WO2010052968A1 - 弾性波フィルタ装置 - Google Patents

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WO2010052968A1
WO2010052968A1 PCT/JP2009/065932 JP2009065932W WO2010052968A1 WO 2010052968 A1 WO2010052968 A1 WO 2010052968A1 JP 2009065932 W JP2009065932 W JP 2009065932W WO 2010052968 A1 WO2010052968 A1 WO 2010052968A1
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wave element
filter device
elastic wave
surge
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三宅高志
梅田圭一
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
    • H03H9/725—Duplexers

Definitions

  • the present invention relates to an acoustic wave filter device including an acoustic wave element composed of a pair of IDT electrodes provided on a piezoelectric substrate.
  • elastic wave filter devices that use electromechanical vibrations such as surface acoustic waves that use vibrations on the surface of piezoelectric substrates, bulk elastic waves that use vibrations inside piezoelectric substrates, and boundary acoustic waves that use vibrations at the interface of laminated piezoelectric substrates. It is used for RF filters for mobile phones.
  • the acoustic wave filter device is a filter circuit configured by providing an acoustic wave element on a piezoelectric substrate, and the acoustic wave element is composed of a pair of IDT electrodes in which mutual electrode fingers are interdigitally arranged.
  • Some acoustic wave elements have high withstand voltage characteristics (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an electrode pattern example of a conventional IDT electrode pair.
  • the IDT electrodes 101A and 101B shown in FIG. 1 (A) are provided on a piezoelectric substrate and include a plurality of electrode fingers 102 whose edges are formed in a right-angle shape. In this configuration, dielectric breakdown is likely to occur near a right-angled edge.
  • IDT electrodes 111A and 111B shown in FIG. 1B are provided on a piezoelectric substrate and include a plurality of electrode fingers 112 having edges formed in an arc shape. This configuration has high withstand voltage characteristics because the electrode finger spacing is uniform even near the arcuate edge.
  • the elastic wave filter device is constituted by the above-mentioned high voltage type IDT electrode pair, surge resistance of the elastic wave filter device is increased. However, this has an undesirable effect on the filter characteristics.
  • FIG. 2A is a diagram comparing the insertion loss in a surface acoustic wave filter having a right-angled electrode finger and the insertion loss in a surface acoustic wave filter having an arc-shaped electrode finger.
  • FIG. 2B is an enlarged view of the vicinity of the passband of the same insertion loss.
  • a broken line in the figure is an example of a right-angled electrode finger, and a two-dot chain line in the figure is an example of an arc-shaped electrode finger.
  • the band in which the insertion loss is smaller than 3 dB is narrower than in the case of the right-angled electrode finger, and the insertion loss in this band is also at most frequencies.
  • the filter characteristics are large and low in steepness.
  • the acoustic wave element employing the arc-shaped electrode finger is essentially inferior to the right-angled electrode finger not only in the surface acoustic wave filter but in general in the acoustic wave filter.
  • an object of the present invention is to provide an elastic wave filter device that has high withstand voltage characteristics and suppresses deterioration of filter characteristics.
  • This invention is an acoustic wave filter device comprising a reference withstand pressure type acoustic wave element and a high withstand voltage type acoustic wave element.
  • each acoustic wave element is a pair of IDT electrodes provided on a piezoelectric substrate.
  • the reference pressure-resistant acoustic wave device has a configuration in which the ends of the electrode fingers of the IDT electrode are formed at a right angle.
  • the high withstand voltage type acoustic wave element has a higher withstand voltage characteristic than the reference withstand voltage type acoustic wave element, and is inserted only in the surge line.
  • the surge line is a port-ground line through which a surge from the input / output port can flow when a reference withstand pressure type acoustic wave element is used instead of the high withstand voltage type acoustic wave element.
  • the high voltage type elastic wave element is inserted only in the surge line, the surge resistance in the surge line can be increased as compared with the case where the reference voltage type elastic wave element is used.
  • deterioration of the filter characteristics of the entire acoustic wave filter device can be suppressed by the reference pressure-resistant acoustic wave element having a configuration in which the ends of the electrode fingers of the IDT electrode are formed at right angles.
  • the plurality of acoustic wave elements on the surge line be a standard withstand pressure type acoustic wave element and a high withstand voltage type acoustic wave element. Accordingly, it is possible to further suppress the deterioration of the filter characteristics of the entire acoustic wave filter device while maintaining the surge resistance in the surge line into which the high-breakdown-voltage type acoustic wave element is inserted.
  • the acoustic wave element at a position where only one of the input / output port or the ground is different from the surge line and the surge line is a high breakdown voltage type.
  • only the acoustic wave element that conducts to the input / output port may be a high withstand voltage type, and among the plurality of acoustic wave elements on the surge line, it conducts to the ground.
  • Only the acoustic wave element may be a high breakdown voltage type.
