JPH0216612B2 - - Google Patents
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- JPH0216612B2 JPH0216612B2 JP57107949A JP10794982A JPH0216612B2 JP H0216612 B2 JPH0216612 B2 JP H0216612B2 JP 57107949 A JP57107949 A JP 57107949A JP 10794982 A JP10794982 A JP 10794982A JP H0216612 B2 JPH0216612 B2 JP H0216612B2
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- Japan
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- electrode
- surface acoustic
- acoustic wave
- wave device
- thin film
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
- H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一方向性トランスジユーサを備えた
弾性表面波装置に関するものである。
弾性表面波装置に関するものである。
弾性表面波装置は、水晶、LiNbO3（ニオブ酸
リチウム）等の圧電単結晶材料、圧電セラミツク
ス材料又は非圧電基板上に設けられた圧電薄膜材
料等を利用し、この圧電性基板上に形成されたト
ランスジユーサによつて電気信号を弾性表面波に
変換して基板表面を伝播させるように構成したも
のであり、フイルタを初めとし各種の応用がなさ
れている。
リチウム）等の圧電単結晶材料、圧電セラミツク
ス材料又は非圧電基板上に設けられた圧電薄膜材
料等を利用し、この圧電性基板上に形成されたト
ランスジユーサによつて電気信号を弾性表面波に
変換して基板表面を伝播させるように構成したも
のであり、フイルタを初めとし各種の応用がなさ
れている。
第１図はその一例としてフイルタを示すもの
で、１は圧電性基板、２は一対のくし型電極２
Ａ，２Ｂが交差して成る入力用トランスジユー
サ、３は一対のくし型電極３Ａ，３Ｂが交差して
成る出力用トランスジユーサで、上記入力用トラ
ンスジユーサ２に加えられた信号源４からの電気
信号は弾性表面波に変換されて上記圧電性基板１
表面を伝播し出力用トランスジユーサ３に到達し
た後、これによつて再び電気信号に変換されて負
荷５から出力されるように構成される。
で、１は圧電性基板、２は一対のくし型電極２
Ａ，２Ｂが交差して成る入力用トランスジユー
サ、３は一対のくし型電極３Ａ，３Ｂが交差して
成る出力用トランスジユーサで、上記入力用トラ
ンスジユーサ２に加えられた信号源４からの電気
信号は弾性表面波に変換されて上記圧電性基板１
表面を伝播し出力用トランスジユーサ３に到達し
た後、これによつて再び電気信号に変換されて負
荷５から出力されるように構成される。
ところで第１図の構造のように入出力用トラン
スジユーサ２，３を備えたフイルタにあつては、
これら２個のトランスジユーサ２，３が各々左右
方向に弾性表面波を伝播させるように働きいわゆ
る両方向性トランスジユーサとして動作するため
に、矢印のような入力信号の２分割や、相反性に
よる電気的反射をひき起し挿入損失の増大や多重
反射（TTE）等が発生させるようになつて、フ
イルタとして損失が多くなつてしまう欠点があ
る。
スジユーサ２，３を備えたフイルタにあつては、
これら２個のトランスジユーサ２，３が各々左右
方向に弾性表面波を伝播させるように働きいわゆ
る両方向性トランスジユーサとして動作するため
に、矢印のような入力信号の２分割や、相反性に
よる電気的反射をひき起し挿入損失の増大や多重
反射（TTE）等が発生させるようになつて、フ
イルタとして損失が多くなつてしまう欠点があ
る。
この欠点を除くために圧電性基板１の表面の一
方向のみに弾性表面波を伝播させるように工夫し
たいわゆる一方向性トランスジユーサが提案され
ている。この一方向性トランスジユーサの具体例
としては、第２図のように反射器を用いる構成の
もの、第３図のように120゜移相器を用いる構成の
ものあるいは第４図のように90゜移相器を用いる
構成のものが代表的に知られている。
方向のみに弾性表面波を伝播させるように工夫し
たいわゆる一方向性トランスジユーサが提案され
ている。この一方向性トランスジユーサの具体例
としては、第２図のように反射器を用いる構成の
もの、第３図のように120゜移相器を用いる構成の
ものあるいは第４図のように90゜移相器を用いる
構成のものが代表的に知られている。
このうち第２図のものはくし型電極６Ａ，６Ｂ
から成る給電部および反射部を設けると共に共通
電極７を設け、上記給電部６Ａに整合回路８を介
