JPH09321572A - 弾性表面波デバイス、共振子、フィルタ及びidカード - Google Patents

弾性表面波デバイス、共振子、フィルタ及びidカード

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JPH09321572A
JPH09321572A JP8235197A JP23519796A JPH09321572A JP H09321572 A JPH09321572 A JP H09321572A JP 8235197 A JP8235197 A JP 8235197A JP 23519796 A JP23519796 A JP 23519796A JP H09321572 A JPH09321572 A JP H09321572A
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JP
Japan
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voltage
electrode
acoustic wave
surface acoustic
code
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Withdrawn
Application number
JP8235197A
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English (en)
Inventor
Shuji Tsuzumi
修司 津々見
Masa Yonezawa
政 米澤
Katsumi Ogi
勝実 小木
Kiyonari Hashimoto
研也 橋本
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プログラマブルな弾性表面波デバイスにおい
て、変換子に常時電圧を印加することなく設定された出
力コード信号を発生できるようにする。 【解決手段】 基板8の強誘電体薄膜10上に入力用櫛
形電極11’、11″と、出力用変換子12’とが設け
られている。櫛形電極11’、11″に対し電圧印加装
置13’のパルス発生回路24からのパルス電圧が切替
回路23を介して入力され、櫛形電極11’、11″の
電極間の強誘電体薄膜を分極させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は共振子、フィルタ等
として用いられる弾性表面波デバイスに係り、特に出力
コードを書替えできるプログラマブルな弾性表面波デバ
イスに関する。また、本発明は、この弾性表面波デバイ
スを用いた共振子、フィルタ、IDカードに関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器の分野においては、一定周波数
の信号を得る場合等に、圧電基板の機械的振動により所
定の電気的特性を得るようにした圧電デバイスが使用さ
れることがある。この種の圧電デバイスの一つに、圧電
基板の表層を伝搬する弾性表面波を用いた弾性表面波デ
バイスがある。弾性表面波デバイスの電気的特性のうち
周波数特性を可変し得るとすれば、可変型のマッチト・
フィルタ等を構成する上で極めて有効である。
【0003】従来、弾性表面波デバイスとして、圧電基
板(圧電材料からなる基板)の表面に櫛歯状電極を設け
てなる弾性表面波共振子や弾性表面波フィルタが知られ
ている。
【0004】従来の弾性表面波デバイスは、一般には図
3(a)の構成を有した出力コード固定タイプのもので
ある。即ち、圧電基板1上に入力用櫛形電極2と出力用
櫛形電極3とが設けられている。各櫛形電極2,3は、
第1の電極2a,3aと第2の電極2b,3bとを所定
間隙をおいて対峙させたものである。出力用櫛形電極3
にあっては、第1の電極3aと第2の電極3bとの組み
合せを変えることにより出力コード0又は1を設定して
いる。
【0005】即ち、図3の,,の部分では1対の
第1の電極3a間に1条の第2の電極3bを配置してい
るのに対し、の部分では1対の第2の電極3b間に1
条の第1の電極3aを配置している。
【0006】この弾性表面波デバイスの入力用櫛形電極
2に継続時間Tc のパルスが入力された場合、出力用櫛
形電極3からは図3(b)に示す波形の電圧が出力され
る。この出力電圧波形は、〜の部分から発生する電
圧波形が経時的に連なったものであり、,,の部
分から発生する電圧との部分から発生する電圧とは反
転しており、これによりこの出力波形からコード110
1を読みとることができる。なお、入力櫛形電極2の幅
と、出力櫛形電極3の各部分〜間距離はそれぞれv
・Tc に設定されている。vは基板1における振動伝播
速度である。
【0007】この図3(a)に示す弾性表面波デバイス
は、出力コードが常に一定のものであり(図3では11
01に固定されている。)、コード書替えできない。
【0008】出力コードを書替えできるプログラマブル
(programble)な弾性表面波デバイスとして、D.P.Morgan
"Surface Wave Device For Signal Processing" Elsev
ier,1991 P.286〜288には、図3(c)に示すよ
うに、常誘電体基板4上に入力櫛形電極5と、複数個の
独立した変換子6とを配置し、各変換子6に正負の電圧
を反転して印加させうる電圧印加装置7を設けたプログ
ラマブル弾性表面波デバイスが記載されている。
【0009】この変換子6は、いずれも第1の電極6a
と第2の電極6bとで構成されており、電圧印加装置7
は第1の電極6aと第2の電極6bとの印加電圧を正又
は負のいずれでも切り替えうるようになっている。電極
6a,6b間に印加する電圧を正と負とで切り替える
と、電極6a,6b間の常誘電体基板4の分極状態が反
転し、これにより当該変換子6から出力されるコードを
0,1間で切り替えることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図3(c)に示すプロ
グラマブルな弾性表面波デバイスは、この弾性表面波デ
バイスを作動させる際には必ず電圧印加装置7によって
各変換子6に電圧を印加する必要があり、電圧印加装置
