JP6747387B2 - High frequency module - Google Patents
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Description
本発明は、高周波モジュールに関する。 The present invention relates to a high frequency module.
従来、移動体通信機器の回路モジュールとして、弾性表面波(Surface Acoustic Wave:SAW)フィルタが使用された高周波モジュールが開発されている。近年の通信周波数帯域の広帯域化に伴い、高周波モジュールの受信感度の向上のため、受信回路モジュールには低損失かつ低雑音化の要求が高まっている。そのため、高周波モジュールでは弾性表面波フィルタの後段または前段に他の部品を備えている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a high frequency module using a surface acoustic wave (SAW) filter has been developed as a circuit module of a mobile communication device. With the widening of communication frequency band in recent years, there is an increasing demand for low loss and low noise in the receiving circuit module in order to improve the receiving sensitivity of the high frequency module. Therefore, the high-frequency module is provided with other components at the rear stage or the front stage of the surface acoustic wave filter (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の高周波モジュールでは、弾性表面波フィルタの後段に低雑音増幅器(Low Noise Amplifier:LNA)が接続されている。一般的に、高周波モジュールにおいて雑音特性を向上するためには、低雑音増幅器に接続された側の弾性表面波フィルタの出力端におけるインピーダンス(出力インピーダンス)が低雑音増幅器の入力端におけるインピーダンス(入力インピーダンス)に整合するように、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを調整している。
In the high frequency module described in
弾性表面波フィルタの出力インピーダンスの調整は、一般的に、弾性表面波フィルタを構成する共振子におけるIDT(InterDigital Transducer)電極の交叉幅、または、IDT電極における電極指の対数を変更することにより行われている。 The output impedance of the surface acoustic wave filter is generally adjusted by changing the crossing width of the IDT (Inter Digital Transducer) electrode in the resonator forming the surface acoustic wave filter or the number of pairs of electrode fingers in the IDT electrode. It is being appreciated.
しかし、IDT電極の交叉幅を変更することで弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを調整する場合、交叉幅が大きいときにはIDT電極を構成する電極指の抵抗が大きくなるため、信号損失が大きくなる。また、交叉幅が小さいときには、IDT電極において回折損が発生するため、信号損失が大きくなる。したがって、IDT電極の交叉幅を変更して弾性表面波フィルタの低雑音化を図る場合には、高周波モジュールの低損失化を図ることが難しくなる。 However, when the output impedance of the surface acoustic wave filter is adjusted by changing the crossing width of the IDT electrode, when the crossing width is large, the resistance of the electrode fingers forming the IDT electrode becomes large, resulting in a large signal loss. Further, when the crossing width is small, diffraction loss occurs in the IDT electrode, resulting in a large signal loss. Therefore, when the cross width of the IDT electrode is changed to reduce the noise of the surface acoustic wave filter, it is difficult to reduce the loss of the high frequency module.
また、IDT電極における電極指の対数を変更することで弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを調整する場合、電極指の対数が大きいときには、弾性表面波フィルタの周波数帯域の形成に必要な共振モードの間隔が狭くなるため、弾性表面波フィルタの通過帯域幅が狭くなる。また、電極指の対数が小さいときには、当該共振モードの間隔が広くなり、電圧定在波比(Voltage Standing Wave Ratio:VSWR)の特性が劣化し、信号損失が大きくなる。したがって、IDT電極における電極指の対数を変更して弾性表面波フィルタの低雑音化を図る場合にも、高周波モジュールの低損失化を図ることが難しくなる。 Further, when the output impedance of the surface acoustic wave filter is adjusted by changing the number of pairs of electrode fingers in the IDT electrode, when the number of pairs of electrode fingers is large, the interval of the resonance mode necessary for forming the frequency band of the surface acoustic wave filter. Is narrowed, the pass band width of the surface acoustic wave filter is narrowed. Further, when the number of pairs of electrode fingers is small, the interval between the resonance modes becomes wide, the characteristics of the voltage standing wave ratio (VSWR) deteriorate, and the signal loss increases. Therefore, even when the number of pairs of electrode fingers in the IDT electrode is changed to reduce the noise of the surface acoustic wave filter, it is difficult to reduce the loss of the high frequency module.
上記課題に鑑み、本発明は、低損失化および低雑音化の両方を実現することができる高周波モジュールを提供することを目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a high frequency module that can realize both low loss and low noise.
上記目的を達成するために、本発明にかかる高周波モジュールの一態様は、複数の共振子を備える縦結合型の弾性表面波フィルタと、前記弾性表面波フィルタに接続され、前記弾性表面波フィルタを通過した高周波信号を増幅する低雑音増幅器とを備え、前記低雑音増幅器に接続された前記弾性表面波フィルタの入力インピーダンスと出力インピーダンスとは異なっており、スミスチャートにおいて、前記弾性表面波フィルタの通過帯域における前記出力インピーダンスは、前記低雑音増幅器の利得が最大となるときの前記弾性表面波フィルタの出力インピーダンスである第1の出力インピーダンスと、前記低雑音増幅器の雑音指数が最小となるときの前記弾性表面波フィルタの出力インピーダンスである第2の出力インピーダンスとの間の領域に存在する。 In order to achieve the above object, one aspect of a high-frequency module according to the present invention is a longitudinally coupled surface acoustic wave filter including a plurality of resonators, and the surface acoustic wave filter is connected to the surface acoustic wave filter. A low noise amplifier for amplifying the passed high frequency signal, wherein the input impedance and the output impedance of the surface acoustic wave filter connected to the low noise amplifier are different, and in the Smith chart, the passage of the surface acoustic wave filter. The output impedance in the band is the first output impedance which is the output impedance of the surface acoustic wave filter when the gain of the low noise amplifier is maximum and the output impedance when the noise figure of the low noise amplifier is minimum. It exists in a region between the output impedance of the surface acoustic wave filter and the second output impedance.
これにより、スミスチャートにおいて、低雑音増幅器の利得が最大となるときの弾性表面波フィルタの出力インピーダンスと、低雑音増幅器の雑音指数が最小となるときの弾性表面波フィルタの出力インピーダンスとの間で、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを調整するので、弾性表面波フィルタおよび高周波モジュールの低損失化および低雑音化の両方を実現することができる。 Thus, in the Smith chart, between the output impedance of the surface acoustic wave filter when the gain of the low noise amplifier is maximum and the output impedance of the surface acoustic wave filter when the noise figure of the low noise amplifier is minimum. Since the output impedance of the surface acoustic wave filter is adjusted, it is possible to realize both low loss and low noise of the surface acoustic wave filter and the high frequency module.
また、前記弾性表面波フィルタは、スミスチャートにおいて、前記弾性表面波フィルタの通過帯域における前記出力インピーダンスを前記領域に調整するための電極パラメータを有してもよい。 Further, the surface acoustic wave filter may have an electrode parameter for adjusting the output impedance in the pass band of the surface acoustic wave filter to the region on the Smith chart.
これにより、弾性表面波フィルタにおいて電極パラメータを調整することにより、低損失化および低雑音化の両方を実現することができる。 As a result, by adjusting the electrode parameters in the surface acoustic wave filter, both low loss and low noise can be realized.
また、前記弾性表面波フィルタの出力端子に接続された少なくとも1つの前記共振子のIDT電極は、間引き電極を有し、前記電極パラメータは、前記間引き電極の本数であってもよい。 Further, at least one IDT electrode of the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter may include a thinning electrode, and the electrode parameter may be the number of the thinning electrodes.
これにより、間引き電極の本数を調整することにより、間引き電極が形成された共振子の容量性のインピーダンスを調整することができる。したがって、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを調整することができる。 Accordingly, by adjusting the number of thinning electrodes, the capacitive impedance of the resonator in which the thinning electrodes are formed can be adjusted. Therefore, the output impedance of the surface acoustic wave filter can be adjusted.
また、前記間引き電極は、前記共振子の中央部分に設けられていてもよい。 Further, the thinning electrode may be provided in a central portion of the resonator.
これにより、共振モードに対する影響の少ない、共振子の中央部分に間引き電極を設けることにより、弾性表面波フィルタの低損失化を図ることができる。 Accordingly, by providing the thinned electrode in the central portion of the resonator, which has less influence on the resonance mode, it is possible to reduce the loss of the surface acoustic wave filter.
また、前記間引き電極は、前記共振子の中央部分の46%の範囲に設けられていてもよい。 Further, the thinning electrode may be provided in a range of 46% of a central portion of the resonator.
これにより、共振モードに対する影響の少ない、共振子の中央部分の所定領域に間引き電極を設けることにより、さらに弾性表面波フィルタの低損失化を図ることができる。 Accordingly, by providing the thinned electrode in a predetermined region of the central portion of the resonator, which has a small effect on the resonance mode, it is possible to further reduce the loss of the surface acoustic wave filter.
また、前記弾性表面波フィルタの出力端子に接続された前記共振子のIDT電極は、交叉幅方向に分割されており、前記電極パラメータは、前記IDT電極の交叉幅方向の分割数であってもよい。 Further, the IDT electrode of the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter is divided in the cross width direction, and the electrode parameter is the number of divisions of the IDT electrode in the cross width direction. Good.
これにより、IDT電極が分割された共振子の回折損による影響を受けることなく、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを調整することができる。 As a result, the output impedance of the surface acoustic wave filter can be adjusted without being affected by the diffraction loss of the resonator obtained by dividing the IDT electrode.
また、前記電極パラメータは、前記弾性表面波フィルタの入力端子に接続された前記共振子におけるメイン波長の平均値である第1のメイン波長と、前記弾性表面波フィルタの出力端子に接続された前記共振子におけるメイン波長の平均値である第2のメイン波長であり、前記第1のメイン波長と前記第2のメイン波長とは異なっていてもよい。 The electrode parameter is a first main wavelength that is an average value of main wavelengths of the resonators connected to an input terminal of the surface acoustic wave filter, and the electrode connected to an output terminal of the surface acoustic wave filter. It is a second main wavelength that is an average value of main wavelengths in the resonator, and the first main wavelength and the second main wavelength may be different.
これにより、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを50Ωから変更させることができる。したがって、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを変更して、弾性表面波フィルタと低雑音増幅器とのインピーダンスを整合させることができる。 As a result, the output impedance of the surface acoustic wave filter can be changed from 50Ω. Therefore, the output impedance of the surface acoustic wave filter can be changed to match the impedances of the surface acoustic wave filter and the low noise amplifier.
