KR20010089243A - 탄성 표면파 장치 - Google Patents

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KR20010089243A
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Abstract

본 발명에 따른 탄성 표면파 장치는 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속된 제 1 탄성 표면파 필터, 상기 제 1 탄성 표면파 필터의 중심 주파수와는 다른 중심 주파수를 가지면서 상기 제 1 탄성 표면파 필터와 병렬로 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속되어 있는 제 2 탄성 표면파 필터, 및 입력 단자와 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 중 적어도 하나와의 사이 또는 출력 단자와 제 1 및 제 2 탄성표면파 필터 중 적어도 하나와의 사이 중 적어도 한 쪽에서 상기 제 1 또는 제 2 탄성 표면파 중 적어도 하나와 직렬로 접속되어 잇는 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기를 포함한다. 상기 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기의 반공진 주파수는 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기가 직렬로 접속되어 있는 쪽에 배치된 상기 탄성 표면파 필터의 통과 대역의 그것보다 더 고주파인 쪽에 위치해 있다.

Description

탄성 표면파 장치{Surface acoustic wave device}
본 발명은 대역 통과 필터로서 사용되는 탄성 표면파 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 대역 통과 필터를 포함하는 탄성 표면파 장치에 관한 것이다.
최근에, 복수개의 통신 시스템을 포함하는 다중 대역 대응(multiband- capable) 휴대전화가 발전되어 왔다. 또한, 가입자의 증가에 따라, 예를 들어, 일본 PDC의 800MHz 대역과 같은 복수개의 주파수 대역을 사용하는 휴대전화 역시 발전되어 왔다.
복수개의 주파수 대역에 대응하기 위하여, 이러한 휴대 전화는 광대역(wide- band)의 단간 대역 통과(interstage band-pass) 필터를 요구하고 있다.
또한, 최근의 휴대전화에서, 송신측 주파수 대역과 수신측 주파수 대역이 서로 인접해 있는 시스템의 수가 증가하고, 따라서, 소정의 통과 대역 근처에서 필터 특성의 첨예도(steepness)를 증가시키는 것이 필요하게 된다.
일본 특개평 제 9-121138호 공보에는 복수개의 통과 대역을 감당해 낼 수 있는 필터 장치의 예에 대하여 기재하고 있다. 도 17은 이러한 종래 기술에 따른 필터 장치를 설명하는 회로도이다. 여기서는, 각각 하나의 탄성 표면파 필터를 포함하고 있는 필터 소자(101 및 102)의 입력 단자 및 출력 단자가 각각 이러한 상기의 필터 소자(101 및 102) 사이에서 공유된다. 특히, 상기 필터 소자(101 및 102)의 입력단은 입력 단자(103)에 접속되고, 상기 필터 소자(101 및 102)의 출력단은 출력단자(104)에 접속된다. 상기 입력 단자와 출력 단자가 상기 필터 소자(101 및 102) 사이에서 공유되도록 함으로써, 무선 신호부의 크기 및 중량의 감소가 이루어진다.
전송 선로(105 및 106)는 입력 단자(103)와 필터 소자(101) 사이 및 출력 단자(104)와 필터 소자(101) 사이에 각각 접속된다. 또한, 커패시터(107)는 필터 소자(102)와 입력 단자(103) 사이에 접속되고, 인덕턴스 소자(108)은 입력 단자(103)와 커패시터(107) 사이의 접속점(connection point)과 접지 포텐셜 사이에 접속된다. 비슷하게, 커패시터(109)는 필터 소자(102)의 출력단과 출력 단자(104) 사이에 접속되고, 인덕턴스 소자(110)은 커패시터(109)와 출력 단자(104) 사이의 접속점과 접지 포텐셜 사이에 접속된다.
즉, 전송 선로(105 및 106)를 포함하는 위상 조정 회로는 각각 필터 소자(101)와 입력 단자(103)와의 사이 및 출력 단자(104)와의 사이에 접속되어 있다. 또한, 커패시터(107) 및 인덕턴스 소자(108)를 포함하는 위상 조정 회로(phase adjusting circuit) 및 커패시터(109)와 인덕턴스 소자(110)로 구성되는 위상 조정 회로는 각각 필터 소자(102)와 입력 단자(103)와의 사이 및 출력 단자(104)와의 사이에 접속된다.
상기 위상 조정 회로를 제공함으로써, 각각의 필터 소자(101 및 102)는 원하지 않는 대역에서는 높은 임피던스를 나타내게 되어, 그로 인해 우수한 통과 특성을 얻게 된다.
또한, 이러한 종래 기술에 따른 필터 장치에서는, 상기 커패시터(107 및 109) 및 인덕턴스 소자(108 및 110)가 필터 장치의 패키지 내부 또는 외부에 배치되는 구조 또는 상기 전송 선로(105 및 106)가 패키지의 적층부에 배치되는 구조를 제시하고 있다.
그러나, 상기 종래의 기술에서 설명한 바와 같이, 위상 조정 회로를 형성하기 위하여 필터 장치 패키지의 내부 또는 외부에 커패시터 및 인덕턴스 소자가 제공되는 경우, 패키지 자체가 어쩔 수 없이 커지게 되거나, 또는 상기 필터 장치가 휴대 전화 기타 다른 장치의 회로 기판에 실장될 때 실장 면적이 필연적으로 커지게 된다.
또한, 송신 선로가 패키지의 적층부에 배치되는 경우, 만약 다른 탄성 표면파 필터가 동일한 패키지에 실장된다면 임피던스의 미세조정을 수행할 수 없게 된다. 이는 각각의 필터마다 실장을 위한 부가적인 패키지가 필요하게 되는 문제를 일으킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 회로 구성을 보여주면 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에서 사용된 탄성 표면파 필터의 전극 구조를 설명하는 개요 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치에 사용된 탄성 표면파 필터(1)의 주파수 특성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치에 사용된 1-포트 탄성 표면파 공진기의 주파수 특성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 구현예와의 비교를 위하여 제조된 종래 탄성 표면파 장치의 회로 구성을 설명하는 도면이다.
도 7은 도 6에 나타난 종래 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8에 나타난 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 구체적인 구조를 설명하는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명이 제 2 바람직한 구현예의 제 1 변형예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명이 제 2 바람직한 구현예의 제 2 변형예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 9에 나타난 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 도면으로서, 표면파의 진행방향에 대하여 제 1 탄성 표면파 필터의 양쪽에 위치한 IDT 및 제 1 탄성 표면파 필터의 중심 IDT는 입력단에 접속되어 있고, 제 1 탄성 표면파 필터의 중심 IDT 및 표면파의 진행방향에 대하여 제 2 탄성 표면파 필터의 양쪽에 위치한 IDT는 출력단에 접속되어 있다.
