JP2012034067A - Acoustic wave filter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弾性波フィルタ装置に関する。特に、本発明は、通過帯域内に阻止帯域を有する帯域阻止型の弾性波フィルタ装置に関する。 The present invention relates to an elastic wave filter device. In particular, the present invention relates to a band-stop type elastic wave filter device having a stop band in a pass band.
近年、地上波デジタル放送が普及してきている。地上波デジタル放送では、1つのチャンネルは13のセグメントに分割されており、1つのチャンネル中央に配置された1つのセグメントが携帯電話機等のモバイル端末用として用いられている。この1つのセグメントを用いた放送が所謂ワンセグ放送である。ワンセグ放送の周波数帯域は、470MHz〜770MHzである。一方、携帯電話機の送信帯域としては、方式や通信会社によっても異なるが、例えば、824MHz〜830MHzや898MHz〜924MHzなどの帯域が用いられている。 In recent years, terrestrial digital broadcasting has become widespread. In terrestrial digital broadcasting, one channel is divided into 13 segments, and one segment arranged at the center of one channel is used for a mobile terminal such as a mobile phone. Broadcast using this one segment is so-called one-segment broadcasting. The frequency band of one-segment broadcasting is 470 MHz to 770 MHz. On the other hand, the transmission band of the mobile phone varies depending on the method and the communication company, but for example, a band of 824 MHz to 830 MHz, 898 MHz to 924 MHz, or the like is used.
このように、通話の送信帯域がワンセグ放送の周波数帯域と近接している携帯電話機において、通話とワンセグ放送の受信と録画とを同時に行った場合、送信電波の影響により、ワンセグ放送の受信映像が乱れる虞がある。この受信映像の乱れを抑制する方法としては、ワンセグ放送の周波数帯域を含む通過帯域を有し、通過帯域内に携帯電話機の送信帯域と一致する阻止帯域を有する帯域阻止型のフィルタを用いる方法が考えられる。 In this way, when a call and a 1Seg broadcast are received and recorded at the same time on a mobile phone whose call transmission band is close to the one-seg broadcast frequency band, the received video of the 1Seg broadcast is There is a risk of disturbance. As a method for suppressing the disturbance of the received video, there is a method using a band rejection filter having a pass band including the frequency band of one-segment broadcasting and having a stop band that matches the transmission band of the mobile phone in the pass band. Conceivable.
このような帯域阻止型フィルタの具体例としては、例えば、下記の特許文献1に開示されている帯域阻止型の弾性表面波フィルタが挙げられる。図13に特許文献1に記載されている帯域阻止型の弾性表面波フィルタの等価回路図を示す。
As a specific example of such a band rejection filter, for example, a band rejection surface acoustic wave filter disclosed in
図13に示すように、弾性表面波フィルタ100では、入力端101と出力端102とを電気的に接続している直列腕103において、複数のインダクタ104,105が直列に接続されている。直列腕103とグラウンド電位とは、複数の並列腕107a〜107dによって電気的に接続されている。各並列腕107a〜107dには、並列腕弾性表面波共振子108a〜108dが設けられている。
As shown in FIG. 13, in the surface
弾性表面波フィルタ100では、並列腕弾性表面波共振子108a〜108cの共振点により824MHz〜830MHzの低域側の阻止帯域が形成されており、並列腕弾性表面波共振子108dの共振点により898〜924MHzの高域側の阻止帯域が形成されている。
In the surface
しかしながら、弾性表面波フィルタ100では、通過帯域の低域側阻止帯域よりも低域側に位置する部分における挿入損失が大きいという問題がある。
However, the surface
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、通過帯域内に阻止帯域を有する帯域阻止型の弾性波フィルタ装置であって、通過帯域における挿入損失が小さい弾性表面波フィルタ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is a band-stop type elastic wave filter device having a stop band in the pass band, and a surface acoustic wave filter having a small insertion loss in the pass band. To provide an apparatus.
本発明に係る弾性波フィルタ装置は、入力端と、出力端と、直列腕と、第1及び第2のインダクタと、第1及び第2の直列腕弾性波共振子と、第1の並列腕と、第2の並列腕とを備えている。直列腕は、入力端と出力端とを電気的に接続している。第1及び第2のインダクタは、直列腕において直列に接続されている。第1及び第2の直列腕弾性波共振子は、第1のインダクタと第2のインダクタとの間において、互いに並列に電気的に接続されている。第1の並列腕は、第1のインダクタと第1及び第2の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第1の並列腕には、第1の並列腕弾性波共振子が設けられている。第2の並列腕は、第2のインダクタと第1及び第2の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第2の並列腕には、第2の並列腕弾性波共振子が設けられている。 An elastic wave filter device according to the present invention includes an input end, an output end, a series arm, first and second inductors, first and second series arm elastic wave resonators, and a first parallel arm. And a second parallel arm. The serial arm electrically connects the input end and the output end. The first and second inductors are connected in series at the series arm. The first and second series arm acoustic wave resonators are electrically connected in parallel to each other between the first inductor and the second inductor. The first parallel arm electrically connects the connection point between the first inductor and the first and second series arm elastic wave resonators to the ground potential. The first parallel arm is provided with a first parallel arm elastic wave resonator. The second parallel arm electrically connects the connection point between the second inductor and the first and second series arm elastic wave resonators and the ground potential. The second parallel arm is provided with a second parallel arm elastic wave resonator.
