JPH01123515A - Surface acoustic wave device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、弾性表面波装置に係り、特にそのインターデ
ィジタル変換器の構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a surface acoustic wave device, and particularly to the structure of an interdigital transducer thereof.
(従来の技術)
一般に、TV−IFフィルタ等は、弾性表面波装置を用
いる。しかしながら、この弾性表面波装置を用いて構成
した。フィルタでは挿入損失が大 。(Prior Art) Generally, TV-IF filters and the like use surface acoustic wave devices. However, it was configured using this surface acoustic wave device. Filters have a large insertion loss.
きいことが問題視されてきている。Hearing is becoming a problem.
そこで、従来挿入損失の小さいフィルタを構成する方法
が考案されてきた。その代表例として、弾性表面波共振
子を構成し、これを水晶振動子を用いたクリスタルフィ
ルタ同様に、ラダー型あるいはラチス型に回路を構成す
る方法が知られている。Therefore, conventional methods of configuring filters with low insertion loss have been devised. As a representative example, a method is known in which a surface acoustic wave resonator is constructed and a circuit is constructed using the surface acoustic wave resonator in a ladder type or lattice type, similar to a crystal filter using a crystal resonator.
この方法は、弾性表面波装置が共振周波数(以下frと
称す)と反共振周波数(以下faと称す)との間で:誘
導性リアクタンスを示すことを利用しており、フィルタ
の中ではQの高いインダクタンスとして動作する。しか
しながら、弾性表面波共振子のfrとfaとの周波数間
隔(以下Δfと称す)は、一般に大きな値が得られてな
いため広帯域のフィルタを構成することは困難である。This method utilizes the fact that the surface acoustic wave device exhibits inductive reactance between the resonant frequency (hereinafter referred to as fr) and the anti-resonance frequency (hereinafter referred to as fa), and in the filter, the Q Acts as a high inductance. However, since the frequency interval between fr and fa (hereinafter referred to as Δf) of a surface acoustic wave resonator generally does not have a large value, it is difficult to construct a wideband filter.
すなわち、弾性表面波共振子のΔfは、弾性表面波強震
子の容量比をrとした際、
△f:= 、fr−で近似できる。一方、弾性表面波2
r
π2
す)によって、主として決定されr≧ 8やゆとりの広
帯域化にもおのずから限界がある。That is, Δf of the surface acoustic wave resonator can be approximated by Δf:=, fr-, where r is the capacitance ratio of the surface acoustic wave strong vibration element. On the other hand, surface acoustic wave 2
r π2 ), and there is naturally a limit to widening the band if r≧8.
(発明が解決し・ようとする問題点)
本発明は、上述の問題点を鑑みてなされたもので、低損
失フィルタの広帯域化をはかった弾性表面波装置を提供
するものである。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a surface acoustic wave device in which a low-loss filter has a wider band.
(発明の構成〕
(問題点を解決するための手段)
上述の目的を達成するため、本発明の弾性表面波装置は
、インターディジタル変換器を構成する電極指1本当り
の弾性表面波反射量をε、このインターディジタル変換
器の対数をNとしたとき、このインターディジタル変換
器がεN2粍を満足することを基本骨子としている。(Structure of the Invention) (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, the surface acoustic wave device of the present invention has the following features: The basic gist is that this interdigital converter satisfies εN2, where ε is the logarithm of this interdigital converter and N is the logarithm of this interdigital converter.
(作 用)、
上述の構成により、本発明の弾性表面波装置は、インタ
ーディジタル電極を構成する電極指における弾性表面波
の反射を積極的に利用し、インターディジタル電極を構
成する電極指の異極どうじを対として、この対数を極め
て大きくすることにより、広い周波数帯域にわたってイ
ンターディジタル変換器のインピーダンスを極端に小さ
くすることができ、これを利用して低損失フィルタを構
成するものである。(Function) With the above-described configuration, the surface acoustic wave device of the present invention actively utilizes the reflection of surface acoustic waves on the electrode fingers constituting the interdigital electrodes, and the surface acoustic wave device of the present invention actively utilizes the reflection of the surface acoustic waves on the electrode fingers constituting the interdigital electrodes. By forming a pair of poles and making the logarithm extremely large, the impedance of the interdigital converter can be made extremely small over a wide frequency band, and this is used to construct a low-loss filter.
(実施例)
以下、本発明の弾性表面波装置の実施例を第1図を参照
して説明する。(Example) Hereinafter, an example of the surface acoustic wave device of the present invention will be described with reference to FIG.