도 14는 본 발명의 제 2 바람직한 구현예의 다른 변형예에 따른 탄성 표면파 장치를 설명하는 개요 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제 2 바람직한 구현예의 또 다른 변형예에 따른 탄성 표면파 장치를 설명하는 개요 블록도이다.
도 16은 본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치를 사용하는 통신 장치의 예를 설명하는 개요 블록도이다.
도 17은 종래 탄성 표면파 장치의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
<부호의 설명>
1 제 1 탄성 표면파 필터
2 제 2 탄성 표면파 필터
3 입력 단자
4 출력 단자
5, 6 1-포트 탄성 표면파 공진기
7 접속점(connection point)
8 접속점
9 1-포트 탄성 표면파 공진기
10 접속점
11 인덕턴스 소자
12 접속점
13 인덕턴스 소자
41, 42 1-포트 탄성 표면파 공진기
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는, 서로 다른 중심 주파수를 가지며 그 사이에서 입력 단자 및 출력 단자를 공유하는 복수개의 탄성 표면파 필터를 포함하는 탄성 표면파 장치를 제공하는데, 상기 복수개의 탄성 표면파 필터들은 병렬로 접속되어, 패키지의 내부 또는 외부에 제공되는 인덕턴스 소자 및 커패시터 소자의 개수가 줄일 수 있게 하여, 상기 장치가 회로 보드 또는 다른 기판에 실장될 때 실장면적을 줄일 수 있도록 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 탄성 표면파 장치는, 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속된 제 1 탄성 표면파 필터; 상기 제 1 탄성 표면파 필터의 중심 주파수와는 다른 중심 주파수를 가지며, 상기 제 1 탄성 표면파 필터와 병렬로,상기 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속되는 제 2 탄성 표면파 필터; 및 상기 입력 단자와 상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 중 적어도 하나와의 사이 또는 출력 단자와 상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 중 적어도 하나와의 사이 중 적어도 한 쪽에서, 상기 제 1 또는 제 2 탄성 표면파 필터와 직렬로 접속되는 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기;를 포함한다. 이러한 탄성 표면파 장치에서, 상기 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기의 반공진 주파수는 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기가 직렬로 접속되어 있는 쪽에 배치된 상기 탄성 표면파 필터의 통과 대역의 주파수보다 더 고주파인 쪽에 위치해 있다.
본 발명의 바람직한 구현예 중 적어도 하나에 대한 특정 예에 따르면, 제 2 탄성 표면파 필터의 중심 주파수는 제 1 탄성 표면파 주파수의 중심 주파수보다 높고, 제 1의 1-포트 탄성 표면파 공진기 및 제 2의 1-포트 탄성 표면파 공진기는, 제 2 탄성 표면파 필터와 입력 단자 사이 및 제 2 탄성 표면파 필터와 출력 단자 사이에 각각 접속되어 있다.
본 발명의 바람직한 구현예 중 적어도 하나에 대한 다른 예에 따르면, 복수개의 1-포트 탄성 표면파 공진기는 다단 직렬 접속(multi-stage series connection)으로 접속되어 있다.
본 발명의 바람직한 구현예 중 적어도 하나에 대한 다른 특정한 예에 따르면, 적어도 두 개의 1-포트 탄성 표면파 공진기는, 제 1 또는 제 2 탄성 표면파 필터와 입력 단자 사이 또는 제 1 또는 제 2 탄성 표면파 필터와 출력 단자 사이에서 직렬로 접속되고, 각각 직렬로 접속되어 있는 복수개의 1-포트 탄성 표면파 공진기는 인터디지털 트랜스듀서(interdigital transducer; 이하 "IDT"라고 한다)의 피치 간격에 의하여 결정되는 주파수가 서로 다르게 되도록 배치된다.
본 발명의 다양한 바람직한 구현예의 다른 예에 따르면, 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 각각은 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 3 개의 IDT를 갖는 종결합(longitudinally-coupled) 탄성 표면파 필터를 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예 중 적어도 하나에 대한 다른 특정의 예에 따르면, 각각 3개의 IDT를 갖는 제 1 및 제 2 종결합 탄성 표면파 필터에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 종결합 탄성 표면파 필터는 서로 병렬로 접속되어, 표면파의 진행방향에 대하여 제 1 및 제 2 종결합 탄성 표면파 필터의 양쪽에 위치한 IDT는 그 사이에 위치한 입력(출력) 단자를 공유하게 하고, 동시에, 상기 제 1 및 제 2 종결합형 탄성 표면파 필터의 중심 IDT는 그 사이에 위치한 출력(입력) 단자를 공유하게 한다.
본 발명의 다양한 바람직한 구현예의 다른 예에 따르면, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기 중 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기에서, 세선화(thinning method) 또는 다른 적당한 방법에 의하여 IDT가 가감된다.
본 발명에 따른 탄성 표면파 장치의 바람직한 구현예에 대한 다른 예에 따르면, 상기 입력 단자 및 출력 단자 각각에 부가되어 병렬로 접속된 인덕턴스 소자를 더 포함한다.
입력 단자에 부가되어 병렬로 접속된 인덕턴스 소자의 인덕턴스 값은, 출력 단자에 부가되어 병렬로 접속된 인덕턴스 소자의 인덕턴스 값과 달라지도록 배치된다.
본 발명의 다양한 바람직한 구현예의 또 다른 특정 예에 따르면, 제 1 탄성 표면파 필터의 전극막 두께는 제 2 탄성 표면파 필터의 전극막 두께와 다르게 조정된다.
본 발명의 다양한 바람직한 구현예의 또 다른 특정 예에 따르면, 상기 제 1 탄성 표면파 필터와 상기 제 2 탄성 표면파 필터는 서로 병렬로 압전 기판상에 배치된다.
본 발명의 다양한 바람직한 구현예의 또 다른 특정 예에 따르면, 입력 단자 및/또는 출력 단자는 평형 신호 단자(balanced-signal terminal)가 되도록 배치된다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따른 통신 장치는, 대역 통과 필터로서 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 서로 다른 중심 주파수를 갖는 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터의 입력 및 출력 단자는 이러한 상기 탄성 표면파 필터 사이에서 공유되며, 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기는, 입력 단자와 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 중 적어도 하나와의 사이 또는 출력 단자와 제 1 및 제 2 탄성 표면파 중 적어도 하나와의 사이 중 적어도 한쪽에서, 제 1 또는 제 2 탄성 표면파 필터와 직렬로 접속된다. 그러므로, 상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터가 서로 병렬로 접속되어 있는 구조에서 임피던스 정합을 쉽게 이룰 수있게 된다.