本発明に係る弾性波フィルタ装置のある特定の局面では、第1の直列腕弾性波共振子と第2の直列腕弾性波共振子とでは、共振周波数及び反共振周波数が互いに異なる。この構成によれば、阻止帯域と通過帯域との間の過渡帯域におけるフィルタ特性の急峻性を高めることができる。 In a specific aspect of the elastic wave filter device according to the present invention, the first series arm elastic wave resonator and the second series arm elastic wave resonator have different resonance frequencies and antiresonance frequencies. According to this configuration, the steepness of the filter characteristics in the transition band between the stop band and the pass band can be enhanced.
本発明に係る弾性波フィルタ装置の他の特定の局面では、第2のインダクタと出力端との間の部分と、グラウンド電位とを電気的に接続している並列腕を備えていない。この構成によれば、阻止帯域における減衰量をより大きくすることができる。 In another specific aspect of the acoustic wave filter device according to the present invention, the parallel arm that electrically connects the portion between the second inductor and the output end and the ground potential is not provided. According to this configuration, the amount of attenuation in the stop band can be further increased.
本発明に係る弾性波フィルタ装置の別の特定の局面では、第1のインダクタは、第2のインダクタよりも入力端側に設けられている。弾性波フィルタ装置は、第3及び第4の直列腕弾性波共振子と、第3の並列腕と、第4の並列腕とをさらに備えている。第3及び第4の直列腕弾性波共振子は、第1のインダクタと入力端との間において、並列に電気的に接続されている。第3の並列腕は、入力端と第3及び第4の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第3の並列腕には、第3の並列腕弾性波共振子が設けられている。第4の並列腕は、第1のインダクタと第3及び第4の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続している。第4の並列腕には、第4の並列腕弾性波共振子が設けられている。この構成によれば、更に、阻止帯域における減衰特性を改善でき、通過帯域も広帯域化できる。 In another specific aspect of the acoustic wave filter device according to the present invention, the first inductor is provided closer to the input end than the second inductor. The elastic wave filter device further includes third and fourth series arm elastic wave resonators, a third parallel arm, and a fourth parallel arm. The third and fourth series arm elastic wave resonators are electrically connected in parallel between the first inductor and the input end. The third parallel arm electrically connects the connection point between the input end and the third and fourth series arm elastic wave resonators and the ground potential. The third parallel arm is provided with a third parallel arm elastic wave resonator. The fourth parallel arm electrically connects the connection point between the first inductor and the third and fourth series arm elastic wave resonators and the ground potential. The fourth parallel arm is provided with a fourth parallel arm elastic wave resonator. According to this configuration, the attenuation characteristic in the stop band can be further improved, and the pass band can be widened.
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、第1及び第2の直列腕弾性波共振子と第1及び第2の並列腕弾性波共振子とのそれぞれは、圧電基板と、圧電基板の上に形成されているIDT電極とを備えている。圧電基板は、55°回転YカットX伝搬LiNbO3基板により構成されている。この構成によれば、通過帯域内にリップルが発生することを抑制することができる。 In still another specific aspect of the elastic wave filter device according to the present invention, each of the first and second series arm elastic wave resonators and the first and second parallel arm elastic wave resonators includes a piezoelectric substrate, And an IDT electrode formed on the piezoelectric substrate. The piezoelectric substrate is composed of a 55 ° rotated Y-cut X-propagating LiNbO 3 substrate. According to this structure, it can suppress that a ripple generate | occur | produces in a pass band.
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらにまた他の特定の局面では、第1及び第2の直列腕弾性波共振子のIDT電極のうちの少なくとも一つのIDT電極のデューティー比が0.3〜0.5の範囲内にある。この構成によれば、通過帯域内において、阻止帯域より低域側に発生するレイリー波に起因するリップルを低減することができる。 In still another specific aspect of the acoustic wave filter device according to the present invention, the duty ratio of at least one IDT electrode of the IDT electrodes of the first and second series arm acoustic wave resonators is 0.3 to 0. Within the range of .5. According to this configuration, it is possible to reduce ripples caused by Rayleigh waves that are generated on the lower side of the stop band in the pass band.
本発明に係る弾性波フィルタ装置のさらにまた別の特定の局面では、弾性波フィルタ装置は、弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置である。 In still another specific aspect of the surface acoustic wave filter device according to the present invention, the surface acoustic wave filter device is a surface acoustic wave filter device using surface acoustic waves.
本発明に係る弾性波フィルタ装置のまたさらに他の特定の局面では、弾性波フィルタ装置は、弾性境界波を利用した弾性境界波フィルタ装置である。 In still another specific aspect of the elastic wave filter device according to the present invention, the elastic wave filter device is a boundary acoustic wave filter device using boundary acoustic waves.