して信号源９を接続すると共に反射部６Ｂに対し
てはリアクタンス回路１０を接続し、上記給電部
６Ａから左右方向に伝播された弾性表面波のうち
左方向に伝播したものをリアクタンス回路１０が
接続された反射部６Ｂによつて右方向にかつ６Ａ
から右方向に伝播する弾性表面波と同位相となる
ように反射させることにより、弾性表面波を右方
向のみに伝播させるように構成したものである。
から成る給電部および反射部を設けると共に共通
電極７を設け、上記給電部６Ａに整合回路８を介
して信号源９を接続すると共に反射部６Ｂに対し
てはリアクタンス回路１０を接続し、上記給電部
６Ａから左右方向に伝播された弾性表面波のうち
左方向に伝播したものをリアクタンス回路１０が
接続された反射部６Ｂによつて右方向にかつ６Ａ
から右方向に伝播する弾性表面波と同位相となる
ように反射させることにより、弾性表面波を右方
向のみに伝播させるように構成したものである。
しかしこの反射型トランスジユーサにおいて
は、反射部６Ｂによる完全反射の条件が用いる弾
表面波の中心周波数0の極く近傍のみに限定され
るために、伝播特性が狭帯域に制限される欠点が
ある。
は、反射部６Ｂによる完全反射の条件が用いる弾
表面波の中心周波数0の極く近傍のみに限定され
るために、伝播特性が狭帯域に制限される欠点が
ある。
次に第３図のものは各々120゜の位相差をもつた
くし型電極１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを設け、各電
極１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに対して120゜移相器１
２を介して信号源９を接続し、各電極１１Ａ，１
１Ｂ，１１Ｃを各120゜位相が異なつた電気信号で
励振させることにより、弾性表面波を一方向のみ
に伝播させるように構成したものである。
くし型電極１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを設け、各電
極１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに対して120゜移相器１
２を介して信号源９を接続し、各電極１１Ａ，１
１Ｂ，１１Ｃを各120゜位相が異なつた電気信号で
励振させることにより、弾性表面波を一方向のみ
に伝播させるように構成したものである。
しかしこの三相励振型トランスジユーサにおい
ては、位相の異なつた三種類の電極が交差するよ
うに配置させる必要上、立体的な交差部１３を設
けなければならないので製造が非常にむずかしい
という欠点がある。
ては、位相の異なつた三種類の電極が交差するよ
うに配置させる必要上、立体的な交差部１３を設
けなければならないので製造が非常にむずかしい
という欠点がある。
また第４図のものはくし型電極６Ａ，６Ｂおよ
び共通電極７を設け、上記給電部６Ａおよび６Ｂ
に整合回路８を介して信号源９を接続する時特に
反射部６Ｂに対しては90゜移相器１４を介するよ
うにし、両電極６Ａ，６Ｂを90゜位相が異なつた
電気信号で励振させることにより、弾性表面波を
一方向のみに伝播させるように構成したものであ
る。
び共通電極７を設け、上記給電部６Ａおよび６Ｂ
に整合回路８を介して信号源９を接続する時特に
反射部６Ｂに対しては90゜移相器１４を介するよ
うにし、両電極６Ａ，６Ｂを90゜位相が異なつた
電気信号で励振させることにより、弾性表面波を
一方向のみに伝播させるように構成したものであ
る。
しかしこの90゜移相器による一方向性トランス
ジユーサにおいては、一方の電極部（トランスジ
ユーサ）のグループの電極対数をＮとすると、両
方のグループ間の距離ｌが、ｌ＝（Ｎ＋１／４）λ0 （λ0は用いる弾性表面波の中心周波数0の波長）
で表わされることからわかるようにたとえば電極
対数を少なくし広帯域特性を得ようとしたところ
でグループ間の距離ｌはλ0／４よりかなり大きく
なる。よつて信号が中心周波数0をわずかにずれ
ただけで目的とする方向とは逆の方向にも弾性表
面波を伝播させてしまい狭帯域特性を示すように
なる。
ジユーサにおいては、一方の電極部（トランスジ
ユーサ）のグループの電極対数をＮとすると、両
方のグループ間の距離ｌが、ｌ＝（Ｎ＋１／４）λ0 （λ0は用いる弾性表面波の中心周波数0の波長）
で表わされることからわかるようにたとえば電極
対数を少なくし広帯域特性を得ようとしたところ
でグループ間の距離ｌはλ0／４よりかなり大きく
なる。よつて信号が中心周波数0をわずかにずれ
ただけで目的とする方向とは逆の方向にも弾性表
面波を伝播させてしまい狭帯域特性を示すように
なる。
本発明は以上の問題に対処してなされたもの
で、弾性体基板上に圧電薄膜が設けられて成る圧
電性基板の上記圧電薄膜上にはシングルフエーズ
トランスジユーサに形成された第１電極、上記弾
性体基板上にはシングルフエーズトランスジユー
サに形成された第２電極が各々設けられ、また上
記圧電薄膜内には平面状に第３電極が設けられ、
この第３電極は上記第１電極および第２電極の間