상기 1-포트 탄성 표면파 공진기의 반공진 주파수는, 바람직하게는, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기가 직렬로 접속되어 있는 쪽에 배치된 탄성 표면파 필터의 통과대역의 주파수 보다 더 높은 주파수 대에 있기 때문에, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기가 직렬로 접속되어 있는 쪽에 배치된 탄성 표면파 필터의 통과 대역의 고주파 측에서의 감쇠값(attenuation value)이 증가될 수 있다.
종래의 예에서는 외부 소자에 대한 임피던스 정합을 위하여 많은 수의 소자를 접속할 필요가 있었지만, 본 발명에 따른 바람직한 구현예에서는, 외부 소자에 접속될 소자의 수는 상당히 감소되며, 그로 인해, 실장 면적 또한 상당히 감소할 수 있게 된다.
1-포트 탄성 표면파 공진기가 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터와 입력 단자 사이에 각각 접속될 때, 전력에 대한 저항은 상당히 향상된다.
복수개의 1-포트 탄성 표면파 공진기가 다단 직렬 접속으로 접속될 경우, 전력에 대한 저항은 더 많이 향상된다.
적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기가, 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 중 적어도 하나와 입력 단자와의 사이 또는 제 1 및 제 2 탄성 표면파 중 적어도 하나와 출력 단자와의 사이 중 적어도 한쪽에서 직렬로 접속되며, 서로 병렬로 접속되는 복수개의 1-포트 탄성 표면파 공진기에서 IDT의 피치 간격에 의하여 결정되는 주파수가 서로 다를 경우, 전력에 대한 저항이 크게 향상될 뿐 아니라, 통과 대역의 주파수 보다 높은 주파수 측에서의 첨예도 또한 향상되어, 통과 대역에서발생하는 리플(ripple)이 현저하게 감소한다.
1-포트 탄성 표면파 공진기 중 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기에서 IDT가 세선화될 경우(thin out), 반 공진은 공진 주파수 측으로 접근되고, 그로 인해, 통과 대역의 고주파 측 근처에서 더 많은 감쇠값이 얻어진다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 각각이, 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 세 개의 IDT를 갖는 종결합 탄성 표면파 필터를 포함하는 경우, 상기 종결합 탄성 표면파 필터를 사용함으로써 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터의 소형화를 이룰 수 있게 된다.
구조에 있어서, 각각 세 개의 IDT를 갖는 제 1 및 제 2 종결합형 탄성 표면파 필터에서, 상기 제 1 및 제 2 종결합형 탄성 표면파 필터는 서로 병렬로 접속되어, 표면파의 진행방향에 있어서 제 1 및 제 2 종결합형 탄성 표면파 필터의 양단에 위치한 IDT들은 그 사이의 입력(출력) 단자를 공유하게 하고, 동시에, 제 1 및 제 2 종결합형 탄성 표면파 필터의 중심 IDT들이 그 사이의 출력(입력) 단자를 공유하게 하여 통과 대역에서의 삽입 손실은 훨씬 더 감소한다.
입력 및 출력 단자에 각각 부가되어 병렬로 접속된 인덕턴스 소자가 더 제공될 경우, 이러한 인덕턴스 소자에 의하여 임피던스는 보다 적절하게 정합될 수 있게 된다.
상기 입력 단자에 부가되어 병렬로 접속된 인덕턴스 소자의 인덕턴스 값이 출력 단자에 부가되어 병렬로 접속된 인덕턴스 소자의 인덕턴스 값과 다를 경우, 입력 단자측 및 출력 단자측 각각에서 임피던스 정합은 최적화 될 수 있게 된다.
제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터의 전극막 두께는 실질적으로 동일하지만, 각각의 탄성 표면파 필터의 특성별로 최적화되기 위하여 두께가 달라질 수 있는데, 이는 궁극적으로 달성할 수 있는 자유도를 증가시킬 수 있다.
그 구조에 있어서, 상기 제 1 탄성 표면파 필터와 제 2 탄성 표면파 필터는 압전 기판상에서 서로 병렬로 접속되며, 본 발명의 다향한 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 소형화가 이루어지며, 기판 및 패키지 상에서 전극 설계의 단순화를 이룰 수 있게 된다.
본 발명의 설명하기 위하여, 현재 제안된 몇 가지의 형태의 도면이 제시되어 있다. 그러나, 본 발명은 상기 제시된 장치들의 구체적인 배치에 한정되지 않는다.
본 발명의 다양한 구현예에 따른 다른 특징, 요소, 구성 및 이점은 도면을 참고로 하는 하기의 바람직한 구현예에 대한 상세한 설명에 의하여 보다 명확해질 것이다.
<바람직한 구현예>
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여, 본 발명의 많은 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치는, 일본 PDC의 800MHz 대역에 있어서, 복수개의 수신측 주파수 대역에서 작동할 수 있는 탄성 표면파 필터이다. 상기 PDC의 800MHz 대역에서는, 810MHz 내지 843MHz 범위의 수신측 주파수 대역 및 870MHz 내지 885MHz 범위의 수신측 주파수 대역이 사용된다.
도 1에서 보는 바와 같이, 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 입력단은 입력 단자(3)에 공통으로 접속되어, 그 사이의 입력 단자(3)를 공유하고 있다. 비슷하게, 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 출력단은 출력 단자(4)에 공통으로 접속되어, 그 사이의 출력 단자(4)를 공유하고 있다. 다시 말해서, 탄성 표면파 필터(1 및 2)는 입력 단자(3)와 출력 단자(4) 사이에서 서로 병렬로 접속되어 있다.
바람직하게는, 각각의 탄성 표면파 필터(1 및 2)는 복수개의 IDT가 압전 기판상에 제공되어 있는 구조이다. 도 2는 탄성 표면파 필터(1)의 전극 구조를 보여주는 개요 평면도이다.
대역폭을 넓히기 위해, 탄성 표면파 필터(1)에 있어서 바람직하게는 36° Y-커트 X-방향 전파(Y-cut, X-propagation) LiTaO3기판이 주로 사용된다. 그러나, 압전 기판의 재료로서, 다른 압전 단일결정 또는 압전 세라믹이 대신 사용되어 질 수도 있다.