本発明では、第1及び第2の直列腕弾性波共振子が並列に電気的に接続されている。このため、第1及び第2の直列腕弾性波共振子の電気抵抗を小さくすることができる。従って、通過帯域における挿入損失を小さくすることができる。 In the present invention, the first and second series arm elastic wave resonators are electrically connected in parallel. For this reason, the electrical resistance of the first and second series arm elastic wave resonators can be reduced. Therefore, the insertion loss in the pass band can be reduced.
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図1に示す、弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置1を例に挙げて説明する。但し、弾性表面波フィルタ装置1は単なる例示である。本発明に係る弾性波フィルタ装置は、弾性表面波フィルタ装置1に何ら限定されない。
Hereinafter, a preferred embodiment in which the present invention is implemented will be described by taking a surface acoustic
本実施形態の弾性表面波フィルタ装置1は、470MHz〜770MHzの周波数帯域を含む広い通過帯域と、通過帯域内に824MHz〜830MHzの低域側阻止帯域と、898MHz〜924MHzの高域側阻止帯域とを有するダブルトラップ型の弾性表面波フィルタ装置である。
The surface acoustic
図1は、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の等価回路図である。まず、この図1を参照しながら、弾性表面波フィルタ装置1の回路構成について説明する。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the surface acoustic wave filter device according to this embodiment. First, the circuit configuration of the surface acoustic
図1に示すように、弾性表面波フィルタ装置1は、入力端10と出力端11とを備えている。入力端10と出力端11とは、直列腕12によって電気的に接続されている。直列腕12には、複数のインダクタL1〜L3が直列に接続されている。本実施形態では、第3のインダクタL3が入力端10に直接接続されている。第2のインダクタL2が出力端11に直接接続されている。第1のインダクタL1は、第2のインダクタL2と第3のインダクタL3との間に接続されている。
As shown in FIG. 1, the surface acoustic
直列腕12において、第1のインダクタL1と第2のインダクタL2との間には、第1及び第2の直列腕弾性表面波共振子S1,S2が電気的に接続されている。第1及び第2の直列腕弾性表面波共振子S1,S2は、互いに並列に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、第1の直列腕弾性表面波共振子S1と第2の直列腕弾性表面波共振子S2とは、共振周波数及び反共振周波数が互いに異なるように設計されている。
In the
一方、直列腕12において、第1のインダクタL1と第3のインダクタL3との間には、第3及び第4の直列腕弾性表面波共振子S3,S4が電気的に接続されている。第3及び第4の直列腕弾性表面波共振子S3,S4は、互いに並列に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、第3の直列腕弾性表面波共振子S3と第4の直列腕弾性表面波共振子S4とは、共振周波数及び反共振周波数が互いに等しくなるように設計されている。
On the other hand, in the
第1のインダクタL1と第1及び第2の直列腕弾性表面波共振子S1,S2との間の接続点12aと、グラウンド電位とは、第1の並列腕13aにより電気的に接続されている。第1の並列腕13aには、第1の並列腕弾性表面波共振子P1が設けられている。
The
第2のインダクタL2と第1及び第2の直列腕弾性表面波共振子S1,S2との間の接続点12bと、グラウンド電位とは、第2の並列腕13bにより電気的に接続されている。第2の並列腕13bには、第2の並列腕弾性表面波共振子P2が設けられている。
The
第3のインダクタL3と第3及び第4の直列腕弾性表面波共振子S3,S4との間の接続点12cと、グラウンド電位とは、第3の並列腕13cにより電気的に接続されている。第3の並列腕13cには、第3の並列腕弾性表面波共振子P3が設けられている。
The
第1のインダクタL1と第3及び第4の直列腕弾性表面波共振子S3,S4との間の接続点12dと、グラウンド電位とは、第4の並列腕13dにより電気的に接続されている。第4の並列腕13dには、第4の並列腕弾性表面波共振子P4が設けられている。
The
本実施形態では、上述のように、出力端11には第2のインダクタL2が直接接続されており、第2のインダクタL2と出力端11との間の部分と、グラウンド電位とを電気的に接続している並列腕は設けられていない。
In the present embodiment, as described above, the second inductor L2 is directly connected to the
図2は、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置の略図的側面図である。図3は、本実施形態における弾性表面波チップの略図的透視図である。図4は、本実施形態における弾性表面波チップの一部分を拡大した模式的平面図である。なお、図3においては、共振子を、内部にXを附した矩形で略図的に記載している。 FIG. 2 is a schematic side view of the surface acoustic wave filter device according to this embodiment. FIG. 3 is a schematic perspective view of the surface acoustic wave chip according to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic plan view in which a part of the surface acoustic wave chip in the present embodiment is enlarged. In FIG. 3, the resonator is schematically shown as a rectangle with X inside.
