JP2967432B2 - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

弾性表面波フィルタ

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JP2967432B2
JP2967432B2 JP41629290A JP41629290A JP2967432B2 JP 2967432 B2 JP2967432 B2 JP 2967432B2 JP 41629290 A JP41629290 A JP 41629290A JP 41629290 A JP41629290 A JP 41629290A JP 2967432 B2 JP2967432 B2 JP 2967432B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は弾性表面波フィルタに
関し、特に圧電体基板上にインタディジタルトランスデ
ューサとリフレクタとで形成される弾性表面波共振子が
2つ形成された弾性表面波フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】図5はこの発明の背景となる従来の弾性
表面波フィルタの一例を示す図解図である。弾性表面波
フィルタ1は圧電体基板2を含む。圧電体基板2上に
は、2つの弾性表面波共振子3が形成される。弾性表面
波共振子3は、インタディジタルトランスデューサ4
と、インタディジタルトランスデューサ4の両側に形成
される2つのリフレクタ5とを含む。これらの2つの弾
性表面波共振子3は、圧電体基板2上の1つの直線に対
して、互いに線対称となるように対向して形成される。
そして、2つのインタディジタルトランスデューサ4か
ら入力端子6および出力端子7が引き出され、インタデ
ィジタルトランスデューサ4とリフレクタ5とを接続す
るようにしてアース端子8が引き出される。
【0003】このような弾性表面波フィルタ1では、2
つの弾性表面波共振子3が音響的に結合し、入力端子6
に入力された信号によって一方のインタディジタルトラ
ンスデューサ4で弾性表面波が励振されると、その弾性
表面波によって他方のインタディジタルトランスデュー
サ4で信号に変換され、出力端子7から信号が出力され
る。このとき、入力側と出力側の信号の位相の関係によ
り、対称共振モードや反対称共振モードの弾性表面波が
励振される。図5に示される弾性表面波フィルタ1の等
価回路が図6および図7に示される。図6において、R
S ,L S ,C S はそれぞれ共振モードにおける等価抵
抗,等価インダクタンス,等価容量であり、R a
a ,C a はそれぞれ反共振モードにおける等価抵抗,
等価インダクタンス,等価容量である。また、図6およ
び図7に示す等価回路において、L1 =Ls =La ,R
1 =Rs =Ra ,1/Cm =1/Ca =1/Cs であ
る。ここで、C m は結合により生じる等価容量であり、
o は各共振子間の並列容量である。この弾性表面波フ
ィルタ1は、たとえば帯域通過型フィルタとして形成さ
れる。
【0004】このような弾性表面波フィルタ1を使用す
るとき、特に移動体通信機市場においては、さらに急峻
な選択度つまり良好なシェープファクタが要求される場
合が多い。このような場合、複数の弾性表面波フィルタ
1を縦続接続して、選択度を急峻にする方法が一般的に
行われている。ところが、複数の弾性表面波フィルタ1
を複数縦続接続すると、選択度が急峻になると同時に、
通過帯域幅も必要以上に狭くなってしまう。
【0005】そこで、図8に示すように、入力端子6と
出力端子7との間に静電容量9を橋絡接続することが考
えられる。このような弾性表面波フィルタ1の等価回路
は、図9および図10に示すように、入出力間に静電容
量CB が接続された回路となる。この弾性表面波フィル
タ1では、静電容量9が形成されていないものに比べ
て、通過帯域幅を狭くすることなく、選択度を急峻にす
ることができる。この静電容量9は、たとえば圧電体基
板2上に形成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】2つの弾性表面波フィ
ルタ1を縦続接続する場合を考えてみると、図11に示
すように、同一基板2上の静電容量9に配線するため