また、前記電極パラメータは、前記弾性表面波フィルタの入力端子に接続された前記共振子におけるメイン波長の平均値である第1のメイン波長に対する、前記弾性表面波フィルタの出力端子に接続された前記共振子におけるメイン波長の平均値である第2のメイン波長の比であるメイン波長比であり、前記メイン波長比は、1.01以上であってもよい。 Further, the electrode parameter is connected to an output terminal of the surface acoustic wave filter for a first main wavelength that is an average value of main wavelengths of the resonators connected to an input terminal of the surface acoustic wave filter. The main wavelength ratio is a ratio of a second main wavelength that is an average value of main wavelengths in the resonator, and the main wavelength ratio may be 1.01 or more.
これにより、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを50Ωよりも高くすることができる。したがって、弾性表面波フィルタと低雑音増幅器とのインピーダンスをより整合させることができる。 Thereby, the output impedance of the surface acoustic wave filter can be made higher than 50Ω. Therefore, the impedances of the surface acoustic wave filter and the low noise amplifier can be more matched.
また、前記電極パラメータは、前記弾性表面波フィルタの出力端子に接続された前記共振子におけるメインデューティであり、前記メインデューティは、0.55より大きく0.75より小さくてもよい。 The electrode parameter is a main duty of the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter, and the main duty may be larger than 0.55 and smaller than 0.75.
これにより、弾性表面波フィルタの出力端子に接続された共振子のメインデューティを増減することにより、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを増減することができる。また、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを50Ωから変更させることができので、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを変更して、弾性表面波フィルタと低雑音増幅器とのインピーダンスを整合させることができる。 Thus, the output impedance of the surface acoustic wave filter can be increased or decreased by increasing or decreasing the main duty of the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter. Further, since the output impedance of the surface acoustic wave filter can be changed from 50Ω, the output impedance of the surface acoustic wave filter can be changed to match the impedances of the surface acoustic wave filter and the low noise amplifier.
また、前記弾性表面波フィルタにおいて、前記弾性表面波フィルタの出力端子に接続された前記共振子のIDT電極と、前記弾性表面波フィルタの出力端子との間の配線は、基板上に形成された層間絶縁膜の上に形成されていてもよい。 Further, in the surface acoustic wave filter, the wiring between the IDT electrode of the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter and the output terminal of the surface acoustic wave filter is formed on a substrate. It may be formed on the interlayer insulating film.
これにより、配線と基板との容量結合を小さくすることにより、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを誘導性のインピーダンスへ調整することができる。 As a result, the output impedance of the surface acoustic wave filter can be adjusted to an inductive impedance by reducing the capacitive coupling between the wiring and the substrate.
また、前記弾性表面波フィルタの出力端子に接続された前記共振子のIDT電極は、基板上に形成された第1の電極層と、前記第1の電極層の上に形成された第2の電極層とを有し、前記層間絶縁膜が配置された位置における前記配線は、前記第1の電極層と前記第2の電極層とで構成されていてもよい。 The IDT electrode of the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter has a first electrode layer formed on a substrate and a second electrode layer formed on the first electrode layer. The wiring may include an electrode layer, and the wiring at a position where the interlayer insulating film is arranged may be configured by the first electrode layer and the second electrode layer.
これにより、配線と基板との容量結合の減少幅が小さいので、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを誘導性のインピーダンスへ小さい調整量で調整することができる。 As a result, the reduction in the capacitive coupling between the wiring and the substrate is small, so that the output impedance of the surface acoustic wave filter can be adjusted to the inductive impedance with a small adjustment amount.
また、前記層間絶縁膜が配置された位置における前記配線は、前記第1の電極層に代えて前記層間絶縁膜を有してもよい。 Further, the wiring at the position where the interlayer insulating film is arranged may have the interlayer insulating film instead of the first electrode layer.
これにより、配線と基板との容量結合をより小さくすることができるので、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスをより誘導性側へ調整することができる。 As a result, the capacitive coupling between the wiring and the substrate can be further reduced, so that the output impedance of the surface acoustic wave filter can be adjusted to a more inductive side.
本発明によれば、低損失化および低雑音化の両方を実現することができる高周波モジュールを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a high-frequency module capable of realizing both low loss and low noise.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. It should be noted that each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Therefore, numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions of constituent elements, connection forms, and the like shown in the following embodiments are merely examples and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, the constituent elements that are not described in the independent claims showing the highest concept of the present invention are described as arbitrary constituent elements.
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。また、図示した電極構造では、本発明の理解を容易とするために、共振子および反射器における電極指の本数を実際の電極指の本数よりも少なく図示している。また、図示したスミスチャートでは、弾性表面波フィルタの通過帯域における出力インピーダンスの部分を太線で示している。 In addition, each drawing is a schematic view and is not necessarily strictly illustrated. In each drawing, substantially the same components are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted or simplified. Further, in the illustrated electrode structure, the number of electrode fingers in the resonator and the reflector is illustrated to be smaller than the actual number of electrode fingers in order to facilitate understanding of the present invention. Further, in the illustrated Smith chart, the output impedance portion in the pass band of the surface acoustic wave filter is indicated by a thick line.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1について、図1〜図11Cを用いて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter,
[1.高周波モジュールの構成]
はじめに、本実施の形態にかかる高周波モジュール1の構成について説明する。図1は、本実施の形態にかかる高周波モジュール1の構成を示す概念図である。
[1. Configuration of high frequency module]
First, the configuration of the
図1に示すように、本実施の形態にかかる高周波モジュール1は、弾性表面波フィルタ10と低雑音増幅器20とを備えている。弾性表面波フィルタ10は、一端が高周波モジュール1の入力端子INに接続され、他端が低雑音増幅器20に接続されている。低雑音増幅器20は、受信後の微弱な電波をできるだけ雑音を増加させずに増幅する増幅器である。
As shown in FIG. 1, the
なお、弾性表面波フィルタ10において、入力インピーダンスとは、高周波モジュール1の入力端子IN側から弾性表面波フィルタ10をみたときの弾性表面波フィルタ10のインピーダンスのことをいう。つまり、図1に矢印で示したSAW入力側インピーダンスのことをいう。また、出力インピーダンスとは、高周波信号の出力先である低雑音増幅器20が接続された側の端子(図示せず)から、弾性表面波フィルタ10をみたときの弾性表面波フィルタ10インピーダンスのことをいう。つまり、図1に矢印で示したSAW出力側インピーダンスのことをいう。低雑音増幅器20に接続された弾性表面波フィルタ10は、入力インピーダンスと出力インピーダンスとが異なっている。
In the surface
[2.弾性表面波フィルタの構成]
図2Aは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成を示す概略図である。図2Bは、図2Aに示した弾性表面波フィルタの構成の基本構成を示す概略図である。
[2. Structure of surface acoustic wave filter]
FIG. 2A is a schematic diagram showing the configuration of the surface acoustic wave filter according to the present embodiment. FIG. 2B is a schematic diagram showing the basic configuration of the surface acoustic wave filter shown in FIG. 2A.
弾性表面波フィルタ10は、縦結合型の弾性表面波フィルタである。図2Aに示すように、弾性表面波フィルタ10は、入力端子11と出力端子12との間に、共振子13、共振子14および共振子15と、反射器16および反射器17とを備えている。共振子13、共振子14および共振子15は、反射器16側から反射器17側へと、この順に配置されている。
The surface
図2Bに示すように、共振子13は、2つのIDT電極130aおよび130bが組み合わされた構成をしている。共振子13のIDT電極130aは、入力端子11に接続されている。IDT電極130bは、グランドに接続されている。同様に、共振子15は、2つのIDT電極150aおよび150bが組み合わされた構成をしている。共振子15のIDT電極150aは、入力端子11に接続されている。IDT電極150bは、グランドに接続されている。
As shown in FIG. 2B, the
また、共振子13と共振子15との間に配置された共振子14は、2つのIDT電極140aおよび140bが組み合わされた構成をしている。共振子14のIDT電極140aは、グランドに接続されている。IDT電極140bは、出力端子12に接続されている。なお、共振子14の構成については、後に詳述する。
Further, the
また、反射器16は、2つのバスバー電極16aおよびバスバー電極16bと、バスバー電極16aとバスバー電極16bとの間に複数設けられ、バスバー電極16aおよびバスバー電極16bにそれぞれ両端が接続された電極指16cとを備えている。同様に、反射器17は、2つのバスバー電極17aおよびバスバー電極17bと、バスバー電極17aとバスバー電極17bとの間に複数設けられ、バスバー電極17aおよびバスバー電極17bにそれぞれ両端が接続された電極指17cとを備えている。
Further, the
ここで、共振子の構成について、一般的な共振子100を用いてより詳細に説明する。図3は、一般的な弾性表面波フィルタの構成を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)に示した一点鎖線における矢視断面図である。
Here, the configuration of the resonator will be described in more detail using the
図3の(a)および(b)に示すように、共振子100は、圧電基板123と、櫛形形状を有するIDT電極101aおよびIDT電極101bとで構成されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
圧電基板123は、例えば、所定のカット角で切断されたLiNbO3の単結晶からなる。圧電基板123では、所定の方向に弾性表面波が伝搬する。 The piezoelectric substrate 123 is made of, for example, a single crystal of LiNbO 3 cut at a predetermined cut angle. In the piezoelectric substrate 123, surface acoustic waves propagate in a predetermined direction.