次に、図2〜図4を主として参照しながら、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置1の物理的構成について説明する。
Next, a physical configuration of the surface acoustic
図2に示すように、弾性表面波フィルタ装置1は、配線基板20を備えている。配線基板20の上には、バンプ21を介して弾性表面波チップ22がフリップチップ実装されている。弾性表面波チップ22は、配線基板20の上に形成されている樹脂層25によって封止されている。
As shown in FIG. 2, the surface acoustic
配線基板20は、例えば、高温焼成セラミック多層基板(HTCC:High Temperature Co−fired Ceramic)などにより構成することができる。本実施形態では、この配線基板20内に形成されている配線20aなどによって、図1に示すインダクタL1〜L3が形成されている。なお、インダクタL1〜L3は、例えばチップインダクタなどにより構成されていてもよい。
The
図3に示すように、弾性表面波チップ22は、圧電基板23と、圧電基板23の上に形成されている電極24とを備えている。本実施形態では、この圧電基板23と電極24とによって、第1〜第4の直列腕弾性表面波共振子S1〜S4、第1〜第4の並列腕弾性表面波共振子P1〜P4や配線などが構成されている。具体的には、図4に示すように、電極24には、互いに間挿し合う一対のくし歯状電極により構成されているIDT電極24aが含まれる。第1〜第4の直列腕弾性表面波共振子S1〜S4、第1〜第4の並列腕弾性表面波共振子P1〜P4のそれぞれは、このIDT電極24aと圧電基板23とによって構成されている。
As shown in FIG. 3, the surface
圧電基板23は、特に限定されないが、例えば、水晶、LiTaO3基板や、55°回転YカットX伝搬LiNbO3基板などのLiNbO3基板により構成することができる。
The
電極24は、例えば、Al,Pt,Au,Ag,Cu,Ni,Ti,Cr及びPdからなる群から選ばれた金属、もしくは、Al,Pt,Au,Ag,Cu,Ni,Ti,Cr及びPdからなる群から選ばれた一種以上の金属を含む合金により形成することができる。また、電極24は、例えば上記金属や合金からなる複数の導電層の積層体により構成されていてもよい。
The
また、第1及び第2の直列腕弾性波共振子S1,S2を構成しているIDT電極24aのうちの少なくとも一つのデューティー比が0.3〜0.5の範囲内にあることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the duty ratio of at least one of the
図5の実線で示すグラフは、本実施形態に係る弾性表面波フィルタ装置1と同様の構成を有する実施例1の挿入損失特性を表すグラフである。なお、実施例1における詳細な設計パラメータは、下記の表1に示す。
The graph shown by the solid line in FIG. 5 is a graph showing the insertion loss characteristic of Example 1 having the same configuration as that of the surface acoustic
実施例1では、各共振子S1〜S3,P1〜P3の静電容量と、インダクタL1〜L3とによって構成されているLC回路によって470MHz〜770MHzの周波数帯域を含む広い通過帯域が形成されている。また、第2及び第3の直列腕弾性表面波共振子S2,S3の反共振周波数と、第1及び第4の並列腕弾性表面波共振子P1,P4の共振とが、高域側の阻止帯域(898MHz〜924MHz)またはその近傍に位置している。このため、通過帯域内に第2及び第3の直列腕弾性表面波共振子S2,S3の反共振点と、第1及び第4の並列腕弾性表面波共振子P1,P4の共振点とによって、高域側の阻止帯域(898MHz〜924MHz)が形成されている。さらに、第1の直列腕弾性表面波共振子S1の反共振周波数と、第2及び第3の並列腕弾性表面波共振子P2,P3の共振周波数とが低域側阻止帯域(824MHz〜830MHz)またはその近傍に位置している。このため、通過帯域内に第1の直列腕弾性表面波共振子S1の反共振点と第2及び第3の並列腕弾性表面波共振子P2,P3の共振点によって、低域側阻止帯域(824MHz〜830MHz)が形成されている。 In the first embodiment, a wide pass band including a frequency band of 470 MHz to 770 MHz is formed by the LC circuit configured by the capacitances of the resonators S1 to S3, P1 to P3 and the inductors L1 to L3. . Further, the anti-resonance frequency of the second and third series arm surface acoustic wave resonators S2 and S3 and the resonance of the first and fourth parallel arm surface acoustic wave resonators P1 and P4 are blocked on the high frequency side. It is located in the band (898 MHz to 924 MHz) or in the vicinity thereof. For this reason, the antiresonance points of the second and third series arm surface acoustic wave resonators S2 and S3 and the resonance points of the first and fourth parallel arm surface acoustic wave resonators P1 and P4 are included in the passband. A high-side stop band (898 MHz to 924 MHz) is formed. Further, the anti-resonance frequency of the first series arm surface acoustic wave resonator S1 and the resonance frequencies of the second and third parallel arm surface acoustic wave resonators P2 and P3 are in the low-band stop band (824 MHz to 830 MHz). Or it is located in the vicinity. For this reason, the low-band stopband (by the anti-resonance point of the first series arm surface acoustic wave resonator S1 and the resonance points of the second and third parallel arm surface acoustic wave resonators P2 and P3 in the passband. 824 MHz to 830 MHz).