が必須である。
【0011】本発明は、プログラマブルな弾性表面波デ
バイスにおいて変換子に常時電圧を印加することなく設
定された出力コード信号を発生できる弾性表面波デバイ
スを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の弾性表面波デバ
イスは、圧電基板上に第1の電極及び該第1の電極に対
峙した第2の電極よりなる変換子を設けてなり、該第1
の電極と第2の電極との間の印加電圧の正負を反転させ
ることにより出力コードを変換できるコード書替え可能
な弾性表面波デバイスにおいて、該圧電基板は、基板本
体と、該基板本体の表面に形成された強誘電体薄膜とを
備えてなり、該第1の電極と第2の電極との間に印加さ
れる電圧によって該電極間の強誘電体薄膜を分極させて
出力コードを設定し、且つ該電圧印加の解除後も残留分
極によって、設定された出力コードを維持するようにし
たことを特徴とするものである。
【0013】かかる本発明の弾性表面波デバイスにおい
ては、変換子に電圧を印加すると変換子の電極間の強誘
電体薄膜が分極し、当該変換子にコード0又は1を設定
できる。この電圧印加を解除しても、強誘電体の残留分
極により当該コードが残留する。従って、一度変換子に
電圧を印加してコードを設定すると、その後は電圧印加
装置を切り離して弾性表面波デバイスから設定コード信
号を出力させることができる。
【0014】また、変換子にコードを設定した後でも、
再度変換子に逆の電圧を印加して分極を反転させること
ができ、出力コードを再設定できるから、この弾性表面
波デバイスはプログラマブルなものとなる。
【0015】この弾性表面波デバイスは、弾性表面波共
振子や弾性表面波フィルタとして用いることができる。
この弾性表面波デバイスによると、弾性表面波デバイス
を備えたID自動認識システムにおいて、応答器(ID
カード)のIDコードを書き替え可能なものとすること
ができる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1(a)は実施の形態に係る弾
性表面波デバイスの平面図であり、図1(b)はこの弾
性表面波デバイスの電圧印加装置の回路図である。図1
(c)は基板の断面図である。基板8は、基板本体9上
に強誘電体薄膜10を形成したものである。この強誘電
体薄膜10上に入力用櫛形電極11と、出力用変換子1
2とが設けられている。入力用櫛形電極11は、それぞ
れ櫛状の第1の電極11aと第2の電極11bとを所定
間隔をおいて対峙させるように組み合わせたものであ
る。
【0017】変換子12は第1の電極12aと第2の電
極12bとを組み合わせたものであり、4条の第1の電
極12aは櫛状に連続している。第2の電極12bは、
1対の第1の電極12a,12a間に入り込むように直
線状に設けられている。
【0018】この実施の形態では、3条の第2の電極1
2bが設けられることにより、3個の変換子12が成形
されている。
【0019】各第2の電極12bは、電圧印加装置13
の電池14,15に対しコイル16及び切替スイッチ1
7を介して導通可能とされている。各第2の電極12b
は、直流を遮断し交流信号電圧のみを通すためのコンデ
ンサ18を介して出力端子19に接続されている。第1
の電極12aは出力端子20に接続されている。第1の
電極12aはアースを介して電池14,15に導通され
ている。
【0020】このように構成された弾性表面波デバイス
においては、切替スイッチ17によって3個の変換子1
2に正、負いずれの電圧をも印加可能となっている。3
個の第2の電極12bにいずれも正電圧を印加すると、
出力コードは [111] となり、いずれの印加電圧をも
負とすることにより出力コードは [000] となる。何
れか1又は2個の第2の電極12bに対する印加電圧を
他のものと異ならせることにより、0,1のすべての組
み合せコードを得ることができる。
【0021】一度電圧印加装置13によって各変換子1
2に電圧を印加すると、この電圧印加を解除した場合
(即ち、第2の電極12bを電池14,15のいずれに
も導通させないようにした場合)であっても、強誘電体
薄膜10に残留分極が残留し、設定コードが維持され
る。
【0022】従って、一度コードを設定すると、その後
は電圧印加装置13を切り離し、図2のように弾性表面
波デバイス単体で作動させることができる。また、コー
ド設定後であっても、電圧印加装置13によって変換子
12への印加電圧を反転させることにより、コードを書
き替えることができる。
【0023】図4は各第2の電極12bに対し正又は負
の電圧を印加するための別の電圧印加装置13’を示す
回路図である。各電極12bは、順及び逆向きに並列さ
れたダイオード22を介して切替回路23に接続されて
いる。この切替回路23には正又は負のパルス発生回路
24が接続されている。切替回路23及びパルス発生回
路24に対しコード設定器25から指示信号が与えられ
るこのコード設定器25では、各電極12bに与えるべ
き電圧の正負が設定されている。
【0024】このコード設定器25からの信号に基づい
てパルス発生回路24が正又は負のパルスを出力し、こ
のパルスが切替回路23によって3個の電極12bに対
し切り替え入力されることにより、各変換子12の強誘
電体薄膜に残留分極を形成し、コードを設定することが
できる。
【0025】上記の実施の形態では3個の変換子が用い
られているが、変換子の数は2又は4以上であっても良
い。
【0026】また、本発明では、入力用櫛形電極に電圧
を印加して出力コードを設定するようにしても良い。
【0027】図5(a)はその一例を示すものであり、
11’は入力用櫛形電極、12’は出力用変換子を示
す。入力用櫛形電極11’に対し電圧印加装置13’の
パルス発生回路24からのパルス電圧が切替回路23及
びダイオード22を介して入力される。符号26は、ダ
イオード26とコンデンサ18とからなるユニットを示
す。
【0028】図5(b)は、入力用の櫛形電極12″が
両側から+−を切り替えるようにした弾性表面波デバイ
スを示す。27は開閉スイッチを示す。
【0029】本発明では、基板の材質としては、シリコ
ン、GaAs,SrTiO3 ,MgO,サファイアなど
を用いることができる。強誘電体薄膜としては、PZT