図3の(a)に示すように、圧電基板123の上には、対向する一対のIDT電極101aおよびIDT電極101bが形成されている。IDT電極101aは、互いに平行な複数の電極指110aと、複数の電極指110aを接続するバスバー電極111aとで構成されている。また、IDT電極101bは、互いに平行な複数の電極指110bと、複数の電極指110bを接続するバスバー電極111bとで構成されている。IDT電極101aとIDT電極101bとは、IDT電極101aの複数の電極指110aのそれぞれの間に、IDT電極101bの複数の電極指110bのそれぞれが配置される構成となっている。
As shown in FIG. 3A, a pair of opposing
また、IDT電極101aおよびIDT電極101bは、図3の(b)に示すように、密着層124aと主電極層124bとが積層された構造となっている。
Further, the
密着層124aは、圧電基板123と主電極層124bとの密着性を向上させるための層であり、材料としては、例えば、NiCrが用いられる。
The
主電極層124bは、材料として、例えば、Ptが用いられる。主電極層124bは、1つの層で構成された単層構造であってもよいし、複数の層が積層された積層構造であってもよい。
For example, Pt is used as a material for the
保護層125は、IDT電極101aおよびIDT電極101bを覆うように形成されている。保護層125は、主電極層124bを外部環境から保護する、周波数温度特性を調整する、および、耐湿性を高めるなどを目的とする層である。保護層125は、例えば、二酸化ケイ素を主成分とする膜である。保護層125は、単層構造であってもよいし積層構造であってもよい。
The
なお、密着層124a、主電極層124bおよび保護層125を構成する材料は、上述した材料に限定されない。さらに、IDT電極101aおよびIDT電極101bは、上記積層構造でなくてもよい。IDT電極101aおよびIDT電極101bは、例えば、Ti、Al、Cu、Pt、Au、Ag、Pdなどの金属又は合金から構成されてもよく、また、上記の金属又は合金から構成される層が複数積層された積層構造で構成されてもよい。また、保護層125は、形成されていなくてもよい。
The materials forming the
ここで、IDT電極101aおよびIDT電極101bの設計パラメータについて説明する。図3の(b)に示すλは、IDT電極101aおよびIDT電極101bを構成する電極指110aおよび電極指110bのピッチという。弾性表面波フィルタのメイン波長は、IDT電極101aおよびIDT電極101bを構成する複数の電極指110aおよび電極指110bのピッチλで規定される。なお、メイン波長とは、後述するIDT電極101aおよび101bのメインピッチ領域における波長のことをいう。
Here, the design parameters of the
ピッチλとは、詳細には、同一のバスバー電極に接続された隣り合う電極指において、一方の電極指の幅の中央から他方の電極指の幅の中央までの長さのことをいう。例えば、図3の(b)では、バスバー電極111aに接続された一の電極指110aの幅の中央から、当該一の電極指110aが接続されたバスバー電極111aと同一のバスバー電極111aに接続され、一の電極指110aに隣り合う他の電極指110aの幅の中央までの長さである。
Specifically, the pitch λ is the length from the center of the width of one electrode finger to the center of the width of the other electrode finger of adjacent electrode fingers connected to the same bus bar electrode. For example, in FIG. 3B, from the center of the width of one
また、図3の(b)に示すWは、共振子100におけるIDT電極101aの電極指110aおよびIDT電極101bの電極指110bの幅のことをいう。また、図3の(b)に示すSは、電極指110aと電極指110bとの間隔のことをいう。また、図3の(a)に示すLは、IDT電極101aおよびIDT電極101bの交叉幅といい、IDT電極101aの電極指110aとIDT電極101bの電極指110bとが重複する電極指の長さのことをいう。また、対数とは、電極指110aまたは電極指110bの本数のことをいう。
W shown in FIG. 3B refers to the width of the
また、IDT電極101aおよび101bのデューティとは、電極指110aおよび110bの繰り返しピッチλに対する、電極指110aおよび110bの幅が占める割合をいう。より具体的には、IDT電極101aおよび101bのデューティとは、図3の(b)に示すように、IDT電極101aおよび101bの電極指110aおよび110bの幅をW、電極指110aと電極指110bとの間隔をSとしたときの、W/(W+S)のことをいう。また、メインデューティとは、後述するIDT電極101aおよび101bのメインピッチ領域におけるデューティのことをいう。
The duty of the
また、共振子100の中央部分とは、共振子100のIDT電極101aおよびIDT電極101bにおいて弾性表面波の伝搬方向の中央から所定の範囲の部分をいう。所定の範囲については、後に詳述するように、例えば、共振子100の全体に対して中央部分の46%をいう。所定の範囲については、適宜変更してもよい。
Further, the central portion of the
なお、共振子100の構造は、図3の(a)および(b)に記載された構造に限定されない。また、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10の構造は、上述した構成に限らない。
The structure of the
以下、共振子14の構成についてより詳細に説明する。
Hereinafter, the configuration of the
図4は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10aの構成の詳細を示す概略図である。図5は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10aにおいて、間引き電極が1本のときの共振子14aの構成を示す概略図である。図6Aは、間引き電極が2本のときの共振子14aの構成を示す概略図である。図6Bは、間引き電極が3本のときの共振子14aの構成を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing details of the configuration of the surface
図4に示すように、共振子14aは、2つのIDT電極140aおよび140bが組み合わされた構成をしている。IDT電極140aは、バスバー電極141aと、バスバー電極141aに一端が接続された複数の電極指142aを有している。同様に、IDT電極140bは、バスバー電極141bと、バスバー電極141bに一端が接続された複数の電極指142bを有している。電極指142aおよび142bのピッチは、共振子14aの両端近傍における電極指のピッチが、両端近傍以外の中央部分の電極指のピッチに比べて狭くなっている。なお、電極指のピッチが狭くなっている領域を狭ピッチ領域、その他の領域をメインピッチ領域という。狭ピッチ領域における電極指142aおよび142bの対数は、例えば3である。
As shown in FIG. 4, the
また、共振子14aは、グランドに接続されたIDT電極140aに、間引き電極143を有している。間引き電極143とは、図5の(a)に示すように、出力端子12に接続されるIDT電極140bのバスバー電極141bに接続される複数の電極指142bのうちの一部が間引きされ、図5の(b)に示すように、バスバー電極141bではなくグランドに接続されたIDT電極140aのバスバー電極141aに接続されたものをいう。
Further, the
間引き電極143を1本設ける場合には、図5の(b)に示すように、IDT電極140aでは、バスバー電極141aに接続された2本の電極指142aの間に間引き電極143aが設けられる。したがって、IDT電極140bを構成する2本の電極指142bの間には、バスバー電極141aに接続された電極指が連続して3本並ぶこととなる。
When one thinning
なお、間引き電極143の本数は、1本に限らず2本以上であってもよい。このとき、バスバー電極141bに接続された連続する2本以上の電極指142bを間引き電極143としてもよいし、連続しない2本以上の電極指142bを間引き電極143としてもよい。
The number of thinning
例えば、連続する2本の間引き電極143aおよび143bを設ける場合、図6Aに示すように、IDT電極140bを構成する2本の電極指142bの間には、バスバー電極141aに接続された電極指142aと間引き電極143aおよび143bとが連続して5本並ぶこととなる。また、連続する3本の間引き電極143a、143bおよび143cを設ける場合、図6Bに示すように、IDT電極140bを構成する2本の電極指142bの間には、バスバー電極141aに接続された電極指142aと間引き電極143a、143bおよび143cとが連続して7本並ぶこととなる。後に詳述するように、間引き電極143の本数を変更することによって、弾性表面波フィルタ10aと低雑音増幅器20の雑音指数および利得の整合をとることができる。すなわち、間引き電極の本数は、弾性表面波フィルタ10aと低雑音増幅器20の雑音指数および利得の整合をとるための電極パラメータである。
For example, when two
なお、間引き電極143は、上述のようにグランドに接続されたバスバー電極141aに接続されてもよいし、出力端子12に接続されたバスバー電極141bに接続されてもよい。
The thinning
図7は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10aの出力端子側の反射特性を示す図である。図7では、間引き電極143を0本、1本、2本、3本と連続して設けたときの弾性表面波フィルタ10aの出力端子側の反射特性を、それぞれ実線、破線、一点鎖線、2点鎖線で示している。
FIG. 7 is a diagram showing the reflection characteristics on the output terminal side of the surface
間引き電極143の本数を0本、1本、2本、3本と増加させると、図7に示すように、出力インピーダンスはスミスチャート上において容量性側に移動する。したがって、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを容量性側に変化させたいときには、間引き電極143を用いることが有効であることがわかる。また、連続して設ける間引き電極143の本数を増加することにより、出力インピーダンスをより容量性側に変化させることができる。
When the number of thinning
ここで、共振子14aにおいて、間引き電極143が設けられる位置について説明する。図8は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10aにおいて、間引き電極143aを設ける位置について説明するための、共振子14aの構成を示す概略図である。図9は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10aにおいて、間引き電極143を設ける位置と弾性表面波フィルタ10aの出力端子側の信号損失との関係を示す図である。なお、図9の縦軸は、紙面下方に向かうほど信号損失が大きく、紙面上方に向かうほど信号損失が小さいことを示している。
Here, the position where the thinning
図8に示すように、間引き電極143は、共振子14aの全体に対して中央部分に設けられる。なお、間引き電極143を設ける領域を、間引き領域とよぶ。
As shown in FIG. 8, the thinned-out
共振子14aにおいて、弾性表面波の伝搬方向の両端近傍には、上述したように狭ピッチ領域が設けられている。ここで、共振子14aにおいて間引き電極143を設ける位置を変更した場合、狭ピッチ領域において電極指142aおよび142bの配置を変更することは、共振モードに何らかの影響を与えることになると想定される。
In the
例えば、弾性表面波フィルタ10aの出力端子側のインピーダンスの整合をとるために、共振子14aの両端の所定の範囲に間引き電極143を設けた場合には、図9に示すように、弾性表面波フィルタ10aの出力端子側のインピーダンスの不整合による信号損失(不整合損失)が劣化、すなわち、大きくなっており、出力端子側のインピーダンスの整合が取れていないことがわかる。一方、共振子14aの中央部分に間引き電極143aを設けた場合には、不整合損失は小さくなり(例えば、5dB程度)、出力端子側のインピーダンスの整合が取れていることがわかる。なお、間引き電極143を設けない場合の不整合損失は5.5dB程度であり、共振子14aの中央部分に間引き電極143を設けた場合、すなわち間引き領域を共振子14の中央部分とした場合には、間引き電極143aを設けない場合と同等に不整合損失は劣化しないことがわかる。より具体的には、図9において不整合損失が劣化しないための間引き領域は、共振子14a全体に対して中央部分の46%程度である。
For example, when thinning
以上より、間引き電極143は、共振子14aの中央部分に設けるのがよい。例えば、間引き電極143は、共振子14aの中央部分の46%の範囲に設けられることとしてもよい。
From the above, the thinning
[3.弾性表面波フィルタの出力インピーダンスの調整]
次に、図1に示したように、弾性表面波フィルタ10aに低雑音増幅器20を接続する場合の、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスの調整について説明する。
[3. Adjustment of output impedance of surface acoustic wave filter]
Next, as shown in FIG. 1, adjustment of the output impedance of the surface
図10は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10aの、出力インピーダンスの調整方法を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of adjusting the output impedance of the surface
