続点の間に配置されたバイパス圧電共振器とを備え、
前記バイパス圧電共振器の容量値が可変であることを特徴とする圧電フィルタ。
In a piezoelectric filter comprising one or more series piezoelectric resonators and two or more parallel piezoelectric resonators,
A first inductor disposed between the first parallel piezoelectric resonator and ground;
A second inductor disposed between the second parallel piezoelectric resonator and ground;
A connection point between the first parallel piezoelectric resonator and the first inductor, and a bypass piezoelectric resonator disposed between the connection point between the second parallel piezoelectric resonator and the second inductor,
A piezoelectric filter, wherein a capacitance value of the bypass piezoelectric resonator is variable.
1つ以上の直列圧電共振器と2つ以上の並列圧電共振器を具備した圧電フィルタにおいて、
第1の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第1のインダクタと、
第2の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第2のインダクタと、
前記第1の並列圧電共振器と前記第1のインダクタの接続点および前記第2の並列圧電共振器と前記第2のインダクタの接続点の間に配置されたバイパス圧電共振器と、
前記バイパス圧電共振器に並列に配置された可変容量とを備えたことを特徴とする圧電フィルタ。
In a piezoelectric filter comprising one or more series piezoelectric resonators and two or more parallel piezoelectric resonators,
A first inductor disposed between the first parallel piezoelectric resonator and ground;
A second inductor disposed between the second parallel piezoelectric resonator and ground;
A bypass piezoelectric resonator disposed between a connection point of the first parallel piezoelectric resonator and the first inductor, and a connection point of the second parallel piezoelectric resonator and the second inductor;
A piezoelectric filter comprising: a variable capacitor arranged in parallel with the bypass piezoelectric resonator.
1つ以上の直列圧電共振器と2つ以上の並列圧電共振器を具備した圧電フィルタにおいて、
第1の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第1のインダクタと、
第2の前記並列圧電共振器と接地間に配置された第2のインダクタと、
前記第1の並列圧電共振器と前記第1のインダクタの接続点および前記第2の並列圧電共振器と前記第2のインダクタの接続点の間に配置されたリアクタンス素子とを備え、
前記リアクタンス素子のリアクタンス値が可変であることを特徴とする圧電フィルタ。
In a piezoelectric filter comprising one or more series piezoelectric resonators and two or more parallel piezoelectric resonators,
A first inductor disposed between the first parallel piezoelectric resonator and ground;
A second inductor disposed between the second parallel piezoelectric resonator and ground;
A reactance element disposed between a connection point of the first parallel piezoelectric resonator and the first inductor, and a connection point of the second parallel piezoelectric resonator and the second inductor;
A reactance value of the reactance element is variable.
送信端子および受信端子と、
前記送信端子と前記受信端子間に接続されたアンテナ端子と、
前記送信端子と前記アンテナ端子間に配置された送信フィルタと、
前記受信端子と前記アンテナ端子間に配置された受信フィルタとを備え、
前記送信フィルタ及び前記受信フィルタの少なくとも一方に請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧電フィルタが用いられた共用器。
A transmission terminal and a reception terminal;
An antenna terminal connected between the transmission terminal and the reception terminal;
A transmission filter disposed between the transmission terminal and the antenna terminal;
A reception filter disposed between the reception terminal and the antenna terminal;
The duplexer in which the piezoelectric filter according to any one of claims 1 to 3 is used for at least one of the transmission filter and the reception filter.
アンテナと、
送信装置と、
受信装置と、
前記アンテナと前記送信装置及び前記受信装置との接続部分に配置された請求項4に記載の共用器とを備えた通信機器。
An antenna,
A transmitting device;
A receiving device;
The communication apparatus provided with the duplexer of Claim 4 arrange | positioned in the connection part of the said antenna, the said transmitter, and the said receiver.
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