実施例1においては、第1及び第2の直列腕弾性表面波共振子S1,S2とで、共振周波数及び反共振周波数が異なっている。一方、第3及び第4の直列腕弾性表面波共振子S3,S4とでは、共振周波数及び反共振周波数が実質的に等しい。 In the first embodiment, the first and second series arm surface acoustic wave resonators S1 and S2 have different resonance frequencies and antiresonance frequencies. On the other hand, the third and fourth series arm surface acoustic wave resonators S3 and S4 have substantially the same resonance frequency and anti-resonance frequency.
この実施例1の弾性表面波フィルタ装置の比較例として、図6に示す弾性表面波フィルタ装置200を用意した。比較例に係る弾性表面波フィルタ装置200は、入力端201と出力端202とを電気的に接続している直列腕203において、直列腕弾性表面波共振子S201,S202と、インダクタL201〜L203が交互に直列に接続されている。直列腕203とグラウンド電位とは、並列腕204a〜204fによって電気的に接続されている。各並列腕204a〜204fには、並列腕弾性表面波共振子P201〜P206が設けられている。この比較例においても、上記実施形態と同様に、配線基板の上に実装された弾性表面波チップ210(図7を参照)が設けられている。図7に示すように、上記共振子S201,S202,P201〜P206は、この弾性表面波チップ210に形成されている。詳細には、共振子S201,S202,P201〜P206は、弾性表面波チップ210を構成している圧電基板211及び電極212により構成されている。なお、比較例における詳細な設計パラメータは、下記の表2に示す。
As a comparative example of the surface acoustic wave filter device of Example 1, a surface acoustic
この比較例では、並列腕弾性表面波共振子P201,P203〜P205の共振点によって高域側阻止帯域(898MHz〜924MHz)が形成されている。また、直列腕弾性表面波共振子S201,S202の反共振点と並列腕弾性表面波共振子P202,P206の共振点とによって低域側阻止帯域(824MHz〜830MHz)が形成されている。 In this comparative example, a high-band stop band (898 MHz to 924 MHz) is formed by the resonance points of the parallel arm surface acoustic wave resonators P201 and P203 to P205. Further, a low-band stop band (824 MHz to 830 MHz) is formed by the antiresonance points of the series arm surface acoustic wave resonators S201 and S202 and the resonance points of the parallel arm surface acoustic wave resonators P202 and P206.
比較例に係る弾性表面波フィルタ装置200の挿入損失特性を図5に破線で示す。
The insertion loss characteristic of the surface acoustic
図5に示すように、実施例1の方が、比較例よりも、高域側阻止帯域及び低域側阻止帯域の両方において減衰量が大きい。この理由は、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、比較例においては、並列腕弾性表面波共振子P202の共振周波数と一致する電気信号が出力端202に直接接続されている並列腕弾性表面波共振子P206を経由して出力端202に直接漏洩することにより低域側阻止帯域(824MHz〜830MHz)の減衰量が小さくなっているものと考えられる。それに対して、実施例1では、出力端11に直接接続されている並列腕弾性表面波共振子が存在しないため、低域側阻止帯域の周波数帯の電気信号が出力端11に漏洩することが効果的に抑制され、その結果、実施例1では、比較例よりも、低域側阻止帯域における減衰量が大きくなったものと考えられる。
As shown in FIG. 5, the amount of attenuation in Example 1 is larger in both the high-frequency stopband and the low-frequency stopband than in the comparative example. This reason is considered to be due to the following reasons. That is, in the comparative example, an electric signal that matches the resonance frequency of the parallel arm surface acoustic wave resonator P202 is directly applied to the
一方、高域側阻止帯域に関しては実施例1では上記理由により低域側阻止帯域の減衰量を大きくできることで共振子3つで低域側阻止帯域を形成している。従って、高域側阻止帯域は5つの共振子を使用しており、4つの共振子で高域側阻止帯域を形成する比較例よりも共振子を多く使用している。その結果、実施例1では、比較例よりも、高域側阻止帯域における減衰量が大きくなったものと考えられる。 On the other hand, in the first embodiment, the low band side stop band is formed by three resonators in the first embodiment because the attenuation amount of the low band side stop band can be increased for the above reason. Accordingly, the high-band stop band uses five resonators, and more resonators are used than in the comparative example in which the high-band stop band is formed by four resonators. As a result, in Example 1, it is considered that the amount of attenuation in the high-band stop band is larger than that in the comparative example.