弾性表面波フィルタ10aは、図1に示したように低雑音増幅器20に接続され高周波モジュール1として使用されるため、高周波モジュール1全体の伝送特性が良くなるように、出力インピーダンスを調整する必要がある。つまり、低雑音増幅器20の入力インピーダンスに合わせて、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整する。
Since the surface
詳細には、スミスチャートにおいて、弾性表面波フィルタ10a側から低雑音増幅器20をみたときの低雑音増幅器20の入力インピーダンスの複素共役の位置に、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスが位置するように、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整する。ここで、低雑音増幅器20の入力インピーダンスとは、低雑音増幅器20の利得と雑音指数の両方の特性向上を満足する入力インピーダンスである。つまり、スミスチャートにおいて、低雑音増幅器20の利得が最大となる低雑音増幅器20の入力インピーダンスと、低雑音増幅器20の雑音指数が最小となる低雑音増幅器20の入力インピーダンスとの間の領域に位置する入力インピーダンスである。この領域に対応する複素共役の領域(図10に示すSAW出力端の狙いImp領域)に、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整する。
Specifically, in the Smith chart, the output impedance of the surface
つまり、図10に示すように、スミスチャートにおいて、弾性表面波フィルタ10aの通過帯域における出力インピーダンスが、低雑音増幅器20の利得が最大となるときの弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンス(第1の出力インピーダンス)と、低雑音増幅器20の雑音指数が最小となるときの弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンス(第2の出力インピーダンス)との間の領域(SAW出力端の狙いImp領域)に存在するように、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整する。
That is, as shown in FIG. 10, in the Smith chart, the output impedance of the surface
このとき、上述した間引き電極143を設けることにより、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整する。また、間引き電極143の本数を増減することにより、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整する。すなわち、間引き電極143の本数を、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスをSAW出力端の狙いImp領域に調整するための電極パラメータとする。また、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整するには、弾性表面波フィルタ10aの出力端子12側のIDT電極140bにおける電極指142bを、バスバー電極141aに接続して間引き電極143とするとよい。これにより、共振子14aにおいて一部の領域だけ同じ極性の電極指が並ぶため、間引き電極143を設けない場合に比べて共振子14aの容量が小さくなる。これにより、間引き電極143を設けた共振子14aが接続された、弾性表面波フィルタ10aの出力端子側のインピーダンスが変化することとなる。また、図7に示したように、間引き電極143を設けることにより、弾性表面波フィルタ10aの出力端子側のインピーダンスは、容量性側に変化することとなるため、スミスチャート上におけるSAW出力端の狙いImp領域に、弾性表面波フィルタ10aの出力端子側のインピーダンスを容易に調整することができる。
At this time, the output impedance of the surface
図11Aは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整したときの、弾性表面波フィルタ10aの通過特性を示す図である。図11Bは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整したときの、弾性表面波フィルタ10aの出力端子側の反射特性を示す図である。図11Cは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整したときの、高周波モジュール1の通過特性を示す図である。図11A〜図11Cでは、間引き電極143aを設けない場合の特性を実線、間引き電極143を設けた場合の特性を破線で示している。
FIG. 11A is a diagram showing a pass characteristic of the surface
図11Aに示すように、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整した場合、弾性表面波フィルタ10a単体では、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整しない場合に比べて挿入損失が大きくなっている。このときの弾性表面波フィルタ10aの通過帯域における出力インピーダンスは、図11Bに示すように、上述したSAW出力端の狙いImp領域に調整されている。
As shown in FIG. 11A, when the output impedance of the surface
一方、弾性表面波フィルタ10aに低雑音増幅器20を含めた高周波モジュール1全体の通過特性については、図11Cに示すように、通過帯域において挿入損失が向上していることがわかる。したがって、弾性表面波フィルタ10aにおいて、出力端子側の共振子14aに間引き電極143を設け、スミスチャート上において上述したSAW出力端の狙いImp領域に弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整することにより、弾性表面波フィルタ10aに低雑音増幅器20を含めた高周波モジュール1全体の伝送特性を向上することができる。
On the other hand, regarding the pass characteristics of the entire
[4.効果等]
以上、本実施の形態にかかる高周波モジュールによると、弾性表面波フィルタ10aにおいて、出力端子側の共振子14aに間引き電極143を設け、スミスチャート上において上述したSAW出力端の狙いImp領域に弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを調整することにより、弾性表面波フィルタ10aに低雑音増幅器20を含めた高周波モジュール1全体の伝送特性を向上することができる。
[4. Effect, etc.]
As described above, according to the high frequency module of the present embodiment, in the surface
また、このとき、連続して設けられる間引き電極143の本数を増加することにより、弾性表面波フィルタ10aの出力インピーダンスを、より容量性に変化させることができる。
At this time, the output impedance of the surface
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について、図12A〜図14Bを用いて説明する。本実施の形態にかかる高周波モジュールが実施の形態1にかかる高周波モジュール1と異なる点は、弾性表面波フィルタ10bの出力インピーダンスの調整方法として、出力端子側の共振子14bのIDT電極が、交叉幅方向に2つに分割されている点である。
(Embodiment 2)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 12A to 14B. The high-frequency module according to the present embodiment is different from the high-
はじめに、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10bの構成について説明する。図12Aは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10bの構成を示す概略図である。図12Bは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10bにおいて、共振子14bの構成を示す概略図である。
First, the configuration of the surface
図12Aに示すように、弾性表面波フィルタ10bは、共振子13、共振子14bおよび共振子15を有している。共振子13および共振子15の構成は、実施の形態1に示した共振子13および共振子15と同一であるため、説明を省略する。
As shown in FIG. 12A, the surface
共振子14bは、図12Aに示すように、交叉幅方向に2つに分割されたIDT電極を有している。つまり、共振子14bは、図12Bに示すように、交叉幅方向に直列に接続された第1のIDT電極145aと第2のIDT電極145bを有している。つまり、弾性表面波フィルタ10bにおいて、IDT電極の分割数は2である。
As shown in FIG. 12A, the
詳細には、図12Bに示すように、共振子14bは、IDT電極140a、IDT電極140bおよびIDT電極140cとが組み合わされた構成をしている。IDT電極140aは、実施の形態1に示したIDT電極140aと同様、バスバー電極141aと、バスバー電極141aに一端が接続された複数の電極指142aを有している。同様に、IDT電極140bは、バスバー電極141bと、バスバー電極141bに一端が接続された複数の電極指142bを有している。IDT電極140cは、バスバー電極141cと、バスバー電極141cに一端が接続され、バスバー電極141cからバスバー電極141aに向けて設けられた電極指142cと、バスバー電極141cに一端が接続され、バスバー電極141cからバスバー電極141bに向けて設けられた電極指142dとを有している。電極指142aと電極指142cとは、弾性表面波の伝搬方向に交互に配置されている。同様に、電極指142bと電極指142dとは、弾性表面波の伝搬方向に交互に配置されている。
Specifically, as shown in FIG. 12B, the
これにより、第1のIDT電極145aは、IDT電極140aとIDT電極140cのバスバー電極141cおよび電極指142cとで構成される。また、第2のIDT電極145bは、IDT電極140bとIDT電極140cのバスバー電極141cおよび電極指142dとで構成される。バスバー電極141cは、第1のIDT電極145aと第2のIDT電極145bに共通して用いられている。
As a result, the first IDT electrode 145a includes the
また、共振子14bにおいて、バスバー電極141aとバスバー電極141bとの間の距離は、IDT電極が交叉幅方向に分割されていない共振子14におけるバスバー電極141aとバスバー電極141bとの間の距離と同一である。つまり、第1のIDT電極145aと第2のIDT電極145bの交叉幅方向の長さは、IDT電極が交叉幅方向に分割されていない共振子14の交叉幅方向の長さよりも短くなっている。例えば、第1のIDT電極145aと第2のIDT電極145bの交叉幅方向の長さは、それぞれ、IDT電極が交叉幅方向に分割されていない場合の交叉幅方向の長さの1/2程度となっている。
In the
この構成により、以下に示すように、弾性表面波フィルタ10bの出力インピーダンスを増加することができる。
With this configuration, as shown below, the output impedance of the surface
ここで、上述した共振子14bにより弾性表面波フィルタ10bの出力インピーダンスを調整した場合の、弾性表面波フィルタ10bおよび高周波モジュール1の伝送特性について説明する。
Here, the transmission characteristics of the surface
図13は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10bの出力端子側の反射特性を示す図である。図14Aは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10bの出力端子側の通過特性を示す図である。図14Bは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10bを有する高周波モジュール1全体の出力端子側の雑音特性を示す図である。図13では、IDT電極を交叉幅方向に分割していない共振子14を用いた弾性表面波フィルタ10の特性を実線、IDT電極を交叉幅方向に分割した共振子14bを用いた弾性表面波フィルタ10bの特性を一点鎖線で示している。図14Aおよび図14Bでは、IDT電極を交叉幅方向に分割していない共振子14を用いた弾性表面波フィルタ10の特性を実線、IDT電極を交叉幅方向に分割した共振子14bを用いた弾性表面波フィルタ10bの特性を破線で示している。
FIG. 13 is a diagram showing reflection characteristics on the output terminal side of the surface
上述のように、IDT電極を交叉幅方向に分割した共振子14bを用いた弾性表面波フィルタ10bの出力インピーダンスは、図13に示すように、IDT電極を交叉幅方向に分割していない共振子14を用いた弾性表面波フィルタ10の出力インピーダンスに対して、スミスチャート上において、通過帯域における出力インピーダンスが増加する方向に移動している。
As described above, the output impedance of the surface
これは、IDT電極を2分割することにより、交叉幅方向の長さの1/2程度となった第1のIDT電極145aと第2のIDT電極145bが交叉幅方向に直列接続されたことになるため、結果としてインピーダンスが4倍程度となるためである。したがって、図13に示したように、弾性表面波フィルタ10bにおいて、出力インピーダンスは増加している。