でかつ両電極からほぼ等しい距離となるような位
置に設けられており、さらに上記第１電極および
第２電極の相対的位置は、弾性表面波の伝播方向
にずらして形成されていることを要旨とする。
で、弾性体基板上に圧電薄膜が設けられて成る圧
電性基板の上記圧電薄膜上にはシングルフエーズ
トランスジユーサに形成された第１電極、上記弾
性体基板上にはシングルフエーズトランスジユー
サに形成された第２電極が各々設けられ、また上
記圧電薄膜内には平面状に第３電極が設けられ、
この第３電極は上記第１電極および第２電極の間
でかつ両電極からほぼ等しい距離となるような位
置に設けられており、さらに上記第１電極および
第２電極の相対的位置は、弾性表面波の伝播方向
にずらして形成されていることを要旨とする。
以下図面を参照して本を目的とするものであ
る。以下図面を参照して本発明実施例を説明す
る。
る。以下図面を参照して本発明実施例を説明す
る。
第５図ａ，ｂは本発明実施例による弾性表面波
装置を示す上面図および断面図で、弾性体基板１
５上に圧電薄膜１６が設けられて成る圧電性基板
１の上記圧電薄膜１６上にはくし型電極１７から
成る第１電極、上記弾性体基板１５にはくし型電
極１８から成る第２電極が各々設けられ、いわゆ
るシングルフエーズトランスジユーサに構成され
て各くし型電極１７，１８のくし（指）部の電極
幅Ｗおよび間隔Ｌはほぼλ0／２に設計される。ま
た上記圧電薄膜１６内には平面状に第３電極１９
が設けられ、この第３電極１９は上記第１電極１
７および第２電極１８の間でかつ両電極からほぼ
等しい距離となるような位置に設けられる。
装置を示す上面図および断面図で、弾性体基板１
５上に圧電薄膜１６が設けられて成る圧電性基板
１の上記圧電薄膜１６上にはくし型電極１７から
成る第１電極、上記弾性体基板１５にはくし型電
極１８から成る第２電極が各々設けられ、いわゆ
るシングルフエーズトランスジユーサに構成され
て各くし型電極１７，１８のくし（指）部の電極
幅Ｗおよび間隔Ｌはほぼλ0／２に設計される。ま
た上記圧電薄膜１６内には平面状に第３電極１９
が設けられ、この第３電極１９は上記第１電極１
７および第２電極１８の間でかつ両電極からほぼ
等しい距離となるような位置に設けられる。
さらに上記第１電極１７および第２電極１８の
相対的位置は、その両者間のずれ寸法ｄが弾性表
面波の伝播方向にほぼλ0／４となるようにずらし
て形成される。
相対的位置は、その両者間のずれ寸法ｄが弾性表
面波の伝播方向にほぼλ0／４となるようにずらし
て形成される。
以上の構成において第１電極１７と第２電極１
８に対し整合回路８を介して信号源９を接続し特
に第２電極１８に対しては90゜移相器１４を介し
て接続すると共に、第３電極１９を接地電位に接
続すると、第１電極１７と第２電極１８間には位
相が90゜異なつた信号が加わるので、第１電極１
７および第２電極１８の各々と第３電極１９との
間にはそれぞれ互いに90゜位相の異なる電界が発
生するようになつて上記第１および第２電極１
７，１８を含む各々の領域からそれぞれ90゜位相
の異なる弾性表面波が励振される。
８に対し整合回路８を介して信号源９を接続し特
に第２電極１８に対しては90゜移相器１４を介し
て接続すると共に、第３電極１９を接地電位に接
続すると、第１電極１７と第２電極１８間には位
相が90゜異なつた信号が加わるので、第１電極１
７および第２電極１８の各々と第３電極１９との
間にはそれぞれ互いに90゜位相の異なる電界が発
生するようになつて上記第１および第２電極１
７，１８を含む各々の領域からそれぞれ90゜位相
の異なる弾性表面波が励振される。
この場合、一方向性トランスジユーサとして動
作させるためには、複数の励振源から発生した弾
性表面波がトランスジユーサを挾んだ２つの領域
の一方で強め合い他方では打ち消すように作用す
ることが条件となるが、この条件は励振源の位置
的な位相差と励振源に加えられる電気的位相差の
和によつて決定される。
作させるためには、複数の励振源から発生した弾
性表面波がトランスジユーサを挾んだ２つの領域
の一方で強め合い他方では打ち消すように作用す
ることが条件となるが、この条件は励振源の位置
的な位相差と励振源に加えられる電気的位相差の
和によつて決定される。
この点で第５図ａ，ｂにおいてはその位置的お
よび電気的位相差の和は、一方側Ａでは360゜（0゜）
他方側A′では180゜となるので、弾性表面波はＡ側
のみの一方向に伝播されるようになる。
よび電気的位相差の和は、一方側Ａでは360゜（0゜）
他方側A′では180゜となるので、弾性表面波はＡ側
のみの一方向に伝播されるようになる。
本実施例構造によれば立体的な交差部を設けて
電極を形成する必要がないので製造を簡単にする
ことができる。
電極を形成する必要がないので製造を簡単にする
ことができる。
さらに第１および第２電極１７，１８間の相対
的位置を電極対数Ｎに無関係にλ0／４ずらすこと
により、Ｎが大きい場合従来の90゜移相器を用い
た一方向性トランスジユーサのように信号が中心