また、図3及び図7の比較により、同様の機能を有する直列腕弾性表面波共振子S3,S4と、直列腕弾性表面波共振子S201とは、ほぼ同じ大きさにできることが分かる。また、同様の機能を有する直列腕弾性表面波共振子S1,S2と、直列腕弾性表面波共振子S202とも、ほぼ同じ大きさにできることが分かる。すなわち、通過帯域を広帯域化するためには、直列腕に比較的大きな容量を形成することが必要であるが、実施例1では、比較例で一つの直列腕弾性表面波共振子により構成されているところが、互いに電気的に並列に接続されている二つの直列腕弾性表面波共振子により構成されている。このため、共振子一つ当たりの面積を約半分にできる。そして、直列腕弾性表面波共振子の数が増えた分だけ、並列腕弾性表面波共振子の数を減らしても阻止帯域を形成する共振子の総数は変わらないため、同等またはそれ以上の減衰特性を実現し得る。従って、実施例1では、図3及び図7の比較からも明らかなように、弾性表面波フィルタ装置1を、より小型化し得る。
3 and 7, it can be seen that the series arm surface acoustic wave resonators S3 and S4 having the same function and the series arm surface acoustic wave resonator S201 can have substantially the same size. It can also be seen that the series arm surface acoustic wave resonators S1 and S2 having the same function and the series arm surface acoustic wave resonator S202 can have substantially the same size. That is, in order to widen the pass band, it is necessary to form a relatively large capacity in the series arm. However, in Example 1, the comparative example is configured by one series arm surface acoustic wave resonator. However, it is composed of two series arm surface acoustic wave resonators electrically connected in parallel to each other. For this reason, the area per resonator can be halved. Since the total number of resonators that form the stop band does not change even if the number of parallel arm surface acoustic wave resonators is reduced by the number of series arm surface acoustic wave resonators, the attenuation is equal or greater. Characteristics can be realized. Therefore, in the first embodiment, the surface acoustic
また、実施例1のように、二つの直列腕弾性表面波共振子を電気的に並列に接続することによって、一つの直列腕弾性表面波共振子を設ける場合よりも、各直列腕弾性表面波共振子における交差幅を小さくすることができる。このため、各直列腕弾性表面波共振子における抵抗損を小さくすることができる。その結果、図5に示すように、通過帯域のうち、470MHz〜770MHzの周波数帯域における挿入損失を低減することができる。具体的には、実施例1の方が、比較例よりも前記周波数帯域における挿入損失が0.25dB小さい。 Further, as in the first embodiment, by connecting two series arm surface acoustic wave resonators electrically in parallel, each series arm surface acoustic wave is provided rather than a case where one series arm surface acoustic wave resonator is provided. The crossing width in the resonator can be reduced. For this reason, the resistance loss in each series arm surface acoustic wave resonator can be reduced. As a result, as shown in FIG. 5, it is possible to reduce the insertion loss in the frequency band of 470 MHz to 770 MHz in the pass band. Specifically, in Example 1, the insertion loss in the frequency band is smaller by 0.25 dB than in the comparative example.
また、実施例1の方が、比較例よりも、低域側阻止帯域と、低域側阻止帯域よりも低域側に位置している通過帯域との間の過渡帯域におけるフィルタ特性の急峻性が高められている。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、実施例1では、第1の直列腕弾性表面波共振子S1と、第2の直列腕弾性表面波共振子S2とで共振周波数及び反共振周波数が異ならされている。このため、第1及び第2の直列腕弾性表面波共振子S1,S2の一方の共振周波数において他方が容量として作用する。このため、第1及び第2の直列腕弾性表面波共振子S1,S2のそれぞれの共振周波数と反共振周波数との間の周波数間隔が狭くなる。よって、反共振周波数を、通過帯域と阻止帯域との間の過渡帯域に位置させることにより、過渡帯域におけるフィルタ特性の急峻性が高められたものと考えられる。 Further, in Example 1, the steepness of the filter characteristics in the transient band between the low-band stop band and the pass band located on the lower band side than the low-band stop band is greater than that of the comparative example. Has been increased. This is considered to be due to the following reasons. That is, in Example 1, the resonance frequency and the anti-resonance frequency are different between the first series arm surface acoustic wave resonator S1 and the second series arm surface acoustic wave resonator S2. For this reason, the other of the first and second series arm surface acoustic wave resonators S1 and S2 functions as a capacitor at one resonance frequency. Therefore, the frequency interval between the resonance frequency and the anti-resonance frequency of each of the first and second series arm surface acoustic wave resonators S1 and S2 becomes narrow. Therefore, it is considered that the steepness of the filter characteristics in the transient band is enhanced by positioning the anti-resonance frequency in the transient band between the pass band and the stop band.
なお、少なくとも一つの直列腕弾性表面波共振子のデューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを大きくすることにより、通過帯域の広帯域化が可能である。すなわち、本実施形態では、直列腕弾性表面波共振子のデューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを調整することにより通過帯域の帯域幅の調整が可能である。 The pass band can be widened by increasing at least one of the duty ratio, the cross width, and the logarithm of at least one series arm surface acoustic wave resonator. That is, in this embodiment, the bandwidth of the pass band can be adjusted by adjusting at least one of the duty ratio, the cross width, and the logarithm of the series arm surface acoustic wave resonator.
以下、この効果を、具体例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, this effect will be described in detail based on specific examples.