This means that the first IDT electrode 145a and the second IDT electrode 145b, which are about half the length in the cross width direction, are connected in series in the cross width direction by dividing the IDT electrode into two. This is because the impedance becomes about four times as a result. Therefore, as shown in FIG. 13, in the surface
また、図14Aに示すように、弾性表面波フィルタ10bの出力インピーダンスを調整した場合、弾性表面波フィルタ10b単体では、弾性表面波フィルタ10bの出力インピーダンスを調整しない場合に比べて挿入損失が大きくなっている。なお、このときの弾性表面波フィルタ10bの通過帯域における出力インピーダンスは、実施の形態1において図11Bに示したSAW出力端の狙いImp領域に調整されている。
Further, as shown in FIG. 14A, when the output impedance of the surface
一方、弾性表面波フィルタ10bに低雑音増幅器20を含めた高周波モジュール1全体については、図14Bに示すように、IDT電極を2分割した弾性表面波フィルタ10bを用いると、IDT電極を2分割していない場合に比べて高周波モジュール1の通過帯域において雑音指数が低減していることがわかる。これは、IDT電極を分割した共振子14bにより弾性表面波フィルタ10bを構成することにより、弾性表面波フィルタ10bの出力インピーダンスが、スミスチャート上において低雑音増幅器20のNFサークルに近づいたため、高周波モジュール1全体の雑音特性が向上したものと考えられる。
On the other hand, for the entire
したがって、弾性表面波フィルタ10bにおいて、出力端子側の共振子14bのIDT電極を分割した構成とし、スミスチャート上においてSAW出力端の狙いImp領域に弾性表面波フィルタ10bの出力インピーダンスを調整することにより、弾性表面波フィルタ10bに低雑音増幅器20を含めた高周波モジュール1全体の伝送特性を向上することができる。
Therefore, in the surface
なお、上述した弾性表面波フィルタ10bでは、共振子14のIDT電極を2つに分割した共振子14bについてのみ説明したが、共振子14bのIDT電極の分割数は、2つに限らず、3つ以上であってもよい。
In the surface
また、上述した弾性表面波フィルタ10bでは、弾性表面波フィルタ10bの出力インピーダンスを調整するため、弾性表面波フィルタ10bの出力端子に接続された共振子14bについてIDT電極を分割した構成としたが、弾性表面波フィルタ10bの入力インピーダンスを調整する場合には、弾性表面波フィルタ10の入力端子に接続された共振子のIDT電極を分割してもよい。
Further, in the above-described surface
(実施の形態3)
次に、実施の形態3について、図15〜図18Bを用いて説明する。本実施の形態にかかる高周波モジュールが実施の形態1にかかる高周波モジュール1と異なる点は、弾性表面波フィルタ10cの出力インピーダンスの調整方法として、弾性表面波フィルタ10cの入力端子側に接続された共振子におけるメイン波長と出力端子側に接続された共振子におけるメイン波長とを調整している点である。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 15 to 18B. The high frequency module according to the present embodiment is different from the
まず、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成の一例として、共振子を3つ有する縦結合型の弾性表面波フィルタ10cについて説明する。
First, a longitudinally coupled surface
図15は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10cの構成を示す概略図である。図15に示すように、弾性表面波フィルタ10cは、縦結合型の弾性表面波フィルタである。弾性表面波フィルタ10cは、入力端子11と出力端子12との間に、共振子13、共振子14cおよび共振子15と、反射器16および反射器17とを備えている。共振子13、共振子14cおよび共振子15は、反射器16側から反射器17側へと、この順に配置されている。
FIG. 15 is a schematic diagram showing the configuration of the surface
また、共振子13と共振子15は、弾性表面波フィルタ10cの入力端子11に接続されている。共振子14cは、弾性表面波フィルタ10cの出力端子12に接続されている。弾性表面波フィルタ10cの入力端子11における入力インピーダンス、および、出力端子12における出力インピーダンスは、それぞれ50Ωである。
The
共振子13、共振子15の構成は、実施の形態1に示した弾性表面波フィルタ10と同様である。また、反射器16および反射器17の構成は、実施の形態1に示した弾性表面波フィルタ10と同様である。
The configurations of the
共振子14cは、実施の形態1に示した共振子14と同様、2つのIDT電極140aおよび140bが組み合わされた構成をしている。IDT電極140aは、バスバー電極141aと、バスバー電極141aに一端が接続された複数の電極指142aを有している。同様に、IDT電極140bは、バスバー電極141bと、バスバー電極141bに一端が接続された複数の電極指142bを有している。
弾性表面波フィルタ10cの入力端子11に接続された共振子13および共振子15と、弾性表面波フィルタ10cの出力端子12に接続された共振子14cとは、メイン波長の平均値が異なっている。なお、出力端子12に接続された共振子14cについては、出力端子12に接続された共振子は1つのみであるため、共振子14cのメイン波長そのものがメイン波長の平均値である。共振子13および共振子15のメイン波長は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
The
例えば、共振子13および共振子15におけるメイン波長は、それぞれ4.515μm、4.525μmであり、これらのメイン波長の平均値は4.520μmとしてもよい。また、共振子14cのメイン波長は、4.542μmとしてもよい。また、このとき、弾性表面波フィルタ10cの出力端子12に接続された共振子14cにおけるメイン波長の平均値の、弾性表面波フィルタ10cの入力端子11に接続された共振子13および15におけるメイン波長の平均値に対する比(メイン波長比)は、1.005である。
For example, the main wavelengths of the
なお、弾性表面波フィルタ10cの入力端子11に接続された共振子13および共振子15のメイン波長の平均値は、本発明における第1のメイン波長に相当する。また、弾性表面波フィルタ10cの出力端子12に接続された共振子14cのメイン波長の平均値は、本発明における第2のメイン波長に相当する。
The average value of the main wavelengths of the
このように、弾性表面波フィルタ10cの入力端子11に接続された共振子13および共振子15のメイン波長の平均値(第1のメイン波長)に対する、弾性表面波フィルタ10cの出力端子12に接続された共振子14cのメイン波長の平均値(第2のメイン波長)の比(メイン波長比)を変えることにより、以下に説明するように、弾性表面波フィルタ10cの出力インピーダンスを調整することができる。
In this way, the
以下、上述したようにメイン波長比を変更することにより弾性表面波フィルタ10cの出力インピーダンスを調整した場合の、弾性表面波フィルタ10cの伝送特性について説明する。図16Aおよび図16Bでは、弾性表面波フィルタ10cにおいてメイン波長比を1.005、1.008、1.012としたときの、弾性表面波フィルタ10cの伝送特性について説明する。
Hereinafter, the transmission characteristics of the surface
図16Aは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10cの出力端子側の反射特性を示す図である。図16Bは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10cの出力端子側の通過特性を示す図である。図16Aおよび図16Bでは、メイン波長比を1.005、1.008、1.012としたときの弾性表面波フィルタ10cの特性を、それぞれ実線、一点鎖線、破線で示している。
FIG. 16A is a diagram showing reflection characteristics on the output terminal side of the surface
メイン波長比を1.005、1.008、1.012としたときの弾性表面波フィルタ10cの通過帯域における出力インピーダンスは、図16Aに示すように、メイン波長比が大きくなるにつれてスミスチャートにおいて右方向に移動している。すなわち、メイン波長比を大きくするにつれて、弾性表面波フィルタ10cの出力インピーダンスは増加することがわかる。
As shown in FIG. 16A, the output impedance in the pass band of the surface
したがって、弾性表面波フィルタ10cにおいて、共振子13、14cおよび15のメイン波長比を大きくすることにより、弾性表面波フィルタ10cの出力インピーダンスを50Ωよりも増加させることができる。
Therefore, in the surface
なお、図1に示した高周波モジュール1のように、弾性表面波フィルタ10cの後段に低雑音増幅器20を設ける場合、弾性表面波フィルタ10cの出力インピーダンスは、70Ω程度とすることが好ましい。弾性表面波フィルタ10cの出力インピーダンスを70Ω程度まで増加させるには、メイン波長比は1.01以上とすることが望ましい。
When the
また、図16Bに示すように、メイン波長比を1.005、1.008、1.012としたとき、弾性表面波フィルタ10cの通過帯域幅は拡大している。すなわち、メイン波長比を大きくするにつれて、弾性表面波フィルタ10cの通過帯域は拡大することがわかる。
Further, as shown in FIG. 16B, when the main wavelength ratio is 1.005, 1.008, and 1.012, the pass band width of the surface
また、図17は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの他の構成として、共振子を5つ有する縦結合型の弾性表面波フィルタ10dの構成を示す概略図である。
Further, FIG. 17 is a schematic diagram showing a configuration of a longitudinally coupled surface
図17に示すように、弾性表面波フィルタ10dは、入力端子11と出力端子12との間に、共振子23a、共振子24a、共振子25a、共振子26aおよび共振子27aと、反射器16および反射器17とを備えている。共振子23a、共振子24a、共振子25a、共振子26aおよび共振子27aは、反射器16側から反射器17側へと、この順に配置されている。
As shown in FIG. 17, the surface
共振子23a、共振子25aおよび共振子27aは、弾性表面波フィルタ10dの入力端子11に接続されている。共振子24aおよび共振子26aは、弾性表面波フィルタ10dの出力端子12に接続されている。弾性表面波フィルタ10dの入力端子11における入力インピーダンス、および、出力端子12における出力インピーダンスは、それぞれ50Ωである。
The
共振子23a、共振子25aおよび共振子27aの構成は、上述した弾性表面波フィルタ10cの共振子13と同様である。また、共振子24aおよび共振子26aの構成は、上述した弾性表面波フィルタ10cの共振子14と同様である。
The configurations of the
弾性表面波フィルタ10dの入力端子11に接続された共振子23a、共振子25aおよび共振子27aと、弾性表面波フィルタ10dの出力端子12に接続された共振子24aおよび共振子26aとは、メイン波長の平均値が異なっている。共振子23a、共振子25aおよび共振子27aそれぞれのメイン波長は、同一であってもよいし異なっていてもよい。また、共振子24aおよび共振子26aのメイン波長は、同一であってもよいし異なっていてもよい。
The
なお、弾性表面波フィルタ10dの入力端子11に接続された共振子23a、共振子25aおよび共振子27aのメイン波長の平均値は、本発明における第1のメイン波長に相当する。また、弾性表面波フィルタ10dの出力端子12に接続された共振子24aおよび共振子26aのメイン波長の平均値は、本発明における第2のメイン波長に相当する。
The average value of the main wavelengths of the
弾性表面波フィルタ10dの入力端子11に接続された共振子23a、共振子25aおよび共振子27aのメイン波長の平均値(第1のメイン波長)に対する、弾性表面波フィルタ10dの出力端子12に接続された共振子24aおよび共振子26aのメイン波長の平均値(第2のメイン波長)の比(メイン波長比)を異なるものとすることにより、以下に説明するように、弾性表面波フィルタ10dの出力インピーダンスを調整することができる。
Connected to the
以下、上述したようにメイン波長比を変更することにより弾性表面波フィルタ10dの出力インピーダンスを調整した場合の、弾性表面波フィルタ10dの伝送特性について説明する。図18Aおよび図18Bでは、弾性表面波フィルタ10dにおいてメイン波長比を1.005、1.008、1.012としたときの、弾性表面波フィルタ10dの伝送特性について説明する。
Hereinafter, the transmission characteristics of the surface