압전 기판의 상면(top surface)에는, 바람직하게는 세 개의 IDT(1a 내지 1c)가 형성된다. 반사기(1d 및 1e)는 상기 IDT(1a 내지 1c)가 형성되어 있는 영역 바깥에 배치된다. 즉, 상기 탄성 표면파 필터(1)는 세 개의 IDT를 갖는 1단의 종결합형 회로 구성을 하고 있다. 그러나, 상기 탄성 표면파 필터(1)는 다른 구조를 갖는 탄성 표면파 필터로서 형성될 수도 있다.
이상의 설명은 탄성 표면파 필터(1)를 예를 들어 설명하였지만, 다른 탄성 표면파 필터(2)도 역시 상기 탄성 표면파 필터(1)의 경우와 마찬가지로 형성되어 질 수 있다.
그러나, 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터(1 및 2)는 서로 다른 중심 주파수를 갖도록 배치된다. 특히, 탄성 표면파 필터(1)은 810MHz 내지 843MHz 대역에 대응하기 위하여 바람직하게는 약 828.5MHz의 중심 주파수를 가지며, 탄성 표면파 필터(2)는 870MHz 내지 885MHz 대역에 대응하기 위하여 바람직하게는 약 877.5MHz의 중심 주파수를 갖는다.
입력 단자 3과 탄성 표면파 필터(1)의 입력단 사이에, 상기 탄성 표면파 필터(1)와 직렬로 1-포트 탄성 표면파 공진기(5)가 접속되어 있다. 비슷하게, 입력 단자 3과 탄성 표면파 필터(2)의 입력단 사이에, 상기 탄성 표면파 필터(2)와 직렬로 1-포트 탄성 표면파 공진기(6)가 접속되어 있다. 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(5 및 6)는 공통적으로 입력 단자(3)에 접속되어 있다. 즉, 상기 탄성 표면파 공진기(5 및 6)의 일단은 입력 단자(3)와 접속되어 있는 접속점(7)과 접속되어 있다.
반면, 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 출력단이 공통으로 접속되어 있는 접속점(8)과 탄성 표면파 필터(2)의 출력단 사이에는, 상기 탄성 표면파 필터(2)와직렬로 1-포트 탄성 표면파 공진기(9)가 접속되어 있다.
각각의 1-포트 탄성 표면파 공진기(5, 6 및 9)는, 하나의 IDT 및 탄성 표면파의 전파 방향에 있어서 상기 IDT의 양쪽에 배치된 반사기를 갖는 구조로 되어 있다. 한편, 상기 각각의 1-포트 탄성 표면파 공진기(5, 6 및 9)는 반사기를 갖지 않는 구조일 수도 있다. 그러나, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기에 있어서, 상기 IDT의 양쪽에 반사기가 배치되어 있는 구조가 더 높은 Q값을 가지게 된다. 따라서, 상기 설명한 바와 같이, 반사기를 갖는 1-포트 탄성 표면파 공진기를 사용하는 것이 더 바람직하다.
입력 단자(3)와 접속점(7) 사이의 접속점(10)과 접지 전위 사이에, 임피던스 정합을 위해 인덕턴스 소자(11)가 접속되어 있다. 비슷하게, 접속점(8)과 출력 단자(4) 사이의 접속점(12)과 접지 전위 사이에, 임피던스 정합회로를 형성하기 위한 인덕턴스 소자(13)가 접속되어 있다. 당해 바람직한 구현예에서, 인덕턴스 소자(11) 및 인덕턴스 소자(13)의 인덕턴스 값은, 바람직하게는 각각 10nH 및 12nH가 되는 것이 좋다. 즉, 상기 인덕턴스 소자(11 및 13)는 서로 다른 인덕턴스 값을 갖도록 배치된다.
도 1에서, 실선 A는 패키지의 바깥 윤곽을 대략적으로 나타낸 것이다. 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치에서, 인덕턴스 소자(11 및 13)를 제외한 다른 모든 소자는 바람직하게는 패키지 내에서 동일한 압전 기판에 형성된다. 그러나, 그 대신 탄성 표면파 필터(1 및 2) 및 1-포트 탄성 표면파 공진기(5, 6 및 9)를 다른 압전 기판에 형성하여 패키지 내에 복수개의 압전 기판이 배치되도록 할수도 있다.
도 3은 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치에 사용된 탄성 표면파 필터(1)의 삽입 손실의 주파수 특성을 나타내며, 도 4는 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치에 사용된 1-포트 탄성 표면파 공진기(5)의 삽입 손실의 주파수 특성을 나타낸다. 여기서, 도 3 및 도 4와 추후 설명할 도 5, 도 7, 도 9 및 도 10에서 점선으로 표시된 주파수 특성은, 실선으로 표시된 주파수 특성을 종축의 오른쪽에서의 척도로 확대하여 얻은 확대된 특성이다.
제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 및 제 1 및 제 2의 1-포트 탄성 표면파 공진기의 구체적인 값들은 하기 표 1에 나타나 있다.
필터 1 필터 2 공진기 5 공진기 6 공진기 9
교차폭(㎛) 270 320 50 64 64
IDT 쌍의 수 9/14/9 10/17/10 100 50 100
IDT 파장(㎛) 4.74 4.52 4.69 4.40 4.40
반사기 파장(㎛) 4.89 4.56 4.69 4.40 4.40
IDT 효율(duty) 0.75 0.75 0.50 0.70 0.70
반사기 효율(duty) 0.55 0.55 0.50 0.70 0.70
IDT-IDT 사이의 간격 1.28λI 0.33λI - - -
IDT-반사기사이의 간격 0.55λR 0.50λR 0.50λR 0.50λR 0.50λR
반사기의 수 50 60 30 25 25
Al 막의 두께 0.08λI 0.084λI 0.081λI 0.086λI 0.086λI
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 탄성 표면파 필터(1)의 IDT 부분에서 상기 Al 전극막의 두께는 파장의 약 8％, 즉, 약 0.08λ가 되도록 조정된다. 당해 바람직한 구현예에서, 상기 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 Al 전극막의 두께는 실질적으로 동일하다. 그러나, 최적의 막 두께를 갖는 Al 전극이 되도록 하는 상기 탄성 표면파 필터(1 및 2)를 구성하기 위하여, 상기 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 Al 전극막 두께가 서로 다르게 되도록 구성하여, 특성의 자유도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.