周波数0から少しずれただけで弾性表面波の方向
性が大きく劣化してしまうという欠点を除去し広
帯域特性を実現できる。
的位置を電極対数Ｎに無関係にλ0／４ずらすこと
により、Ｎが大きい場合従来の90゜移相器を用い
た一方向性トランスジユーサのように信号が中心
周波数0から少しずれただけで弾性表面波の方向
性が大きく劣化してしまうという欠点を除去し広
帯域特性を実現できる。
この構造において、上記第１および第２電極１
７，１８を構成している各くし型電極の電極幅Ｗ
および間隔Ｌはほぼλ0／２になつているため、従
来に比べて加工技術の精度が和わらげられる。
７，１８を構成している各くし型電極の電極幅Ｗ
および間隔Ｌはほぼλ0／２になつているため、従
来に比べて加工技術の精度が和わらげられる。
したがつて電極間の短絡や電極切れを低減させ
ることができ、特に電気信号を加えるべき第１お
よび第２電極間には圧電薄膜が存在しているため
短絡はほとんど発生しない。特に高周波用トラン
スジユーサの製造が容易となる。また電極幅がほ
ぼλ0／２であるために音響インピーダンスに原因
する弾性表面波の機械的反射を低減することがで
きる。一方電気反射に関しては上述のように一方
向性としたことにより完全に除去できるので、多
重反射を抑圧するにはきわめて有効な手段とな
る。
ることができ、特に電気信号を加えるべき第１お
よび第２電極間には圧電薄膜が存在しているため
短絡はほとんど発生しない。特に高周波用トラン
スジユーサの製造が容易となる。また電極幅がほ
ぼλ0／２であるために音響インピーダンスに原因
する弾性表面波の機械的反射を低減することがで
きる。一方電気反射に関しては上述のように一方
向性としたことにより完全に除去できるので、多
重反射を抑圧するにはきわめて有効な手段とな
る。
第１および第２電極１７，１８の形状としては
くし型に限らず他の形状例えば第６図のようなス
リツト型とすることができる。
くし型に限らず他の形状例えば第６図のようなス
リツト型とすることができる。
また弾性体基板１５として半導体材料を用いる
ことにより電子デバイスと表面波デバイスとの集
積化を計ることができるので、広範囲な用途への
適用が可能となる。さらに圧電薄膜１６としては
酸化亜鉛（ZnO）又は窒化アルミニウム（AlN）
を用いると特性上有利である。
ことにより電子デバイスと表面波デバイスとの集
積化を計ることができるので、広範囲な用途への
適用が可能となる。さらに圧電薄膜１６としては
酸化亜鉛（ZnO）又は窒化アルミニウム（AlN）
を用いると特性上有利である。
以上説明して明らかなように本発明によれば、
第１および第２電極がシングルフエーズトランス
ジユーサに形成され、従来のように各電極が交差
する構成となるものではないので、各電極幅を広
くでき、製造精度を緩和して歩留りを上げること
ができる。
第１および第２電極がシングルフエーズトランス
ジユーサに形成され、従来のように各電極が交差
する構成となるものではないので、各電極幅を広
くでき、製造精度を緩和して歩留りを上げること
ができる。
また平面状に第３電極が第１電極と第２電極間
に夫々からほぼ等距離となるように配置されてい
るので所望の一方向性特性を得ることができる。
に夫々からほぼ等距離となるように配置されてい
るので所望の一方向性特性を得ることができる。
第１図、第２図、第４図および第３図はいずれ
も従来例を示す上面図および斜視図、第５図ａ，
ｂは共に本発明実施例を示す上面図および断面
図、第６図は本発明実施例を示す斜視図である。 ８……整合回路、９……信号源、１４……90゜
移相器、１５……弾性体基板、１６……圧電薄
膜、１７……第１電極、１８……第２電極、１９
……第３電極。
も従来例を示す上面図および斜視図、第５図ａ，
ｂは共に本発明実施例を示す上面図および断面
図、第６図は本発明実施例を示す斜視図である。 ８……整合回路、９……信号源、１４……90゜
移相器、１５……弾性体基板、１６……圧電薄
膜、１７……第１電極、１８……第２電極、１９
……第３電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 弾性体基板上に圧電薄膜が設けられて成る圧
電性基板の上記圧電薄膜上にはシングルフエーズ
トランスジユーサに形成された第１電極、上記弾
性体基板上にはシングルフエーズトランスジユー
サに形成された第２電極が各々設けられ、また上
記圧電薄膜内には平面状に第３電極が設けられ、
この第３電極は上記第１電極および第２電極の間
でかつ両電極からほぼ等しい距離となるような位
置に設けられており、さらに上記第１電極および
第２電極の相対的位置は、弾性表面波の伝播方向
にずらして形成されていることを特徴とする弾性
表面波素子。 ２ 上記第１電極と第２電極間に加えられる電気
信号が90゜位相差を有することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の弾性表面波装置。 ３ 上記第３電極が接地電位に接続されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の弾性表面波装置。 ４ 上記第１電極と第２電極とが同一形状に形成