図18Aは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10dの出力端子側の反射特性を示す図である。図18Bは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10dの出力端子側の通過特性を示す図である。図18Aおよび図18Bでは、メイン波長比を1.005、1.008、1.012としたときの弾性表面波フィルタ10dの特性を、それぞれ実線、一点鎖線、破線で示している。
FIG. 18A is a diagram showing reflection characteristics on the output terminal side of the surface
メイン波長比を1.005、1.008、1.012としたときの弾性表面波フィルタ10dの通過帯域における出力インピーダンスは、図18Aに示すように、上述した弾性表面波フィルタ10cの場合と同様、メイン波長比が大きくなるにつれてスミスチャートにおいて右方向に移動している。すなわち、メイン波長比を大きくするにつれて、弾性表面波フィルタ10dの出力インピーダンスは増加することがわかる。
The output impedance in the pass band of the surface
したがって、弾性表面波フィルタ10dにおいて、共振子23a、共振子24a、共振子25a、共振子26aおよび共振子27aのメイン波長比を大きくすることにより、弾性表面波フィルタ10dの出力インピーダンスを50Ωよりも増加させることができる。
Therefore, in the surface
また、図18Aと図16Aとを比較すると、共振子を5つ有する弾性表面波フィルタ10dの出力インピーダンスは、共振子を3つ有する弾性表面波フィルタ10cの出力インピーダンスと比較して、弾性表面波フィルタ10dの通過帯域における出力インピーダンスの巻きが小さいことがわかる。つまり、弾性表面波フィルタ10dのように共振子を増加することにより、弾性表面波フィルタ10dの出力インピーダンスを増加させると共に安定させることができる。
Further, comparing FIG. 18A and FIG. 16A, the output impedance of the surface
なお、弾性表面波フィルタ10dにおいても、出力インピーダンスを70Ω程度まで増加させるためには、メイン波長比は1.01以上とすることが望ましい。
In the surface
また、図18Bに示すように、メイン波長比を1.005、1.008、1.012としたとき、弾性表面波フィルタ10dの通過帯域幅は、上述した弾性表面波フィルタ10cと同様、拡大している。すなわち、メイン波長比を大きくするにつれて、弾性表面波フィルタ10dの通過帯域は拡大することがわかる。
Further, as shown in FIG. 18B, when the main wavelength ratio is 1.005, 1.008, and 1.012, the pass band width of the surface
なお、本実施の形態では、3つの共振子を有する弾性表面波フィルタ10cと、5つの共振子を有する弾性表面波フィルタ10dについて説明したが、共振子の数はこれらに限定されるものではなく、変更してもよい。
In addition, although this Embodiment demonstrated the surface
(実施の形態4)
次に、実施の形態4について、図19〜図22Bを用いて説明する。本実施の形態にかかる高周波モジュールが実施の形態1にかかる高周波モジュール1と異なる点は、弾性表面波フィルタ10の出力インピーダンスの調整方法として、弾性表面波フィルタ10の出力端子側に接続された共振子におけるメインデューティを調整している点である。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 19 to 22B. The high-frequency module according to the present embodiment is different from the high-
まず、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの構成の一例として、共振子を3つ有する縦結合型の弾性表面波フィルタ10eについて説明する。
First, a longitudinally coupled surface
図19は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10eの構成を示す概略図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing the configuration of the surface
図19に示すように、弾性表面波フィルタ10eは、縦結合型の弾性表面波フィルタである。弾性表面波フィルタ10eは、実施の形態3に示した弾性表面波フィルタ10cと同様、入力端子11と出力端子12との間に、共振子13、共振子14dおよび共振子15と、反射器16および反射器17とを備えている。共振子13、共振子14dおよび共振子15は、反射器16側から反射器17側へと、この順に配置されている。
As shown in FIG. 19, the surface
また、共振子13と共振子15は、弾性表面波フィルタ10eの入力端子11に接続されている。共振子14dは、弾性表面波フィルタ10eの出力端子12に接続されている。共振子13および共振子15の構成は、実施の形態1に示した弾性表面波フィルタ10と同様である。共振子14dは、メインデューティ以外の構成については実施の形態1に示した共振子14と同様である。
The
共振子14dのメインデューティは、例えば、0.64である。弾性表面波フィルタ10eの出力端子12に接続された共振子14dのメインデューティを変えることにより、以下に説明するように、弾性表面波フィルタ10eの出力インピーダンスを調整することができる。
The main duty of the
以下、上述したようにメインデューティを変更することにより弾性表面波フィルタ10eの出力インピーダンスを調整した場合の、弾性表面波フィルタ10eの伝送特性について説明する。図20Aおよび図20Bでは、弾性表面波フィルタ10eにおいてメインデューティを0.64、0.71、0.75としたときの、弾性表面波フィルタ10eの伝送特性について説明する。
Hereinafter, the transmission characteristics of the surface
図20Aは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10eの出力端子側の反射特性を示す図である。図20Bは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10eの出力端子側の通過特性を示す図である。図20Aおよび図20Bでは、共振子14dのメインデューティを0.64、0.71、0.75としたときの弾性表面波フィルタ10eの特性を、それぞれ一点鎖線、実線、破線で示している。
FIG. 20A is a diagram showing reflection characteristics on the output terminal side of the surface
共振子14dのメインデューティを0.64、0.71、0.75としたときの弾性表面波フィルタ10eの通過帯域における出力インピーダンスは、図20Aに示すように、メインデューティが大きくなるにつれてスミスチャートにおいて左方向に移動している。すなわち、メインデューティを大きくするにつれて、弾性表面波フィルタ10eの出力インピーダンスは減少する。
As shown in FIG. 20A, the output impedance in the pass band of the surface
したがって、弾性表面波フィルタ10eにおいて、共振子14dのメインデューティを小さくすることにより、弾性表面波フィルタ10eの出力インピーダンスを50Ωよりも増加させることができる。
Therefore, in the surface
なお、図1に示した高周波モジュール1のように、弾性表面波フィルタ10eの後段に低雑音増幅器20を設ける場合、弾性表面波フィルタ10eの出力インピーダンスは、70Ω程度とすることが好ましい。弾性表面波フィルタ10eの出力インピーダンスを70Ω程度まで増加させるには、共振子14dのメインデューティは0.55より大きく0.75より小さくすることが望ましい。なお、弾性表面波フィルタ10eの出力インピーダンスを50Ωとする場合には、共振子14dのメインデューティは、例えば0.4より大きく0.6より小さい値である。
When the
なお、図20Bに示すように、メインデューティを0.64、0.71、0.75と変化させても、弾性表面波フィルタ10eの通過帯域幅はほとんど変化がない。すなわち、メインデューティを変化させることにより、弾性表面波フィルタ10eの通過帯域を変化させることなく、弾性表面波フィルタ10eの出力インピーダンスを変えることができる。
As shown in FIG. 20B, even if the main duty is changed to 0.64, 0.71 and 0.75, the pass band width of the surface
図21は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタの他の構成として、共振子を5つ有する縦結合型の弾性表面波フィルタ10fの構成を示す概略図である。
FIG. 21 is a schematic diagram showing a configuration of a longitudinally coupled surface
図21に示すように、弾性表面波フィルタ10fは、入力端子11と出力端子12との間に、共振子23b、共振子24b、共振子25b、共振子26bおよび共振子27bと、反射器16および反射器17とを備えている。共振子23b、共振子24b、共振子25b、共振子26bおよび共振子27bは、反射器16側から反射器17側へと、この順に配置されている。
As shown in FIG. 21, the surface
共振子24bおよび共振子26bは、弾性表面波フィルタ10fの入力端子11に接続されている。共振子23b、共振子25bおよび共振子27bは、弾性表面波フィルタ10fの出力端子12に接続されている。弾性表面波フィルタ10fの入力端子11における入力インピーダンス、および、出力端子12における出力インピーダンスは、それぞれ50Ωである。
The
共振子24bおよび共振子26bの構成は、上述した弾性表面波フィルタ10eの共振子13と同様である。また、共振子23b、共振子25bおよび共振子27bの構成は、上述した弾性表面波フィルタ10eの共振子14dと同様である。
The configurations of the
ここで、上述したようにメインデューティを変更することにより弾性表面波フィルタ10fの出力インピーダンスを調整した場合の、弾性表面波フィルタ10fの伝送特性について説明する。図22Aおよび図22Bでは、弾性表面波フィルタ10fにおいてメインデューティを小、中、大としたときの、弾性表面波フィルタ10fの伝送特性について説明する。弾性表面波フィルタ10fにおいてメインデューティが小のときとは、共振子23bおよび27bのメインデューティを0.64、共振子25bのメインデューティを0.67とした場合である。また、弾性表面波フィルタ10fにおいてメインデューティが中のときとは、共振子23bおよび27bのメインデューティを0.70、共振子25bのメインデューティを0.74とした場合である。弾性表面波フィルタ10fにおいてメインデューティが大のときとは、共振子23bおよび27bのメインデューティを0.74、共振子25bのメインデューティを0.77とした場合である。
Here, the transmission characteristics of the surface
図22Aは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10fの出力端子側の反射特性を示す図である。図22Bは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10fの出力端子側の通過特性を示す図である。図22Aおよび図22Bでは、メインデューティを上述した小、中、大としたときの弾性表面波フィルタ10fの特性を、それぞれ実線、一点鎖線、破線で示している。
FIG. 22A is a diagram showing reflection characteristics on the output terminal side of the surface
出力端子12に接続された共振子23b、25bおよび27bのメインデューティを上述した小、中、大としたときの、弾性表面波フィルタ10fの通過帯域における出力インピーダンスは、弾性表面波フィルタ10eと同様、図22Aに示すように、共振子23b、25bおよび27bのメインデューティが大きくなるにつれてスミスチャートにおいて左方向に移動している。すなわち、共振子23b、25bおよび27bのメインデューティを大きくするにつれて、弾性表面波フィルタ10fの出力インピーダンスは減少する。
The output impedance in the pass band of the surface
したがって、弾性表面波フィルタ10fにおいて、共振子23b、25bおよび27bのメインデューティを小さくすることにより、弾性表面波フィルタ10fの出力インピーダンスを50Ωよりも増加させることができる。
Therefore, in the surface
なお、図1に示した高周波モジュール1のように、弾性表面波フィルタ10fの後段に低雑音増幅器20を設ける場合、弾性表面波フィルタ10fの出力インピーダンスは、70Ω程度とすることが好ましい。弾性表面波フィルタ10fの出力インピーダンスを70Ω程度まで増加させるには、共振子23b、25bおよび27bのそれぞれのメインデューティは、0.55より大きく0.75より小さくすることが望ましい。
When the
なお、図22Bに示すように、共振子23b、25bおよび27bのメインデューティを上述した小、中、大と変化させても、弾性表面波フィルタ10fの通過帯域幅はほとんど変化がない。すなわち、共振子23b、25bおよび27bのメインデューティを変化させることにより、弾性表面波フィルタ10fの通過帯域を変化させることなく、弾性表面波フィルタ10fの出力インピーダンスを変えることができる。
As shown in FIG. 22B, even if the main duty of the
なお、メインデューティの値は、上述した値に限らず、適宜変更してもよい。 The value of the main duty is not limited to the value described above, and may be changed as appropriate.