に、インタディジタルトランスデューサ4の上を越えて
ワイヤボンディングする方法が採られている。このよう
な場合、弾性表面波フィルタ1で励起される弾性表面波
が他方の弾性表面波フィルタ1に影響を及ぼすことがあ
る。それを防ぐために、2つの弾性表面波フィルタ1間
にダンピング剤を塗布することが通常行われる。
【0007】ところが、ワイヤボンディングは前記ダン
ピング剤が塗布される部分をさけて行うために、圧電体
基板2の面積を大きくしなければならず、弾性表面波フ
ィルタが大型化してしまう。また、インタディジタルト
ランスデューサ4上を越えるワイヤボンディングは、製
造上および電気的特性上好ましくない。そこで、圧電体
基板2上に電極を引き回すことによって静電容量9を接
続することが考えられるが、この場合も圧電体基板2の
面積が大きくなり、引き回し電極で生じるインダクタン
スの影響がある。
【0008】それゆえに、この発明の主たる目的は、大
型化することなく、製造が簡単で、通過帯域幅を狭くせ
ずに急峻な選択度を得ることができる、弾性表面波フィ
ルタを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、圧電基板
と、圧電基板上に形成され、交互に交差する複数のくし
形電極からなるインタディジタルトランスデューサとリ
フレクタとで形成される一方の弾性表面波共振子と、圧
電体基板上に形成され、交互に交差する複数のくし形電
極からなるインタディジタルトランスデューサとリフレ
クタとで形成される他方の弾性表面波共振子と、一方の
弾性表面波共振子のくし形電極の一方に接続される入力
端子と、他方の弾性表面波共振子のくし形電極の一方に
接続される出力端子と、一方の弾性表面波素子のくし形
電極の他方および他方の弾性表面波共振子のくし形電極
の他方に接続されるアース端子を含み、アース端子に接
続された2つのくし形電極が互いに隣接するように、圧
電体基板上の1つの直線に対して一方の弾性表面波共振
子および他方の弾性表面波共振子が線対称となるように
対向して形成された弾性表面波フィルタであって、一方
の弾性表面波素子のくし形電極の他方の一部および他方
の弾性表面波共振子のくし形電極の他方の一部に削除部
を形成し、入力端子に接続された前記くし形電極の一部
または前記出力端子に接続されたくし形電極の一部のう
ち少なくとも一方を削除部を通って延伸させ互いに交差
させることによって入力端子と出力端子との間に静電容
量を橋絡接続した、弾性表面波フィルタである。
【0010】
【作用】圧電体基板上の1つの直線に対して2つの弾性
表面波共振子が線対称となるように形成され、しかもア
ース端子に接続されたくし形電極が隣接するように配置
されることにより、逆相配置型の弾性表面波フィルタが
形成される。このような弾性表面波フィルタにおいて、
2つの弾性表面波共振子のインタディジタルトランスデ
ューサのくし形電極の一部を交差させることによって、
静電容量が形成される。この静電容量は、入力端子と出
力端子との間に橋絡接続される。
【0011】
【発明の効果】この発明によれば、弾性表面波フィルタ
の入出力間に静電容量が橋絡接続されているため、通過
帯域幅を狭くすることなく選択度を急峻にすることがで
きる。しかも、この静電容量はインタディジタルトラン
スデューサのくし形電極の一部を交差させることによっ
て形成されるため、ワイヤボンディングや引き回し電極
などによらずに静電容量を形成することができる。した
がって、圧電体基板の面積を大きくする必要がなく、弾
性表面波フィルタが大型化しない。また、ワイヤボンデ
ィングや引き回し電極によるインダクタンスなどの影響
を避けることができる。しかも、この弾性表面波フィル
タは、静電容量を形成しない従来の弾性表面波フィルタ
と同様の方法で製造することができる。
【0012】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0013】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す図解図であ
る。弾性表面波フィルタ10は圧電体基板12を含む。
圧電体基板12の材料としては、たとえばSTカット水
晶などが用いられる。圧電体基板12上には、2つの弾