図8は、下記の表3に示すように、直列腕弾性表面波共振子S4のデューティー比を0.395から0.495まで大きくした実施例2に係る弾性表面波装置と、実施例1に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図8において、実線が、実施例1における挿入損失特性を表し、破線が実施例2における挿入損失特性を表している。図8に示すように、直列腕弾性表面波共振子S4のデューティー比が大きな実施例2の方が、実施例1よりも通過帯域が低域側に広くなっている。 8 shows a surface acoustic wave device according to Example 2 in which the duty ratio of the series arm surface acoustic wave resonator S4 is increased from 0.395 to 0.495, as shown in Table 3 below. It is a graph showing the insertion loss characteristic with the surface acoustic wave apparatus which concerns. In FIG. 8, the solid line represents the insertion loss characteristic in the first embodiment, and the broken line represents the insertion loss characteristic in the second embodiment. As shown in FIG. 8, the passband of Example 2 in which the duty ratio of the series arm surface acoustic wave resonator S <b> 4 is large is wider than that of Example 1 on the low frequency side.
図9は、下記の表4に示すように、直列腕弾性表面波共振子S4の交差幅を59.1μmから70.0μmまで大きくした実施例3に係る弾性表面波装置と、実施例1に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図9において、実線が、実施例1における挿入損失特性を表し、破線が実施例3における挿入損失特性を表している。図9に示すように、直列腕弾性表面波共振子S4の交差幅が大きな実施例3の方が、実施例1よりも通過帯域が低域側に広くなっている。 9 shows a surface acoustic wave device according to Example 3 in which the cross width of the series arm surface acoustic wave resonator S4 is increased from 59.1 μm to 70.0 μm as shown in Table 4 below. It is a graph showing the insertion loss characteristic with the surface acoustic wave apparatus which concerns. In FIG. 9, the solid line represents the insertion loss characteristic in the first embodiment, and the broken line represents the insertion loss characteristic in the third embodiment. As shown in FIG. 9, the third example in which the cross width of the series arm surface acoustic wave resonators S <b> 4 is large has a wider pass band on the lower frequency side than the first example.
図10は、下記の表5に示すように、直列腕弾性表面波共振子S4の対数を68対から80対まで大きくした実施例4に係る弾性表面波装置と、実施例1に係る弾性表面波装置との挿入損失特性を表すグラフである。なお、図10において、実線が、実施例1における挿入損失特性を表し、破線が実施例4における挿入損失特性を表している。図10に示すように、直列腕弾性表面波共振子S4の対数が大きな実施例4の方が、実施例1よりも通過帯域が低域側に広くなっている。 10 shows a surface acoustic wave device according to Example 4 in which the logarithm of the series arm surface acoustic wave resonator S4 is increased from 68 to 80 pairs, and the surface acoustic wave according to Example 1 as shown in Table 5 below. It is a graph showing the insertion loss characteristic with a wave apparatus. In FIG. 10, the solid line represents the insertion loss characteristic in the first embodiment, and the broken line represents the insertion loss characteristic in the fourth embodiment. As shown in FIG. 10, the passband of the fourth embodiment in which the logarithm of the series arm surface acoustic wave resonator S <b> 4 is larger than that of the first embodiment is lower.
なお、このように、少なくとも一つの直列腕弾性表面波共振子のデューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを大きくすることにより、通過帯域の広帯域化できるのは、デューティー比、交差幅及び対数の内の少なくとも一つを大きくした直列腕弾性表面波共振子の静電容量が大きくなるためであると考えられる。 As described above, by increasing at least one of the duty ratio, the cross width, and the logarithm of at least one series arm surface acoustic wave resonator, the pass band can be broadened by changing the duty ratio, the cross width. This is considered to be because the capacitance of the series arm surface acoustic wave resonator in which at least one of the logarithms is increased is increased.
また、実施例2では、直列腕弾性表面波共振子の反共振周波数の位置を微調整できるため、実施例1よりも高域側阻止帯域の減衰量が大きくなっている。さらに、実施例3,4では、実施例1よりも直列腕弾性表面波共振子S4の面積が大きくなるのに対して、実施例2では、実施例1よりも直列腕弾性表面波共振子S4の面積が大きくなっていない。このため、実施例2では、装置の大型化を抑制しつつ高域側阻止帯域の減衰量をより改善することができる。 In the second embodiment, the position of the anti-resonance frequency of the series arm surface acoustic wave resonator can be finely adjusted. Therefore, the attenuation amount in the high-band stop band is larger than that in the first embodiment. In the third and fourth embodiments, the area of the series arm surface acoustic wave resonator S4 is larger than that of the first embodiment, whereas in the second embodiment, the series arm surface acoustic wave resonator S4 is larger than that of the first embodiment. The area of is not large. For this reason, in Example 2, it is possible to further improve the attenuation amount of the high-band stop band while suppressing an increase in the size of the apparatus.