第1図において、1ポート型(インターディジタル変換
器が1個形成されているものの意)の弾性表面波共振子
のは、圧電基体例えば(110)カットのL+ 2 B
4O7基板■上に、インターディジタル変換器■を挟む
様に一組の反射器(イ)、(イ)が形成されてなる。こ
のインターディジタル変換器■は、その材質がアルミニ
ウムからなりお互いに異極のくし歯状電極(301)、
(302)が互いに交差して0.02λで必る。この
くし歯状電極(301)、 (302)は、それぞれ3
00本の電極指(303)、 (304)から構成され
ており、互いに隣接する異極の電極指(303)、 (
304)の1本づつの組を1対とするなば、このインタ
ーディジタル変換器■は、300対の対数を有する。こ
のインターディジタル変換器■の差幅は1λであり、そ
の電極指(303)、 (304)の線幅は4であるソ
リッド電極である。一方、反射器(へ)は、その構造材
料はアルミニウムであり、その膜厚は0.02λである
。そして、この反射器(へ)を構成する格子電極指(4
01)の線幅aはdであり、その格子電極指(401)
間の間隔はkは■と反射器(へ)とは、フォトリソグラ
フィ技術により形成される。In FIG. 1, a one-port surface acoustic wave resonator (meaning one in which one interdigital transducer is formed) has a piezoelectric substrate, for example, a (110) cut L+ 2 B.
A pair of reflectors (A) and (A) are formed on the 4O7 substrate (2) so as to sandwich the interdigital converter (2). This interdigital converter (■) is made of aluminum and has comb-shaped electrodes (301) with different polarities,
(302) intersect with each other at 0.02λ. The comb-shaped electrodes (301) and (302) each have 3
It is composed of 00 electrode fingers (303), (304), which are adjacent to each other and have different polarities (303), (
304), this interdigital converter (2) has 300 pairs of logarithms. The difference width of this interdigital converter (3) is 1λ, and the line width of its electrode fingers (303) and (304) is 4. It is a solid electrode. On the other hand, the structural material of the reflector is aluminum, and its film thickness is 0.02λ. Then, the grid electrode fingers (4
The line width a of 01) is d, and the grid electrode finger (401)
The distance between k and the reflector is formed by photolithography.
る弾性表面波共振子■を、直列に複数個電気的に接続し
て構成されてなる。It is constructed by electrically connecting a plurality of surface acoustic wave resonators (1) in series.
ところで、インターディジタル電極を構成する電極指の
弾性表面波反射量が無視できない時、このインターディ
ジタル変換器の対数を増加するに従い、そのストップバ
ンド(電極指の弾性表面波反射率の高い帯域のこと)の
下端周波数付近において急峻な共振が生じる。(研究実
用化報告第27巻第8号(1978)第35頁乃至第4
9頁記載の「多対IDTを用いた1端子対弾性表面波共
振器とその狭帯域フィルタの応用」参照)本発明者は、
この技術を基礎として、さらにインターディジタル変換
器の対数を増加させると、上述の共振の他にストップバ
ンドに一致する帯域に極めてインピーダンスの低い領域
が生ずることを見い出した。By the way, when the surface acoustic wave reflection amount of the electrode fingers constituting the interdigital electrode cannot be ignored, as the logarithm of this interdigital converter increases, the stop band (band with high surface acoustic wave reflectance of the electrode fingers) increases. ) A steep resonance occurs near the lower end frequency. (Research and Practical Application Report Vol. 27, No. 8 (1978), pp. 35-4
(See “A single-terminal pair surface acoustic wave resonator using a multi-pair IDT and its application to a narrowband filter” on page 9)
Based on this technique, it has been found that when the logarithm of the interdigital converter is further increased, in addition to the above-mentioned resonance, an extremely low impedance region is generated in the band corresponding to the stop band.
これについて、第2図を参照して、第1図に示した実施
例における弾性表面波装置のインピーダンス特性を説明
する。第2図において、インピーダンス特性曲線QOの
ストップバンド0下端に、急峻な共振が存在するが、こ
れと独立にストップバンド(支)付近の広範囲にわたっ
て極めてインピーダンスの低い領域が存在する。(以下
、この現象と称す)本発明者の実験によれば、この現象
はインターディジタル変換器が250対以下の時には存
在しなかった。Regarding this, the impedance characteristics of the surface acoustic wave device in the embodiment shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIG. In FIG. 2, there is a steep resonance at the lower end of the stop band 0 of the impedance characteristic curve QO, but independently of this there is a region with extremely low impedance over a wide range near the stop band (support). According to the inventor's experiments (hereinafter referred to as this phenomenon), this phenomenon did not exist when the number of interdigital converters was 250 pairs or less.