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第３項のいずれかに記載の弾性表面波装置。 ５ 上記第１電極および第２電極が幅および各間
隔がλ0／２（λ0は用いる弾性表面波の波長）に設
定された複数の電極指を有することを特徴とする
特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
載の弾性表面波装置。 ６ 上記第１電極および第２電極がくし型又はス
リツト型形状から成ることを特徴とする特許請求
の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の弾性
表面波装置。 ７ 上記第１電極と第２電極との相対的位置が弾
性表面波の伝播方向にほぼλ0／４ずれていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の弾性表
面波装置。 ８ 上記弾性体基板が半導体材料から成ることを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項のい
ずれかに記載の弾性表面波装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10794982A JPS58223911A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 弾性表面波装置 |
| GB08316726A GB2123638B (en) | 1982-06-22 | 1983-06-20 | Surface acoustic wave device |
| DE19833322310 DE3322310A1 (de) | 1982-06-22 | 1983-06-21 | Oberflaechenschallwellenvorrichtung |
| US06/506,569 US4491811A (en) | 1982-06-22 | 1983-06-22 | Surface acoustic wave device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10794982A JPS58223911A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 弾性表面波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58223911A JPS58223911A (ja) | 1983-12-26 |
| JPH0216612B2 true JPH0216612B2 (ja) | 1990-04-17 |
Family
ID=14472131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10794982A Granted JPS58223911A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 弾性表面波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58223911A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596609A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-13 | Clarion Co Ltd | 弾性表面波装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54129896A (en) * | 1977-03-26 | 1979-10-08 | Kimio Shibayama | Piezooelectric thin film blind electrode elastic surface wave converter |
-
1982
- 1982-06-22 JP JP10794982A patent/JPS58223911A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54129896A (en) * | 1977-03-26 | 1979-10-08 | Kimio Shibayama | Piezooelectric thin film blind electrode elastic surface wave converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58223911A (ja) | 1983-12-26 |
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