但し、55°回転YカットX伝搬LiNbO3基板を圧電基板23として用いた場合は、デューティー比を大きくしすぎると通過帯域にリップルが発生しやすくなるため、デューティー比は0.3〜0.5の範囲であることが好ましい。
However, when a 55 ° rotated Y-cut X-propagating LiNbO 3 substrate is used as the
(第1及び第2の変形例)
図11は、変形例1における弾性表面波チップの一部分を拡大した略図的断面図である。図12は、変形例2における弾性表面波チップの一部分を拡大した略図的断面図である。
(First and second modifications)
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view in which a part of the surface acoustic wave chip in
上記実施形態では、弾性表面波を利用した弾性表面波フィルタ装置1について説明したが、本発明において弾性波フィルタ装置は、例えば、弾性境界波を利用した弾性境界波装置であってもよい。その場合は、例えば、図11に示すように、弾性波チップ22は、圧電基板23の上に形成されており、酸化ケイ素や窒化ケイ素などの誘電体からなる誘電体層26を有する。また、図12に示すように、例えば酸化ケイ素などにより形成されている誘電体層26の上に、窒化ケイ素などにより形成されており、誘電体層26よりも音速が速い誘電体層27が形成されていてもよい。すなわち、弾性波チップ22は、所謂2媒質型の弾性境界波チップであってもよいし、所謂3媒質型の弾性境界波チップであってもよい。
In the above embodiment, the surface acoustic
1…弾性表面波フィルタ装置
10…入力端
11…出力端
12…直列腕
12a〜12d…接続点
13a…第1の並列腕
13b…第2の並列腕
13c…第3の並列腕
13d…第4の並列腕
20…配線基板
20a…配線
21…バンプ
22…弾性表面波チップ
23…圧電基板
24…電極
24a…IDT電極
25…樹脂層
26…誘電体層
27…誘電体層
L1〜L3…インダクタ
S1〜S4…直列腕弾性表面波共振子
P1〜P4…並列腕弾性表面波共振子
DESCRIPTION OF
Claims (8)
出力端と、
前記入力端と前記出力端とを電気的に接続している直列腕と、
前記直列腕において直列に接続されている第1及び第2のインダクタと、
前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとの間において、互いに並列に電気的に接続されている第1及び第2の直列腕弾性波共振子と、
前記第1のインダクタと前記第1及び第2の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第1の並列腕弾性波共振子が設けられている第1の並列腕と、
前記第2のインダクタと前記第1及び第2の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第2の並列腕弾性波共振子が設けられている第2の並列腕と、
を備える、弾性波フィルタ装置。 An input end;
An output end;
A series arm electrically connecting the input end and the output end;
First and second inductors connected in series in the series arm;
Between the first inductor and the second inductor, first and second series arm acoustic wave resonators electrically connected in parallel with each other;
A connection point between the first inductor and the first and second series arm elastic wave resonators is electrically connected to a ground potential, and a first parallel arm elastic wave resonator is provided. A first parallel arm that is
A connection point between the second inductor and the first and second series arm elastic wave resonators is electrically connected to a ground potential, and a second parallel arm elastic wave resonator is provided. A second parallel arm,
An elastic wave filter device.
前記第1のインダクタと前記入力端との間において、並列に電気的に接続されている第3及び第4の直列腕弾性波共振子と、
前記入力端と前記第3及び第4の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第3の並列腕弾性波共振子が設けられている第3の並列腕と、
前記第1のインダクタと前記第3及び第4の直列腕弾性波共振子との間の接続点とグラウンド電位とを電気的に接続しており、第4の並列腕弾性波共振子が設けられている第4の並列腕と、
をさらに備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の弾性波フィルタ装置。 The first inductor is provided closer to the input end than the second inductor,
Third and fourth series arm acoustic wave resonators electrically connected in parallel between the first inductor and the input end;
A connection point between the input end and the third and fourth series arm elastic wave resonators is electrically connected to a ground potential, and a third parallel arm elastic wave resonator is provided. A third parallel arm;
A connection point between the first inductor and the third and fourth series arm elastic wave resonators is electrically connected to a ground potential, and a fourth parallel arm elastic wave resonator is provided. A fourth parallel arm,
The elastic wave filter device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記圧電基板は、55°回転YカットX伝搬LiNbO3基板により構成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の弾性波フィルタ装置。 Each of the first and second series arm elastic wave resonators and the first and second parallel arm elastic wave resonators includes a piezoelectric substrate and an IDT electrode formed on the piezoelectric substrate. And
The acoustic wave filter device according to any one of claims 1 to 4, wherein the piezoelectric substrate is configured by a 55 ° rotation Y-cut X-propagating LiNbO 3 substrate.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010169961A JP2012034067A (en) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Acoustic wave filter device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015032889A (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 日本電波工業株式会社 | Surface acoustic wave element, oscillator, and electronic component |
KR20190065401A (en) * | 2016-11-22 | 2019-06-11 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Filter devices and multiplexers |
US11190163B2 (en) | 2018-11-29 | 2021-11-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Filter device and multiplexer |
-
2010
- 2010-07-29 JP JP2010169961A patent/JP2012034067A/en not_active Withdrawn
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