上述の現象が現れるのは、インターディジタル変換器■
を構成する電極指(303)、 (304)の弾性表面
波反射量とインターディジタル変換器の対数との積に依
存する。例えば、第1図に示した実施例においては、イ
ンターディジタル変換器■の電極指(303)、(30
4) 1本当りの反射率は0.05で、対数が300対
であるから積は15となる。積がほぼ15以上となると
き、この現象が生ずる。すなわち、インターディジタル
変換器を構成する電極指1本当りの弾性表面波反射量を
ε、このインターディジタル変換器の対数をNとすると
、εN≧15の時この現象が生じる。例えば、インター
ディジタル変換器の電極指1本当りの反射率が0.01
で、対数が1500対のインターディジタル変換器の場
合においても、この現象が生ずる。この現象が生じる理
由は、複数の共振回路がお互いに密接に結合した状態で
並列に接続されているためであると本発明者は考えてい
る。The above phenomenon appears in interdigital converters.
It depends on the product of the surface acoustic wave reflection amount of the electrode fingers (303) and (304) constituting the electrode fingers and the logarithm of the interdigital converter. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the electrode fingers (303) and (30
4) The reflectance per one is 0.05, and the logarithm is 300 pairs, so the product is 15. This phenomenon occurs when the product is approximately 15 or more. That is, if the amount of surface acoustic wave reflection per electrode finger constituting an interdigital converter is ε, and the logarithm of this interdigital converter is N, this phenomenon occurs when εN≧15. For example, the reflectance of one electrode finger of an interdigital converter is 0.01.
This phenomenon also occurs in the case of an interdigital converter with 1500 logarithmic pairs. The inventor believes that this phenomenon occurs because a plurality of resonant circuits are closely coupled to each other and connected in parallel.
従来、多対インターディジタル変換器を有する弾性表面
波共振子は報告されているが、インターディジタル変換
器の電極指1本当りの反射量に対し、本発明の如く極端
に対数を多くした例はなく、この現象が生じることは知
られてはいなかった。Conventionally, surface acoustic wave resonators having multi-pair interdigital transducers have been reported, but there are no examples in which the number of logarithms is extremely increased compared to the amount of reflection per electrode finger of the interdigital transducer as in the present invention. This phenomenon was not known to occur.
しかしながら、第1図に示す弾性表面波共振子は、共振
点とは別に、極めてインピーダンスの低い周波数範囲が
存在するため、この弾性表面波共振子を直列に挿入する
ことによりフィルタを構成することができる。この時の
通過帯域幅はインターディジタル変換器の電極指1本当
りの反射量(すなわちストップバンドの周波数幅)によ
って決定されるため、広帯域のフィルタで反射量が太き
くなるように電極膜厚を厚く、またはインターディジタ
ル変換器の電極指間の基板の溝(グループ)を深く設計
すれば良い。一方、狭帯域のフィルタでは反射量を小さ
くかつインターディジタル変換器の対数を充分大きく設
計すれば良い。また、減衰量を充分骨るためには、これ
らの弾性表面波共振子を複数多段に直列接続することに
よって実現できる。However, in the surface acoustic wave resonator shown in Fig. 1, there is a frequency range with extremely low impedance apart from the resonance point, so it is not possible to construct a filter by inserting these surface acoustic wave resonators in series. can. The passband width at this time is determined by the amount of reflection per electrode finger of the interdigital converter (that is, the frequency width of the stop band), so the electrode film thickness should be adjusted so that the amount of reflection becomes thicker with a wideband filter. It is sufficient to design the substrate to be thicker or to have deeper grooves (groups) in the substrate between the electrode fingers of the interdigital transducer. On the other hand, in the case of a narrowband filter, the amount of reflection may be small and the logarithm of the interdigital converter may be designed to be sufficiently large. Further, in order to increase the amount of attenuation sufficiently, it can be realized by connecting a plurality of these surface acoustic wave resonators in series in multiple stages.