性表面波共振子14,16が形成される。一方の弾性表
面波共振子14は、インタディジタルトランスデューサ
18を含み、このインタディジタルトランスデューサ1
8の両側に2つのリフレクタ20,22が形成される。
【0014】インタディジタルトランスデューサ18
は、圧電体基板12の長手方向の中央部に形成される。
インタディジタルトランスデューサ18は、2つのくし
形電極18aおよび18bが交互に交差するように形成
される。そして、一方のくし形電極18aは入力端子2
4に接続され、他方のくし形電極18bはアース端子2
6に接続される。
【0015】リフレクタ20,22は、インタディジタ
ルトランスデューサ18を中心として、圧電体基板12
の長手方向の両側に形成される。リフレクタ20,22
は、圧電体基板12の幅方向に延びる複数の電極を有
し、これらの電極がアース端子26に接続される。イン
タディジタルトランスデューサ18およびリフレクタ2
0,22は、たとえばアルミニウムなどで形成される。
【0016】他方の弾性表面波共振子16も、弾性表面
波共振子14と同様に、インタディジタルトランスデュ
ーサ28を含み、その両側にリフレクタ30,32が形
成される。インタディジタルトランスデューサ28は2
つのくし形電極28a,28bを含む。そして、一方の
くし形電極28aが出力端子34に接続され、他方のく
し形電極28bがアース端子26に接続される。また、
リフレクタ30,32は、アース端子26に接続され
る。この弾性表面波共振子16は、圧電体基板12上の
1つの直線に対して、別の弾性表面波共振子14と線対
称になるように対向して形成される。このとき、アース
端子26に接続された2つのくし形電極18b,28b
が互いに隣接するように、2つの弾性表面波共振子1
4,16が形成される。
【0017】一方の弾性表面波共振子14のインタディ
ジタルトランスデューサ18と他方の弾性表面波共振子
16のインタディジタルトランスデューサ28とは、そ
の中央付近で、互いのくし形電極18aと28aとが交
差するように形成される。それによって、くし形電極1
8a,28a間に静電容量36が形成される。この静電
容量36は、入力端子24と出力端子34との間に橋絡
接続されている。なお、静電容量36部分のくし形電極
18a,28aのピッチについては、インタディジタル
トランスデューサ18,28と同じにする必要はない。
少ない面積で静電容量36を形成するには、くし形電極
18a,28aのピッチを小さくするほうが好ましい。
このような弾性表面波フィルタ10では、2つの弾性表
面波共振子14,16が音響的に結合し、入力端子24
に入力された信号によって一方のインタディジタルトラ
ンスデューサ18で弾性表面波が励振されると、その弾
性表面波によって他方のインタディジタルトランスデュ
ーサ28で信号に変換され、出力端子34から信号が出
力される。このとき、入力側と出力側の信号の位相の関
係により、対称共振モードや反対称共振モードの弾性表
面波が励振される。しかも、2つのインタディジタルト
ランスデューサ18,28が線対称となるように形成さ
れ、しかもアース端子26に接続されたくし形電極18
b,28bが隣接していることにより、逆相配置型の弾
性表面波フィルタが形成される。この弾性表面波フィル
タ10の等価回路は、図9および図10に示された等価
回路と同じである。図9において、R S ,L S ,C S
それぞれ共振モードにおける等価抵抗,等価インダクタ
ンス,等価容量であり、R a ,L a ,C a はそれぞれ反
共振モードにおける等価抵抗,等価インダクタンス,等
価容量である。また、図9および図10に示す等価回路
において、L 1 =L s =L a ,R 1 =R s =R a ,1/
m =1/C a =1/C s である。ここで、C m は結合
により生じる等価容量であり、C o は各共振子間の並列
容量である。また、C B は、入力端子24と出力端子3
4との間の静電容量36を示す。
【0018】図2は図1に示す弾性表面波フィルタ10
を2つ縦続接続した状態を示す平面図である。この縦続
接続した弾性表面波フィルタ10の周波数特性を図3に
示す。また、静電容量の形成されていない従来の弾性表
面波フィルタを2つ縦続接続したものの周波数特性を図
4に示す。図3および図4からわかるように、この発明