탄성 표면파 필터(1)의 통과 대역은 810MHz 내지 843MHz인 반면, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(5)의 반공진 주파수 fa는 866MHz이다. 즉, 탄성 표면파 공진기(5)의 반공진 주파수 fa는, 바람직하게는, 상기 탄성 표면파 공진기(5)가 직렬로 접속되어 있는 탄성 표면파 필터(1)의 통과 대역에서 고주파측 단부에서의 주파수보다 높다. 마찬가지로, 1-포트 탄성 표면파 공진기(6 및 9) 각각의 반공진 주파수는 992MHz로서, 이는 바람직하게는 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(6 및 9)가 접속되어 있는 탄성 표면파 필터(2)의 통과 대역에서 고주파측 단부에서의 주파수보다 높다.
PDC의 800MHz 대역에서, 송신측 주파수 대역은 893MHz 내지 898MHz 대역 및 925MHz 내지 960MHz 대역 내에 있다. 그러므로, 수신용 탄성 표면파 장치에서, 이러한 송신측 주파수 대역에서의 감쇠값이 높을 것이 요구된다.
당해 바람직한 구현예에서, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(6 및 9)는 중심 주파수가 비교적 높은 탄성 표면파 필터(2)의 입력측 및 출력측과 직렬로 접속되어 있다. 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(6 및 9)의 반공진 주파수를 송신측 주파수 대역에 정합시킴으로써, 송신측 주파수 대역에서의 감쇠값은 상당히 증가하게 된다.
또한, 입력 및 출력 단자(3 및 4)와 탄성 표면파 필터(2) 사이에 각각 직렬로 접속되어 있는 1-포트 탄성 표면파 공진기의 수를 증가시킴으로써, 감쇠값을 훨씬 더 증가시킬 수 있다. 이러한 목적을 위하여 당해 바람직한 구현예에서 두 개의 1-포트 탄성 표면파 공진기(6 및 9)는, 비교적 높은 중심 주파수를 갖는 탄성 표면파 필터(2)에 직렬로 접속되어 임피던스 정합을 이룬다. 또한, 그러한 구조로서, 송신측 주파수 대역에서 높은 감쇠값을 얻을 수 있다.
상기 인덕턴스 소자(11 및 13)가 서로 다른 인덕턴스 값을 갖도록 배치되게 하는 이유는, 상기 각각의 인덕턴스 소자마다 최적의 인덕턴스 값이 선택되기 때문이다. 상기 탄성 표면파 필터(1 및 2)는 광대역 필터 특성이 요구된다. 그러므로, 통상, 광대역 설계에 적당한 3-IDT 또는 5-IDT 형의 탄성 표면파 필터가 종종 사용된다. 광대역 설계에 적당한 이와 같은 탄성 표면파 필터에 있어서, 입력측 임피던스와 출력측 임피던스는 서로 다르다. 상기 입력측과 출력측 사이의 임피던스 정합을 최적화하기 위하여, 상기 설명한 바와 같이 서로 다른 인덕턴스 값을 갖는 인덕턴스 소자(11 및 13)를 사용하는 것이 바람직하다.
도 5는 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여준다.
비교를 위하여, 인덕턴스 소자 및 커패시터에 의해서만 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 임피던스 정합이 이루어지는 구조를 갖는 탄성 표면파 장치를 제조하였다. 도 6은 이러한 탄성 표면파 장치의 회로 구성을 보여주는 도면이다. 도 6에서, 탄성 표면파 필터(21 및 22)는 상기 바람직한 구현예의 탄성 표면파 필터(1 및 2)와비슷하게 구성되어 있다. 도 6에서, 커패시터(23) 및 인덕턴스(24)를 포함하는 임피던스 정합회로 및 커패시터(25) 및 인덕턴스(26)을 포함하는 임피던스 정합회로는 각각 탄성 표면파 필터(21 및 22)와 입력 단자(3) 사이에 배치되어 있다. 또한, 커패시터(27) 및 인덕턴스(28)을 포함하고 있는 임피던스 정합회로는 탄성 표면파 필터(22)와 출력 단자(4) 사이에 삽입되어 있다.
이러한 탄성 표면파 필터는 다른 점에 있어서는 상기 제 1 바람직한 구현예에 의한 탄성 표면파 장치(1)와 동일한 방법으로 구성되어 있다. 탄성 표면파 장치에 대한 비교예도 또한 그렇게 제조되었다.
이러한 탄성 표면파 장치에 대한 비교예에서, 인덕턴스 소자(11, 13, 24, 26 및 28)의 인덕턴스 값은 각각 10nH, 10nH, 15nH, 12nH 및 15nH이다. 커패시터(23, 25 및 27)의 용량은 각각 3pF, 3pF 및 8pF이다. 도 6에서, 지시문자 A로 표시되는 부분은 패키지의 외곽선이다.
도 7은 상기 설명한 바와 같이 제조된 비교예에 의한 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여준다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치를 상기 비교예에 의한 탄성 표면파 장치와 비교할 때, 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치는 단지 2 개의 외부 소자를 사용하는데 비하여, 비교예에 의한 탄성 표면파 장치는 8 개의 외부 소자를 사용한다. 따라서, 당해 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치에서는 1-포트 탄성 표면파 공진기(5, 6 및 9)를 사용하기 때문에 탄성 표면파 장치 자체는 크기가 비교적 크지만, 전체 실장 면적은 상당히 작아진다.
도 5와 도 7의 비교에서 분명해지는 바와 같이, 종래의 예에 대응하는 비교예에서의 탄성 표면파 필터에 의한 주파수 특성과 비교할 때, 통과 대역에서 고주파측의 감쇠값은 상당히 증가한다. 925MHz 내지 960MHz 에서의 감쇠값을 비교할 때, 비교예에서는 감쇠값이 14dB인데 반해 당해 바람직한 구현예에서는 상기 감쇠값이 34dB임을 알 수 있다. 즉, 당해 바람직한 구현예에서는 상기 비교예의 감쇠값에 비하여 감쇠값이 20dB 증가된 값을 나타낸다는 것을 알 수 있다.
그러므로, 당해 바람직한 구현예에 따르면, 전체 실장 면적은 상당히 감소하고, 또한 통과 대역에서 고주파 측의 감쇠값이 현저하게 증가한다.
또한, 당해 바람직한 구현예에서는, 각각의 탄성 표면파 필터(1 및 2)와 입력 단자(3) 사이에 1-포트 탄성 표면파 공진기(5 및 6)가 각각 삽입되기 때문에, 전력에 대한 저항이 현저하게 향상된다.