などが好適である。電極材料としてはAlなどを用いる
ことができる。
【0030】
【実施例】4inchのシリコン基板上にゾル・ゲル法
により厚さ1μmのPZT薄膜を形成した。その後、P
ZT薄膜上に線幅(線及び間隔)2μmの電極を図1の
パターンとなるように形成した。各電極11a,11b
間、電極12a,12b間の電極の交差長は400μm
とした。電池14,15は30Vとした。
【0031】このように構成された弾性表面波デバイス
において、各変換子に正又は負の電圧を印加し、次いで
電圧印加を解除してコード設定を行った後、パルス継続
時間500nSecの入力パルスを与えたところ、設定
コード通りの信号波形が出力された。コード設定を繰り
返し変更したが、いずれの場合も設定コード通りの信号
波形が出力された。
【0032】
【発明の効果】以上の通り、本発明によると、設定コー
ドの書き替えが可能であり、しかもこのコード設定のた
めの電圧印加を解除しても作動する弾性表面波デバイス
及びそれを利用した共振子、フィルタ及びIDカードが
提供される。
【0033】この弾性表面波デバイスは、コード設定後
は電圧印加装置と切り離して弾性表面波デバイス単体と
して作動させることができ、小型軽量なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係る弾性表面波デバイスの構成を
示すものであり、(a)図は平面図、(b)図は電圧印
加装置の回路図、(c)図は基板の断面図である。
【図2】実施の形態に係る弾性表面波デバイスを電圧印
加装置から分離した状態を示す構成図である。
【図3】従来の弾性表面波デバイスの構成図である。
【図4】別の電圧印加装置を示す回路図である。
【図5】別の実施の形態に係る弾性表面波デバイスの構
成図である。
【符号の説明】
1,4,8 基板 9 基板本体 10 強誘電体薄膜 11,11’,11″ 入力用櫛形電極 12,12’ 出力用変換子 11a,11b,12a,12b 電極 13,13’ 電圧印加装置 22 ダイオード 23 切替回路 24 パルス発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 研也 千葉県千葉市稲毛区弥生町1−33 千葉大 学工学部電子電気工学科内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電基板上に第1の電極及び該第1の電
    極に対峙した第2の電極よりなる変換子を設けてなり、
    該第1の電極と第2の電極との間の印加電圧の正負を反
    転させることにより出力コードを変換できるコード書替
    え可能な弾性表面波デバイスにおいて、 該圧電基板は、基板本体と、該基板本体の表面に形成さ
    れた強誘電体薄膜とを備えてなり、該第1の電極と第2
    の電極との間に印加される電圧によって該電極間の強誘
    電体薄膜を分極させて出力コードを設定し、且つ該電圧
    印加の解除後も残留分極によって、設定された出力コー
    ドを維持するようにしたことを特徴とする弾性表面波デ
    バイス。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記変換子の第1の
    電極と第2の電極とに対し正又は負の電圧を切り替えて
    印加できる電圧印加装置を設けたことを特徴とする弾性
    表面波デバイス。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2の弾性表面波デバイスを
    用いた共振子。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2の弾性表面波デバイスを
    用いたフィルタ。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2の弾性表面波デバイスを
    用いたID自動認識システム用のIDカード。
JP8235197A 1996-03-26 1996-09-05 弾性表面波デバイス、共振子、フィルタ及びidカード Withdrawn JPH09321572A (ja)

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JP8235197A JPH09321572A (ja) 1996-03-26 1996-09-05 弾性表面波デバイス、共振子、フィルタ及びidカード
DE1997112496 DE19712496A1 (de) 1996-03-26 1997-03-25 Piezoelektrische Dünnfilm-Bauelemente

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JP7016796 1996-03-26
JP8-70167 1996-03-26
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6489863B2 (en) 2000-01-18 2002-12-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. Surface acoustic wave device, surface acoustic wave filter, and manufacturing method for the surface acoustic wave device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6489863B2 (en) 2000-01-18 2002-12-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. Surface acoustic wave device, surface acoustic wave filter, and manufacturing method for the surface acoustic wave device

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Effective date: 20031202