なお、上述の実施例において、L+ 2 B4O7基板
上にアルミニウム電極を形成する方法を述べたが、L+
28407基板上のアルミニウムストリップ(反射器
)は反射効率が高いため本発明の実施には極めて有効で
ある。しかしながら、ざらに温度特性が優れた水晶基板
上にもインターディジタル変換器を充分な厚さのアルミ
ニウム薄膜電極で構成したりあるいは、アルミニウム電
極の電極指間の水晶基板をエツチング技術を用いて除去
し溝(グループ)等を形成し反射量を増加させれば、充
分使用することができる。また、誘電体などによる反射
ストリップをアルミニウム電極からなるインターディジ
タル変換器上あるいは2個以上のインターディジタル変
換器の間に形成して反射量を上昇させることができる。In addition, in the above-mentioned example, the method of forming an aluminum electrode on the L+ 2 B4O7 substrate was described, but the L+
The aluminum strip (reflector) on the 28407 substrate has a high reflection efficiency and is therefore extremely effective in implementing the present invention. However, even on a quartz substrate with relatively excellent temperature characteristics, it is possible to construct an interdigital converter with aluminum thin film electrodes of sufficient thickness, or to remove the quartz substrate between the electrode fingers of the aluminum electrode using etching technology. It can be used sufficiently if grooves (groups) or the like are formed to increase the amount of reflection. Further, the amount of reflection can be increased by forming a reflective strip made of dielectric or the like on an interdigital transducer made of aluminum electrodes or between two or more interdigital transducers.
之
べらに、上述では、レーリーモードの弾性表面波を使用
する例を示したが、別に擬似表面波、5SBW、SH波
等の弾性表面波装置にも適用できる。ざらに、上述の実
施例では、複数の弾性表面波共振子にて説明したが、本
発明はこれらに限らず、1個の弾性表面波共振子であっ
ても良い。Furthermore, although the above example uses Rayleigh mode surface acoustic waves, the present invention can also be applied to surface acoustic wave devices using pseudo surface waves, 5SBW, SH waves, and the like. Roughly speaking, in the above-mentioned embodiments, a plurality of surface acoustic wave resonators were described, but the present invention is not limited to these, and may be a single surface acoustic wave resonator.
本発明の弾性表面波装置は、インターディジタ失フィル
タができる効果がある。The surface acoustic wave device of the present invention has the effect of being able to function as an interdigital loss filter.
第1図は本発明の詳細な説明するための一部切欠模式平
面図、第2図は本発明の詳細な説明するための特性曲線
図である。
■・・・弾性表面波共振子
■・・・L+ 2 B4O7基板(圧電基体)■・・・
インターディジタル変換器
(301)、 (302)・・・くし歯状電極(303
) 、 (304)・・・電極指代理人 弁理士 則
近 憲 佑
同 竹 花 喜久男FIG. 1 is a partially cutaway schematic plan view for explaining the present invention in detail, and FIG. 2 is a characteristic curve diagram for explaining the present invention in detail. ■...Surface acoustic wave resonator■...L+ 2 B4O7 substrate (piezoelectric base)■...
Interdigital converters (301), (302)...comb-like electrodes (303)
), (304)...Electrode agent patent attorney rules
Ken Chika Yudo Kikuo Takehana
Claims (1)
くし歯状電極が交差してなるインターディジタル変換器
とを備えた弾性表面波装置において、 前記電極指1本当りの弾性表面波反射量をε、前記イン
ターディジタル変換器を構成する前記電極指の対数をN
としたとき、 前記インターディジタル変換器は、εN≧15を満足す
ることを特徴とする弾性表面波装置。(1) In a surface acoustic wave device comprising a piezoelectric substrate and an interdigital transducer formed by intersecting interdigitated electrodes made up of a plurality of electrode fingers arranged on the main surface of the piezoelectric substrate, the electrode fingers 1 The true amount of surface acoustic wave reflection is ε, and the logarithm of the electrode fingers constituting the interdigital converter is N.
A surface acoustic wave device, wherein: the interdigital converter satisfies εN≧15.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28100687A JPH01123515A (en) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Surface acoustic wave device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28100687A JPH01123515A (en) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Surface acoustic wave device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01123515A true JPH01123515A (en) | 1989-05-16 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP28100687A Pending JPH01123515A (en) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Surface acoustic wave device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH01123515A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63269612A (en) * | 1987-04-28 | 1988-11-07 | Asahi Glass Co Ltd | Crystal surface acoustic wave resonator |
-
1987
- 1987-11-09 JP JP28100687A patent/JPH01123515A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63269612A (en) * | 1987-04-28 | 1988-11-07 | Asahi Glass Co Ltd | Crystal surface acoustic wave resonator |
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