の弾性表面波フィルタ10は、従来のものに比べて、急
峻な選択度を有する。しかも、その通過帯域幅は、従来
の弾性表面波フィルタとほぼ同じである。
【0019】この弾性表面波フィルタ10では、インタ
ディジタルトランスデューサ18,28を利用して静電
容量36を形成しているため、ワイヤボンディングや引
き回し電極を形成する必要がない。そのため、基板12
を大型化する必要がなく、従来の弾性表面波フィルタと
同じ大きさにすることができ、弾性表面波フィルタ10
を大型化しなくてもよい。また、この弾性表面波フィル
タ10では、ワイヤボンディングや引き回し電極による
インダクタンスの影響を受けることがない。
【0020】また、この弾性表面波フィルタ10では、
インタディジタルトランスデューサ18のくし形電極1
8aとインタディジタルトランスデューサ28のくし形
電極28aとを利用して静電容量36を形成しているた
め、従来の静電容量が形成されていない弾性表面波フィ
ルタと同様の工程で製造することができる。
【0021】なお、図3の周波数特性では、弾性表面波
フィルタを2段縦続接続した場合の特性を示したが、弾
性表面波フィルタは1段だけの場合、または3段以上縦
続接続した場合においても、同様の効果を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図2】図1に示す弾性表面波フィルタを2段縦続接続
した状態を示す図解図である。
【図3】図2に示す弾性表面波フィルタの周波数特性を
示すグラフである。
【図4】従来の弾性表面波フィルタの周波数特性を示す
グラフである。
【図5】従来の弾性表面波フィルタの一例を示す図解図
である。
【図6】図5に示す従来の弾性表面波フィルタの等価回
路図である。
【図7】図6に示す等価回路と同等の等価回路図であ
る。
【図8】従来の弾性表面波フィルタの他の例を示す図解
図である。
【図9】図8に示す弾性表面波フィルタの等価回路図で
ある。
【図10】図9に示す等価回路と同等の等価回路図であ
る。
【図11】図8に示す従来の弾性表面波フィルタを2段
縦続接続した状態を示す図解図である。
【符号の説明】
10 弾性表面波フィルタ 12 圧電体基板 14 弾性表面波共振子 16 弾性表面波共振子 18 インタディジタルトランスデューサ 20 リフレクタ 22 リフレクタ 24 入力端子 28 インタディジタルトランスデューサ 30 リフレクタ 32 リフレクタ 34 出力端子 36 静電容量

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板、 前記圧電基板上に形成され、交互に交差する複数のくし
    形電極からなるインタディジタルトランスデューサとリ
    フレクタとで形成される一方の弾性表面波共振子、 前記圧電体基板上に形成され、交互に交差する複数のく
    し形電極からなるインタディジタルトランスデューサと
    リフレクタとで形成される他方の弾性表面波共振子、 前記一方の弾性表面波共振子の前記くし形電極の一方に
    接続される入力端子、 前記他方の弾性表面波共振子の前記くし形電極の一方に
    接続される出力端子、 前記一方の弾性表面波素子の前記くし形電極の他方およ
    び前記他方の弾性表面波共振子の前記くし形電極の他方
    に接続されるアース端子を含み、 前記アース端子に接続された2つの前記くし形電極が互
    いに隣接するように、前記圧電体基板上の1つの直線に
    対して前記一方の弾性表面波共振子および前記他方の弾
    性表面波共振子が線対称となるように対向して形成され
    た弾性表面波フィルタであって、前記一方の弾性表面波素子の前記くし形電極の他方の一
    部および前記他方の弾性表面波共振子の前記くし形電極
    の他方の一部に削除部を形成し、 前記入力端子に接続された前記くし形電極の一部または
    前記出力端子に接続されたくし形電極の一部のうち少な
    くとも一方を前記削除部を通って延伸させ互いに交差さ
    せることによって前記入力端子と前記出力端子との間に
    静電容量を橋絡接続した、弾性表面波フィルタ。
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