(実施の形態5)
次に、実施の形態5について、図23〜図25Bを用いて説明する。本実施の形態にかかる高周波モジュールが実施の形態1にかかる高周波モジュール1と異なる点は、弾性表面波フィルタ10gにおいて、出力端子に接続された共振子と出力端子との間の配線について、当該配線と基板との間に層間絶縁膜40が配置されている点である。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 23 to 25B. The high-frequency module according to the present embodiment is different from the high-
図23は、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10gの構成を示す概略図である。図23に示すように、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10gは、2つの縦結合型の弾性表面波共振器10gaおよび10gbが直列に接続された構成をしている。
FIG. 23 is a schematic diagram showing the configuration of the surface
第1の弾性表面波共振器10gaは、図23に示すように、共振子33a、共振子34aおよび共振子35aと、反射器36aおよび反射器37aとを備えている。共振子33a、共振子34aおよび共振子35aは、反射器36a側から反射器37a側へと、この順に配置されている。共振子33a、共振子34aおよび共振子35aと、反射器36aおよび反射器37aの構成は、実施の形態1に示した弾性表面波フィルタ10の共振子13、共振子14および共振子15と、反射器16および反射器17の構成と同様である。
As shown in FIG. 23, the first surface acoustic wave resonator 10ga includes a
同様に、第2の弾性表面波共振器10gbは、図23に示すように、共振子33b、共振子34bおよび共振子35bと、反射器36bおよび反射器37bとを備えている。共振子33b、共振子34bおよび共振子35bは、反射器36b側から反射器37b側へと、この順に配置されている。共振子33b、共振子34bおよび共振子35bと、反射器36bおよび反射器37bの構成は、実施の形態1に示した弾性表面波フィルタ10の共振子13、共振子14および共振子15と、反射器16および反射器17の構成と同様である。
Similarly, the second surface acoustic wave resonator 10gb includes a
共振子34aにおいて、一対のIDT電極のうちの一方は、弾性表面波フィルタ10gの入力端子11に接続されている。共振子34bにおいて、一対のIDT電極のうちの一方は、弾性表面波フィルタ10gの出力端子12に接続されている。また、共振子34aの一対のIDT電極のうちの他方と共振子34bの一対のIDT電極のうちの他方は、それぞれグランドに接続されている。
In the
また、共振子33aにおいて、一対のIDT電極のうちの一方は、共振子33bの一対のIDT電極のうちの一方に接続されている。また、共振子33aの一対のIDT電極のうちの他方と、共振子33bの一対のIDT電極のうちの他方は、それぞれグランドに接続されている。
In the
同様に、共振子35aにおいて、一対のIDT電極のうちの一方は、共振子35bの一対のIDT電極のうちの一方に接続されている。また、共振子35aの一対のIDT電極のうちの他方と、共振子35bの一対のIDT電極のうちの他方は、それぞれグランドに接続されている。
Similarly, in the
この構成により、弾性表面波フィルタ10gは、入力端子11と出力端子12との間に、縦結合型の第1の弾性表面波共振器10gaおよび第2の弾性表面波共振器10gbとが直接に接続された構成となっている。このように、弾性表面波フィルタ10gが複数段の弾性表面波共振器で構成されている場合、各弾性表面波共振器のグランドを確保するために、層間絶縁膜を用いて立体的に配線を行う場合がある。すなわち、1つの引き回し配線の上に層間絶縁膜を設け、当該層間絶縁膜の上に他の引き回し配線を形成することがある。
With this configuration, in the surface
本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10gでは、このような立体的な配線が必要な位置ではなく、立体的に配線を必要としない、共振子34bの一方のIDT電極と出力端子12とを接続する配線39の位置において、配線39と圧電基板42との間に層間絶縁膜40を設けている。
In the surface
図24Aは、図23に示した弾性表面波フィルタ10gのB−B線における構成を示す断面図である。図24Bは、図23に示した弾性表面波フィルタ10gのC−C線における構成を示す断面図である。
FIG. 24A is a cross-sectional view showing the configuration of the surface
弾性表面波フィルタ10gは、図24Aおよび図24Bに示すように、実施の形態1に示した弾性表面波フィルタ10と同様、圧電基板42の上に形成されている。また、共振子のIDT電極に接続された配線は、IDT電極と同様の構成をしている。
As shown in FIGS. 24A and 24B, surface
具体的には、図23において共振子34bの一方のIDT電極とグランドとを接続する配線38は、図24Aに示すように、圧電基板42に形成された第1の電極層38aと、第1の電極層38a上に形成された第2の電極層38bとで構成されている。
Specifically, as shown in FIG. 24A, the
第1の電極層38aは、IDT電極の主電極層と一体に形成されており、例えばPt、Cu、Au、Ag、Ta、W等で構成されている。なお、第1の電極層38aは、圧電基板42側に密着層(図3の(b)参照)を備えていてもよい。第1の電極層38aの厚さは、サブミクロンオーダーであり、例えば0.2μmである。第2の電極層38bは、例えばPt、Cu、Au、Ag、Ta、W等で構成されている。第2の電極層38bの厚さは、ミクロンオーダーであり、例えば2μmである。
The
また、第2の電極層38bを覆うように、保護層44が形成されている。保護層44は、例えばSiO2等で構成されている。保護層44の厚さは、数十nmであり、例えば30nmである。
Further, a
また、図23において共振子34bの他方のIDT電極と出力端子12とを接続する配線39は、図24Bに示すように、圧電基板42に形成された層間絶縁膜40の上に形成されている。すなわち、上述した配線38と比較して、配線39では、第1の電極層38aに代えて、層間絶縁膜40が形成されている。
23, the
層間絶縁膜40は、例えばポリイミド等で構成されている。層間絶縁膜の厚さは、ミクロンオーダーであり、例えば3μmである。また、配線39は、図24Aに示した第2の電極層38bと同一の材料で構成されている。配線39は、例えばPt、Cu、Au、Ag、Ta、W等で構成されている。なお、図24Bに示すように、圧電基板42上には、層間絶縁膜40および配線39を覆うように、保護層44が形成されている。
The
出力端子12に接続された配線39と圧電基板42との間に層間絶縁膜40を設けることで、層間絶縁膜40を設けない配線38の構成と比較して、圧電基板42と配線39との間の容量結合を小さくすることができる。これにより、弾性表面波フィルタ10gの出力インピーダンスを誘導性へと調整することができる。
By providing the
また、図24Bに示すように、層間絶縁膜40の面積を配線39の面積よりも大きくすることにより、圧電基板42と配線39との間の容量結合をさらに小さくすることができる。これにより、弾性表面波フィルタ10gの出力インピーダンスを、より誘導性へと調整することができる。
Further, as shown in FIG. 24B, by making the area of the
以下、層間絶縁膜40を設けた場合と設けない場合の弾性表面波フィルタ10gの伝送特性について説明する。
The transmission characteristics of the surface
図25Aは、本実施の形態にかかる他の構成の弾性表面波フィルタ10gの出力端子側の反射特性を示す図である。図25Bは、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10gに低雑音増幅器20を接続した後の雑音特性を示す図である。図25Aおよび図25Bでは、出力端子12に接続された配線39と圧電基板42との間に層間絶縁膜40を設けていない場合の弾性表面波フィルタ10gの特性を実線、第1の電極層38aに代えて層間絶縁膜40を設けた場合の弾性表面波フィルタ10gの特性を破線で示している。
FIG. 25A is a diagram showing reflection characteristics on the output terminal side of a surface
第1の電極層38aに代えて層間絶縁膜40を設けたときの弾性表面波フィルタ10gの通過帯域における出力インピーダンスは、図25Aに示すように、層間絶縁膜40を設けていない場合の弾性表面波フィルタ10gの通過帯域における出力インピーダンスに比べて、スミスチャート上において右上、すなわち誘導性側に移動していることがわかる。したがって、層間絶縁膜40を設けることにより、圧電基板42と配線39との間の容量結合を小さくすることができる。
The output impedance in the pass band of the surface
また、弾性表面波フィルタ10gの出力側に低雑音増幅器20が接続された高周波モジュール1では、図25Bに示すように、配線39と圧電基板42との間に層間絶縁膜40を設けることにより、層間絶縁膜40を設けない場合に比べて雑音指数が低減ことがわかる。したがって、弾性表面波フィルタ10gにおいて配線39と圧電基板42との間に層間絶縁膜40を設けることにより、高周波モジュール1全体において雑音特性を向上させることができる。
Further, in the
なお、上述した弾性表面波フィルタ10gでは、出力端子12に接続された配線39は、配線38と比較して、第1の電極層38aに代えて層間絶縁膜40が形成されているとしたが、配線39は、第1の電極層と第2の電極層の両方を有する構成であってもよい。
In the surface
図26は、図23に示した弾性表面波フィルタ10gのC−C線における他の構成を示す断面図である。図26に示す配線39は、図24Aに示した配線38と同様、第1の電極層39aと第2の電極層39bとを有している。第1の電極層39aおよび第2の電極層39bの構成は、第1の電極層38aおよび第2の電極層38bと同様である。配線39と圧電基板42との間には、層間絶縁膜40が形成されている。圧電基板42上には、層間絶縁膜40および配線39を覆うように、保護層44が形成されている。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing another configuration of the surface
配線39と圧電基板42との間に層間絶縁膜40を設ける場合、第1の電極層39aに代えて層間絶縁膜40を設けるほうが、第1の電極層39aを残したまま層間絶縁膜40を設けるよりも、弾性表面波フィルタ10gの出力インピーダンスの変化は大きくなる。したがって、弾性表面波フィルタ10gの出力インピーダンスの変化を大きく調整したい場合には、第1の電極層39aに代えて層間絶縁膜40を設け、弾性表面波フィルタ10gの出力インピーダンスの変化を小さく調整したい場合には、第1の電極層39aを残したまま層間絶縁膜40を設けるのがよい。
When the
なお、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタ10gは、第1の弾性表面波共振器10gaと第2の弾性表面波共振器10gbとを備える構成としたが、これに限らず、弾性表面波フィルタ10gは、1段の縦結合型の弾性表面波共振器で構成されるものであってもよいし、多段の縦結合型の弾性表面波共振器で構成されるものであってもよい。
Although the surface
(その他の実施の形態)
なお、本発明は、上述した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、例えば以下に示す変形例のように、適宜変更を加えてもよい。
(Other embodiments)
It should be noted that the present invention is not limited to the configurations described in the above-described embodiments, and may be appropriately modified, for example, as in the modified examples described below.