하나 또는 두 개의 탄성 표면파 공진기(5, 6 및 9)가 생략되고, 대신 비교예의 경우에서와 같이 인덕턴스 소자와 커패시터를 사용하여 임피던스를 정합함으로써 정합되지 않는 임피던스를 조정할 수도 있다. 이러한 경우에 있어서도, 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기가 패키지(12) 내에 배치되기 때문에, 실장 면적은 감소될 수 있고, 통과 대역의 고주파 측에서의 감쇠값은 비교예의 경우보다 훨씬 커질 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 다양한 구현예에 있어서, 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기를, 탄성 표면파 필터(1 및 2)와 입력 단자 사이 또는 상기 탄성 표면파 필터와 출력 단자 사이 중 적어도 한 곳에 직렬로 접속시킴으로써, 인덕턴스 및 커패시터만을 사용하거나 전송 선로를 사용하여 임피던스 정합을 이루는 경우보다 통과 대역의 고주파 측에서의 감쇠값을 더 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치을 설명하는 회로도이다.
두 개의 1-포트 탄성 표면파 공진기(41 및 42)가 제 2 탄성 표면파 필터(2)와 입력 단자(3) 사이에 직렬로 접속되어 있다는 것을 제외하고는, 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치는 상기 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 필터 장치와 비슷하게 구성되어 있다. 그러므로, 제 1 바람직한 구현예에서와 동일한 소자는 동일한 참고번호를 사용하여 표시하고, 구체적인 설명은 제 1 바람직한 구현예의 설명으로 대체하여 생략한다.
상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(41 및 42)의 전체 용량은 상기 제 1 바람직한 구현예에서 사용되었던 1-포트 탄성 표면파 공진기(6)의 용량과 동일하게 되도록 조정된다. 즉, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(41 및 42) 각각의 IDT 쌍의 수는 100개이다. 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(41 및 42) 각각의 반공진 주파수는 922MHz 인데, 이는 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(9)의 반공진 주파수와 동일하다.
도 9는 도 8에 나타난 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 상세 구조를 보여주는 개요 평면도이다.
도 9에 나타난 탄성 표면파 장치에 있어서, 제 1 탄성 표면파 필터(1)는 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 세 개의 IDT(101 내지 103)를 가지고 있으며, 제 2 탄성 표면파 필터(2)는 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 세 개의 IDT(104 내지 106)을 가지고 있다. 상기 도 9에서 명백한 것처럼, 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 입력단은 압전 기판 A 상에서 이러한 필터 사이에서 공유되며, 본딩 와이어(107)을 통하여, 패키지에 제공되는 입력 단자(107)에 접속된다.
제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 출력측은 본딩 와이어(108 및 109)를 통하여, 패키지에 제공된 출력 단자(123)에 공통으로 접속되어, 그 사이의 출력 단자(123)를 공유한다. 여기서, 참고 번호 110 내지 115는 접지 전위에 접속된 본딩 와이어를 가리키며, 참고 번호 116, 118 내지 122, 124 및 125는 패키지에 제공된 접지 단자를 가리킨다.
도 9에 나타난 제 2 바람직한 구현예에 있어서, 제 1 탄성 표면파 필터(1)의 IDT(101 및 103) 및 제 2 탄성 표면파 필터(2)의 IDT(104 및 106), 즉, 표면파의 진행방향에 대하여 양측에 배치된 IDT는 입력 단자에 접속된다. 상기 제 1 탄성 표면파 필터(1)의 중심 IDT(102) 및 제 2 탄성 표면파 필터(2)의 중심 IDT(105)는 출력 단자에 접속되어 있다.
도 10은 본 발명의 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여준다. 상기 도 10과 상기 본 발명의 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여주는 도 5의 비교로부터 명백한 것처럼, 통과 대역 근처에서 제 1 및 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성은 동일하다. 그러나, 통과 대역의 고주파 측에서, 제 2 바람직한 구현예는상기 제 1 바람직한 구현예에서보다 감쇠값이 더 크다. 특히, 925MHz 내지 960MHz 에서의 감쇠값은 상기 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치에서보다 그 값이 1dB 증가된 것으로 나타났다.
또한, 제 2 바람직한 구현예에서와 같이, 복수개의 1-포트 탄성 표면파 공진기를 다단직렬 접속의 방법으로 접속시킴으로써, 전력에 대한 저항을 상기 제 1 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치에서보다 더 향상시킬 수 있다.
이어, 상기 제 2 바람직한 구현예에 대한 제 1 변형예를 설명한다. 당해 변형예에 대한 회로 구성은 제 2 바람직한 구현예의 회로 구성과 비슷하다. 상기 변형예가 상기 제 2 바람직한 구현예와 다른 점은, 1-포트 탄성 표면파 공진기(9, 41 및 42)의 IDT 각각에서 전극지의 피치 간격에 의하여 결정되는 주파수들이 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기마다 서로 다르게 조정된다는 점 뿐이다. 특히, 제 2 바람직한 구현예에서, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(9, 41 및 42)의 반공진 주파수는 바람직하게는 약 922MHz이다. 반면, 당해 변형예에서, 1-포트 탄성 표면파 공진기(9, 41 및 42) 각각의 IDT의 전극지의 피치 간격은 바람직하게는, 각각 약 4.369㎛, 4.406㎛ 및 4.339㎛가 되어, 1-포트 탄성 표면파 공진기(9, 41 및 42)의 반공진 주파수는 각각 926MHz, 918MHz 및 922MHz가 된다.
도 11은 본 발명의 바람직한 구현예의 변형예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 나타낸다. 상기 도 11과 당해 바람직한 구현예에 따른 도 10과의 비교에서 명백한 바와 같이, 통과 대역의 고주파 측에서의 첨예도는, 제 2 바람직한구현예에 따른 탄성 표면파 필터에서의 보다 훨씬 향상되었다. 특히, 제 2 바람직한 구현예에서, 919MHz 이상의 주파수 대역에서 30dB 이상의 감쇠값이 얻어진 반면, 당해 변형예에서는 916MHz 이상의 주파수 대역에서 30dB 이상의 감쇠값이 얻어졌다. 이는, 당해 변형예에서는 더 넓은 주파수 대역에서 높은 감쇠값을 얻을 수 있다는 것을 나타낸다.