  • the high pressure-resistant acoustic wave device includes an arc-shaped portion formed in an arc shape at the end of the electrode finger of the IDT electrode.
  • pressure-resistant elastic wave element can be made into a high pressure
  • the acoustic wave filter device includes a longitudinally coupled resonant acoustic wave filter in which a plurality of acoustic wave elements including a high withstand pressure type acoustic wave element and a reference withstand pressure type acoustic wave element are arranged in the acoustic wave propagation direction.
  • a longitudinally coupled resonant acoustic wave filter in which a plurality of acoustic wave elements including a high withstand pressure type acoustic wave element and a reference withstand pressure type acoustic wave element are arranged in the acoustic wave propagation direction.
  • the acoustic wave filter device includes a filter in which a plurality of acoustic wave elements including a high withstand pressure type acoustic wave element and a reference withstand pressure type acoustic wave element are connected in a ladder shape.
  • a filter in which a plurality of acoustic wave elements including a high withstand pressure type acoustic wave element and a reference withstand pressure type acoustic wave element are connected in a ladder shape.
  • the surge resistance can be improved as compared with the case where the reference voltage type elastic wave element is used instead of the high voltage type.
  • the reference pressure-resistant acoustic wave element having the configuration in which the ends of the electrode fingers of the IDT electrode are formed at right angles is used, it is possible to suppress deterioration of the filter characteristics of the entire acoustic wave filter device.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of an acoustic wave filter device according to a first embodiment of the present invention. It is a circuit diagram of an elastic wave filter device concerning a 2nd embodiment of the present invention. It is a circuit diagram of an elastic wave filter device concerning a 3rd embodiment of the present invention. It is a circuit diagram of the elastic wave filter apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. It is a circuit diagram of an elastic wave filter device concerning a 5th embodiment of the present invention. It is a circuit diagram of an elastic wave filter device concerning a 6th embodiment of the present invention. It is the circuit diagram of the object which performed the surge tolerance experiment. It is a figure which shows the mode of the dielectric breakdown by a surge tolerance experiment. It is a figure explaining the result by the experiment which changed the curvature of the electrode finger.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the acoustic wave filter device according to the first embodiment.
  • the acoustic wave filter device 1 of the present embodiment is constituted by a piezoelectric substrate chip in which surface acoustic wave elements are connected in a ladder type to constitute an unbalanced input-unbalanced output type filter circuit.
  • the acoustic wave filter device 1 includes an unbalanced input port IN and an unbalanced output port OUT as input / output ports, and includes acoustic wave elements 5A to 5E as circuit element units.
  • the acoustic wave element 5A, the acoustic wave element 5B, and the acoustic wave element 5C are inserted in series in this order from the port IN side.
  • a first parallel ground line is branched from the connecting portion between the acoustic wave element 5A and the acoustic wave element 5B.
  • the elastic wave element 5D is inserted into the first parallel ground line.
  • a second parallel ground line is branched from the connecting portion between the acoustic wave element 5B and the acoustic wave element 5C.
  • the elastic wave element 5E is inserted into the second parallel ground line.
  • IDT electrodes 2A and 2B in which edges of all electrode fingers are formed in an arc shape are provided on the acoustic wave elements 5A and 5C to form a high withstand voltage type acoustic wave element.
  • IDT electrodes 3A and 3B in which the edges of all electrode fingers are formed at right angles are provided on the acoustic wave elements 5B, 5D, and 5E to form a reference withstand voltage acoustic wave element.
  • the IDT electrodes 2A and 3A of the acoustic wave elements 5A to 5E are arranged on the port IN side.
  • the IDT electrodes 2B and 3B are interdigitally arranged on the electrode fingers of the IDT electrodes 2A and 3A.
  • Two reflectors 4 are arranged on both sides of a pair of IDT electrodes of each of the acoustic wave elements 5A to 5E.
  • a line 7A between the port IN and the port-ground passing through the acoustic wave elements 5A and 5D can be a surge line.
  • a line 7B between the port IN and the port-ground passing through the acoustic wave elements 5A, 5B, and 5E can also be a surge line. If dielectric breakdown occurs between the electrode fingers on one of the lines 7A and 7B, a surge current is lost on the line. Therefore, only one of the lines 7A and 7B can actually be a surge line. It is. Which of the lines 7A and 7B becomes a surge line is determined mainly by the surge resistance of the acoustic wave elements on each line and the partial pressure applied to each acoustic wave element.
  • the line 8A between the port OUT and the port-ground passing through the acoustic wave elements 5C and 5E can be a surge line.
  • a port-ground line 8B passing through the port OUT and the acoustic wave elements 5C, 5B, 5D can also be a surge line. If dielectric breakdown occurs between the electrode fingers on one of the lines 8A and 8B, a surge current is lost on the line, so only one of the lines 8A and 8B can actually be a surge line. It is. Which of the lines 8A and 8B becomes a surge line is determined mainly by the surge resistance of the acoustic wave elements on each line and the partial pressure applied to each acoustic wave element.