例えば、上述した実施の形態では、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを調整するための電極パラメータとして、出力端子に接続された共振子の間引き電極の本数、共振子の交叉幅方向の分割数、共振子のメイン波長およびメインデューティについて説明したが、電極パラメータとして他のパラメータを用いてもよい。例えば、共振子の電極指のピッチ、電極指の対数等を電極パラメータとしてもよい。また、電極パラメータの値は、上述した実施の形態に示された値に限らず、適宜変更してもよい。 For example, in the above-described embodiment, as electrode parameters for adjusting the output impedance of the surface acoustic wave filter, the number of thinned electrodes of the resonator connected to the output terminal, the number of divisions of the resonator in the cross width direction, and the resonance Although the main wavelength and the main duty of the child have been described, other parameters may be used as the electrode parameters. For example, the pitch of the electrode fingers of the resonator, the number of pairs of electrode fingers, or the like may be used as the electrode parameter. Further, the value of the electrode parameter is not limited to the value shown in the above-mentioned embodiment, and may be changed appropriately.
また、弾性表面波フィルタを構成する共振子の数は、3つまたは5つに限らず、変更してもよい。 Further, the number of resonators forming the surface acoustic wave filter is not limited to three or five, and may be changed.
また、共振子を構成する基板、電極、保護層等の材料は、上述したものに限らず、適宜変更してもよい。また、各共振子の電極指の大きさ、ピッチおよび対数は、上述した条件を満たすものであれば変更してもよい。 The materials of the substrate, the electrodes, the protective layer, and the like that form the resonator are not limited to those described above, and may be appropriately changed. Further, the size, pitch and logarithm of the electrode fingers of each resonator may be changed as long as the above-mentioned conditions are satisfied.
また、上述した実施の形態では、弾性表面波フィルタと低雑音増幅器とを直接接続しているが、弾性表面波フィルタと低雑音増幅器との間に、さらに整合素子を設けてもよい。なお、本実施の形態にかかる弾性表面波フィルタによると、弾性表面波フィルタの出力インピーダンスを調整することができるので、整合素子を設けずに上述のように直接弾性表面波フィルタと低雑音増幅器とを直接接続した場合でも、低損失化および低雑音化を図ることができる。 Further, in the above-described embodiment, the surface acoustic wave filter and the low noise amplifier are directly connected, but a matching element may be further provided between the surface acoustic wave filter and the low noise amplifier. According to the surface acoustic wave filter of the present embodiment, since the output impedance of the surface acoustic wave filter can be adjusted, the surface acoustic wave filter and the low noise amplifier are directly connected as described above without providing a matching element. Even if they are directly connected, it is possible to achieve low loss and low noise.
その他、上述の実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上述の実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 Other forms obtained by making various modifications to those skilled in the art to the above-described embodiments and modifications, or components and functions in the above-described embodiments and modifications without departing from the spirit of the present invention The present invention also includes a form realized by arbitrarily combining.
本発明は、低雑音増幅器に接続された弾性表面波フィルタを用いた高周波モジュール、デュプレクサ、マルチプレクサ、受信装置等に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a high frequency module, a duplexer, a multiplexer, a receiving device, etc. using a surface acoustic wave filter connected to a low noise amplifier.
1 高周波モジュール
10、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g 弾性表面波フィルタ
10ga 第1の弾性表面波共振器
10gb 第2の弾性表面波共振器
11 入力端子
12 出力端子
13、14、14a、14b、14c、14d、15、23a、23b、24a、24b、25a、25b、26a、26b、27a、27b、33a、33b、34a、34b、35a、35b、100 共振子
16、17、36a、36b、37a、37b 反射器
16a、16b、17a、17b、111a、111b、141a、141b、141c バスバー電極
16c、17c、110a、110b、142a、142b、142c、142d 電極指
38、39 配線
38a、39a 第1の電極層
38b、39b 第2の電極層
40 層間絶縁膜
42、123 圧電基板
44、125 保護層
101a、101b、130a、130b、140a、140b、140c、150a、150b IDT電極
143、143a、143b、143c 間引き電極
124a 密着層
124b 主電極層
145a 第1のIDT電極
145b 第2のIDT電極
1 high-
Claims (10)
前記弾性表面波フィルタに接続され、前記弾性表面波フィルタを通過した高周波信号を増幅する低雑音増幅器とを備え、
前記低雑音増幅器に接続された前記弾性表面波フィルタの入力インピーダンスと出力インピーダンスとは異なっており、
スミスチャートにおいて、前記弾性表面波フィルタの通過帯域における前記出力インピーダンスは、前記低雑音増幅器の利得および雑音指数の両方を満足する低雑音増幅器の入力インピーダンスと複素共役の位置にあり、
前記弾性表面波フィルタの出力端子に接続された前記共振子のIDT電極と、前記弾性表面波フィルタの出力端子との間の配線は、圧電基板上に形成された層間絶縁膜の上に形成されている、
高周波モジュール。 A longitudinally coupled surface acoustic wave filter including a plurality of resonators,
A low noise amplifier that is connected to the surface acoustic wave filter and amplifies a high frequency signal that has passed through the surface acoustic wave filter,
The input impedance and the output impedance of the surface acoustic wave filter connected to the low noise amplifier are different,
In the Smith chart, the output impedance in the pass band of the surface acoustic wave filter is located at a complex conjugate position with the input impedance of the low noise amplifier that satisfies both the gain and the noise figure of the low noise amplifier ,
The wiring between the IDT electrode of the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter and the output terminal of the surface acoustic wave filter is formed on the interlayer insulating film formed on the piezoelectric substrate. ing,
High frequency module.
スミスチャートにおいて、前記弾性表面波フィルタの通過帯域における前記出力インピーダンスが、前記低雑音増幅器の前記入力インピーダンスと複素共役の位置にあるための電極パラメータは、前記間引き電極の本数である、
請求項1に記載の高周波モジュール。 An IDT (Inter Digital Transducer) electrode of at least one of the resonators connected to an output terminal of the surface acoustic wave filter has a thinning electrode,
In the Smith chart, the output impedance in the pass band of the surface acoustic wave filter, the electrode parameter for the position of the complex conjugate with the input impedance of the low noise amplifier is the number of the thinned electrodes,
The high frequency module according to claim 1.
請求項2に記載の高周波モジュール。 The thinning electrode is provided in the central portion of the resonator,
The high frequency module according to claim 2.
請求項3に記載の高周波モジュール。 The thinning electrode is provided in a range of 46% of a central portion of the resonator,
The high frequency module according to claim 3.
スミスチャートにおいて、前記弾性表面波フィルタの通過帯域における前記出力インピーダンスが、前記低雑音増幅器の前記入力インピーダンスと複素共役の位置にあるための電極パラメータは、前記IDT電極の交叉幅方向の分割数である、
請求項1に記載の高周波モジュール。 The IDT electrode of the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter is divided in the cross width direction,
In the Smith chart, the electrode parameter for the output impedance in the pass band of the surface acoustic wave filter to be in a complex conjugate position with the input impedance of the low noise amplifier is the number of divisions of the IDT electrode in the cross width direction. is there,
The high frequency module according to claim 1.
前記第1のメイン波長と前記第2のメイン波長とは異なっている、
請求項1に記載の高周波モジュール。 In the Smith chart, the electrode parameter for the output impedance in the pass band of the surface acoustic wave filter being in the position of complex conjugate with the input impedance of the low noise amplifier is connected to the input terminal of the surface acoustic wave filter. A first main wavelength, which is an average value of main wavelengths in the resonator, and a second main wavelength, which is an average value of main wavelengths in the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter,
The first main wavelength and the second main wavelength are different,
The high frequency module according to claim 1.
前記メイン波長比は、1.01以上である、
請求項6に記載の高周波モジュール。 The electrode parameter is a resonator connected to an output terminal of the surface acoustic wave filter for a first main wavelength that is an average value of main wavelengths of the resonator connected to an input terminal of the surface acoustic wave filter. The main wavelength ratio which is the ratio of the second main wavelength which is the average value of the main wavelengths in
The main wavelength ratio is 1.01 or more,
The high frequency module according to claim 6.
前記メインデューティは、0.55より大きく0.75より小さい、
請求項1に記載の高周波モジュール。 In the Smith chart, the electrode parameter for the output impedance in the pass band of the surface acoustic wave filter being in the position of complex conjugate with the input impedance of the low noise amplifier is connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter. Is the main duty in the resonator,
The main duty is greater than 0.55 and less than 0.75,
The high frequency module according to claim 1.
前記層間絶縁膜が配置された位置における前記配線は、前記第1の電極層と前記第2の電極層とで構成されている、
請求項1に記載の高周波モジュール。 The IDT electrode of the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter has a first electrode layer formed on the piezoelectric substrate and a second electrode layer formed on the first electrode layer. And an electrode layer,
The wiring at the position where the interlayer insulating film is arranged is composed of the first electrode layer and the second electrode layer,
The high frequency module according to claim 1.
前記層間絶縁膜が配置された位置における前記配線は、前記層間絶縁膜の上に形成された第2の電極層で構成されている、
請求項1に記載の高周波モジュール。 The IDT electrode of the resonator connected to the output terminal of the surface acoustic wave filter has a first electrode layer formed on a substrate and a second electrode formed on the first electrode layer. With layers,
The wiring at the position where the interlayer insulating film is arranged is composed of a second electrode layer formed on the interlayer insulating film,
The high frequency module according to claim 1.
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