또한, 당해 변형예에서는 870MHz 내지 885MHz 대역측의 통과대역에서의 리플이 제 2 바람직한 구현예에의한 경우보다 적음을 알 수 있다. 이는, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(9, 41 및 42)의 반공진 주파수를 서로 다르게 설정함으로써, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기의 상기 반공진 주파수 근처에서 발생하는 리플이 서로 상쇄되기 때문이다.
이어, 상기 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치에 대한 제 2 변형예를 설명한다. 상기 제 2 변형예에 따른 탄성 표면파 장치의 회로 구성은 제 2 바람직한 구현예의 회로 구성과 비슷하다.
상기 제 2 변형예에서, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(9, 41 및 42) 각각의 IDT들은 바람직하게는 하기와 같이 세선화(thinning out) 된다. IDT에서 탄성 표면파의 진행방향에 대하여 실질적으로 수직으로 연장되어 있는 복수개의 전극지는 상기 탄성 표면파의 진행방향을 따라 배치되어 있다. 정규형(normalized)의 IDT에서, 상기 복수개의 전극지는, 교대로(alternately) 변하는(교차되어 인가되어 있는) 전위에 연속적으로 접속된다. 이러한 경우 이웃한 전극지의 배열을 "1"로표시되도록 하고, 세선화에 의하여 두 개의 인접한 전극지가 동일한 전위에 접속되는 배열을 "0"으로 표시한다. 상기와 같은 표시 방법을 사용할 경우, 상기 변형예에서 탄성 표면파의 진행 방향에 있어서 IDT의 중심부는 세선화되어 "1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1"로 표시되고, 탄성 표면파의 진행 방향에 있어서 양단의 근처는 세선화되어 "1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0 ... "과 같이 표시되며, 탄성 표면파의 진행 방향에 있어서 중심부와 탄성 표면파의 진행 방향에 있어서 단부의 사이는 "1, 1, 1, 1 ... "로 표시된다.
따라서, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(9, 41 및 42) 각각의 IDT의 전극지를 세선화 함으로써, 반공진 주파수는 공진 주파수 측으로 접근하게 된다. 이는 통과 대역 근처에서 높은 감쇠값을 얻을 수 있도록 한다. 여기서, 상기 세선화는 1-포트 탄성 표면파 공진기의 용량을 감소시키기 때문에, 그에 대응하여 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기(9, 41 및 42) 및 탄성 표면파 필터(1 및 2)는 제 2 바람직한 구현예에서와는 다르게 설계된다.
도 12는 본 발명의 바람직한 구현예에 대한 제 2 변형예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 보여준다. 상기 도 12에 나타난 주파수 특성과 도 10에 나타난 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 주파수 특성을 비교함으로써, 통과 대역의 고주파 측에서의 첨예도 및 감쇠 특성에 있어서, 당해 제 2 바람직한 변형예는 제 2 바람직한 구현예보다 우수하다는 것을 알 수 있다. 감쇠값이 15dB 이상인 주파수 대역에서 제 2 변형예와 제 2 바람직한 구현예를 비교할 때, 제 2 바람직한 구현예에서는 911MHz 이상의 주파수 대역에서 감쇠값이 15dB 이상으로 얻어진 데 비하여, 상기 제 2 변형예에서는 892MHz 이상의 주파수 대역에서 감쇠값이 15dB 이상으로 얻어졌다. 이는 상기 제 2 변형예에서는 더 넓은 주파수 대역에 걸쳐 높은 감쇠값을 얻었다는 것을 나타낸다. 따라서, 상기 제 2 변형예에 따른 탄성 표면파 장치에 의하여 893MHz 내지 898MHz 주파수 대역에서도 높은 감쇠값을 얻을 수 있게된다.
도 13은 도 9에 나타난 제 2 바람직한 구현예에 따른 구조에서의 주파수 특성을 보여주는데, 여기서, 탄성 표면파 필터(1 및 2)는 상기 제 2 변형예에 따른 상기 탄성 표면파 장치와 비슷하게 배치되며, 탄성 표면파 필터(1)의 IDT(101 및 103) 및 제 2 탄성 표면파 필터(2)의 IDT(105)는 입력 단자에 접속되고, 제 1 탄성표면파 필터(1)의 IDT(102) 및 탄성 표면파 필터(2)의 IDT(104 및 106)는 출력 단자에 접속된다.
도 13에 나타난 주파수 특성을 도 12에 나타난 주파수 특성과 비교할 때, 통과 대역에서의 삽입 손실에 있어서, 도 13에 나타난 주파수 특성은 도 12에 나타난 주파수 특성보다 열등하다는 것을 알 수 있다.
이는, 두 개의 종결합형 탄성 표면파 필터(1 및 2)가 병렬로 접속되어 있을 때, 탄성 표면파의 진행 방향의 양쪽에서 상기 필터(1 및 2)의 IDT를 서로 병렬로 접속하고, 이러한 상기 필터(1 및 2)의 중심 IDT를 서로 병렬로 접속하게 한다.
도 14는 도 9에 나타난 제 2 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치의 다른 변형예를 보여준다. 상기 도 9에 나타난 탄성 표면파 장치에 있어서, 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 출력단은 본딩 와이어를 통하여 패키지의 출력 단자에 공통으로 접속되어 그 사이의 출력 단자를 공유하지만, 반면, 도 14에 나타난 변형예에서는 상기 탄성 표면파 필터(1 및 2) 각각의 입력 단부측 및 출력 단부측은 압전 기판(A) 상에서 서로 공통될 수 없도록 만들어 졌다.
탄성 표면파 필터(1 및 2)의 입력단은, 본딩 와이어(201)에 의하여, 패키지에 제공된 입력 단자(210)에 접속되어 있고, 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 출력단은, 본딩 와이어(202)에 의하여, 패키지에 제공된 출력단자(216)에 접속되어 있다. 여기서, 참고 번호 203 내지 208은 접지 전위에 접속된 본딩 와이어를 나타내고, 참고 번호 209, 211 내지 215, 217 및 218은 패키지에 배치되어 접지 전위와 접속되어 있는 전극 패드를 나타낸다.
제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 입력단 및 출력단 각각을 압전 기판(A) 상에서 공통으로 사용할 수 있도록 함으로써, 프로브를 통하여 웨이퍼로서의 전기적 특성을 점검할 수 있다. 또한, 페이스 다운 실장법(face-down mounting method)에 의하여 압전 기판에 패키지가 고정되어 전기적으로 접속될 때, 탄성 표면파 필터(1 및 2) 각각의 입력단 및 출력단이 압전 기판(A) 상에서 공통으로 사용될 수 있도록 만들어지기 때문에 패키지 측의 전극 설계가 간소화된다.
도 15는 도 8에 나타난 제 2 바람직한 구현예에 대한 또 다른 변형예를 나타낸다. 여기서, 출력 단자는 바람직하게는 평형 신호(balanced-signal) 단자이다. 도 15에 나타난 상기 변형예의 구조가 도 8에 나타난 구조와 다른 점은, 탄성 표면파 공진기(9)의 전극지의 교차폭(간극)이 바람직하게는 도 8에 나타난 탄성 표면파공진기(9)의 교차폭의 약 1/2이라는 것과, 동일한 설계로 된 탄성 표면파 공진기(9a)가 더 접속되어 있다는 것이다. 탄성 표면파 필터(1 및 2)의 두 개의 평형 신호 단자는 각각 출력 단자(4 및 4a)에 접속되어 있고, 인덕턴스(13)는 상기 출력 단자(4 및 4a)를 가로질러 병렬로 접속되어 있다. 도 15에 나타난 구조에 의하여 평형 신호를 출력하는 탄성 표면파 장치를 얻을 수 있다. 당해 바람직한 구현예와는 반대로, 상기 입력측은 평형 신호 단자일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치는 다양한 대역 통과 필터로 사용될 수 있다.
대역 통과 필터로서 본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따른 탄성 표면파 장치를 사용하는 통신 장치를 하기 도 16을 참고하여 설명한다.
도 16에서, 듀플렉서(162)는 안테나(161)에 접속되어 있다. RF 단을 구성하는 탄성 표면파 필터(164) 및 증폭기(165)는 듀플렉서(162)와 수신측 혼합기(163) 사이에 접속된다. IF 단을 구성하는 탄성 표면파 필터(169)는 상기 혼합기(163)에 접속되어 있다. 반면, RF 단을 구성하는 증폭기(167) 및 탄성 표면파 필터(168)는 듀플렉서(162)와 송신측 혼합기(166) 사이에 접속되어 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따라 구성된 탄성 표면파 장치는 상기 통신 장치(160)에서 RF 단 탄성 표면파 필터(164 또는 168)로서 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예만이 기술되었지만, 하기 특허청구범위내에서 상기 기재된 원리를 수행하는 다양한 변형을 이룰 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 기재에 의하여만 한정될 뿐, 상기 바람직한 구현예에 의하여 한정되지 않는다.
본 발명은 대역 통과 필터로서 사용되는 탄성 표면파 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 대역 통과 필터를 포함하는 탄성 표면파 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 패키지가 커지지 않게 되게 되어, 필터 장치가 휴대 전화 기타 다른 장치의 회로 기판에 실장될 때 실장 면적이 커지지 않게되기 때문에 소형화를 이룰 수 있다.

Claims (15)

  1. 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속된 제 1 탄성 표면파 필터;
    상기 제 1 탄성 표면파 필터의 중심 주파수와는 다른 중심 주파수를 가지며, 상기 제 1 탄성 표면파 필터와 병렬로, 상기 입력 단자와 출력 단자 사이에 접속되는 제 2 탄성 표면파 필터; 및
    상기 입력 단자와 상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 중 적어도 하나와의 사이 및 출력 단자와 상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 중 적어도 하나와의 사이 중 적어도 한 쪽에서, 상기 제 1 또는 제 2 탄성 표면파 필터와 직렬로 접속되는 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기의 반공진 주파수는, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기가 직렬로 접속되어 있는 쪽에 배치된 상기 탄성 표면파 필터의 통과 대역의 주파수보다 더 고주파인 쪽에 위치해 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 탄성 표면파 필터의 중심 주파수가 상기 제 1 탄성 표면파 주파수의 중심 주파수보다 더 높은 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1의 1-포트 탄성 표면파 공진기는 상기 제 2 탄성표면파 필터와 상기 입력 단자 사이에 직렬로 접속되어 있고, 상기 제 2의 1-포트 탄성 표면파 공진기는 상기 제 2 탄성 표면파 필터와 출력 단자 사이에 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 복수개의 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기가 다단 직렬 접속(multi-stage series connection)으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 적어도 두 개의 1-포트 탄성 표면파 공진기가, 상기 제 1 또는 제 2 탄성 표면파 필터와 상기 입력 단자 사이 또는 상기 제 1 또는 제 2 탄성 표면파 필터와 상기 출력 단자 사이에서 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 서로 직렬로 접속되어 있는 상기 복수개의 1-포트 탄성 표면파 공진기는 그 인터디지털 트랜스듀서(IDT)의 피치 간격에 의하여 결정되는 주파수가 서로 다른 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 1-포트 탄성 표면파 공진기들 중 적어도 하나의 1-포트 탄성 표면파 공진기에서 인터디지털 트랜스듀서가 가감된 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 탄성 표면파 필터 각각은 표면파의 진행 방향을 따라 배치된 3 개의 IDT를 갖는 종결합(longitudinally-coupled) 탄성 표면파 필터인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 각각 3개의 IDT를 갖는 상기 제 1 및 제 2 종결합 탄성 표면파 필터에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 종결합 탄성 표면파 필터는 서로 병렬로 접속되어, 표면파의 진행방향에 있어서 제 1 및 제 2 종결합 탄성 표면파 필터의 양쪽에 위치한 IDT는 그 사이에 위치한 입력 단자를 공유하고, 상기 제 1 및 제 2 종결합형 탄성 표면파 필터의 중심 IDT는 그 사이의 출력 단자를 공유하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 입력 단자 및 출력 단자에 부가되어 병렬로 접속된 인덕턴스 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 입력 단자에 부가되어 병렬로 접속된 인덕턴스 소자의 인덕턴스 값이 상기 출력 단자에 부가되어 병렬로 접속된 인덕턴스 소자의 인덕턴스 값과 다른 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 탄성 표면파 필터의 전극막 두께는 상기 제 2탄성 표면파 필터의 전극막 두께와 다른 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 탄성 표면파 필터와 상기 제 2 탄성 표면파 필터는 서로 병렬로 압전 기판상에 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 입력 단자 및 출력 단자 중 적어도 하나는 평형 신호(balanced-signal) 단자인 것을 특징으로 하는 탄성 표면파 장치.
  15. 대역 통과 필터로서 제 1항에 의한 탄성 표면파 장치; 및
    상기 탄성 표면파 장치를 실장하는 실장 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
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