  • the acoustic wave element 5A connected to the port IN and the acoustic wave element 5C connected to the port OUT are made to have a high breakdown voltage type. Accordingly, a high breakdown voltage type elastic wave element is inserted regardless of which line to the ground is a surge line, and the ratio of the reference breakdown voltage type elastic wave element is improved while improving the surge resistance of the elastic wave filter device 1. To increase.
  • a surge of the elastic wave filter device 1 is inserted by inserting a high voltage type elastic wave element on each of the lines 7A and 8A. Increases resistance.
  • the acoustic wave element 5B is a reference breakdown voltage type, so that there is an effect of suppressing deterioration of the filter characteristics, but on the lines 7A and 8A.
  • the surge resistance of the acoustic wave filter device 1 can be improved by inserting a high-breakdown-voltage type acoustic wave element on each of the lines 7A and 8B.
  • a high-breakdown-voltage type acoustic wave element on each of the lines 7A and 8B.
  • the surge resistance of the acoustic wave filter device 1 is obtained by inserting a high-breakdown-voltage type acoustic wave element on each of the lines 7B and 8A. Can be enhanced.
  • the plurality of acoustic wave elements on the lines 7B and 8A it is preferable to arrange one high withstand voltage type for each line and use the other with the reference withstand voltage type because the ratio of the reference withstand voltage type acoustic wave elements increases.
  • a high-breakdown-voltage type acoustic wave element may be provided only in a surge line from a port that can receive a surge, without providing a high-breakdown-voltage type acoustic wave element in the surge line from the port.
  • the electrode fingers are formed in an arc shape, but only a part of the electrode fingers are formed in an arc shape, or the entire edge of the electrode finger is not an arc. You may employ
  • the present invention can be realized regardless of the specific shape of the IDT electrode by adopting an elastic wave element having a higher withstand voltage characteristic than the elastic wave element having the tip of the electrode finger having a right angle.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the acoustic wave filter device according to the second embodiment.
  • the elastic wave filter device 11 of the present embodiment is different from the elastic wave filter device 1 of the first embodiment in the position of the high withstand pressure type elastic wave element.
  • the acoustic wave elements 5D and 5E of the acoustic wave filter device 11 are high breakdown voltage acoustic wave elements provided with IDT electrodes 2A and 2B in which the edges of all electrode fingers are formed in an arc shape.
  • the elastic wave elements 5A to 5C are reference withstand voltage type elastic wave elements provided with IDT electrodes 3A and 3B in which edges of all electrode fingers are formed in a right angle.
  • the acoustic wave elements 5D and 5E connected to the ground are made to have a high withstand voltage type. Accordingly, the high withstand pressure type elastic wave element is inserted regardless of which ground line is a surge line, and the surge resistance of the elastic wave filter device 1 is enhanced, while the reference withstand voltage type elastic wave element is The ratio is increasing.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the acoustic wave filter device according to the third embodiment.
  • the elastic wave filter device 21 of the present embodiment is different from the elastic wave filter device 11 of the second embodiment in the connection configuration of circuit elements.
  • the acoustic wave filter device 21 includes acoustic wave elements 5A to 5D.
  • the acoustic wave element 5A, the acoustic wave element 5B, and the acoustic wave element 5C are inserted in series from the port IN side.
  • a parallel ground line is branched from the connecting portion between the acoustic wave element 5A and the acoustic wave element 5B.
  • the acoustic wave element 5D is inserted into the parallel ground line.
  • the elastic wave element 5D is provided with IDT electrodes 2A and 2B in which the edges of all electrode fingers are formed in an arc shape, and is a high voltage type elastic wave element.
  • the acoustic wave elements 5A to 5C are provided with IDT electrodes 3A and 3B in which the edges of all electrode fingers are formed in a right-angle shape to serve as reference withstand voltage type acoustic wave elements.
  • the ratio of the reference withstand voltage type elastic wave elements can be increased while increasing the surge resistance of the elastic wave filter device 1 by inserting a high withstand voltage type elastic wave element into the surge line from either input / output port. Is increasing.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the acoustic wave filter device according to the fourth embodiment.
  • the elastic wave filter device 31 of the present embodiment includes a longitudinally coupled resonant acoustic wave filter in which surface acoustic wave elements are arranged in the acoustic wave propagation direction, and is configured by a piezoelectric substrate chip that constitutes an unbalanced input-balanced output type filter circuit. is doing.
  • the acoustic wave filter device 31 includes an unbalanced input port IN and balanced output ports OUT1 and OUT2 as input / output ports, and longitudinally coupled resonant acoustic wave filters 32A to 32D as circuit element units.
  • the port IN1 is connected to the line on the port OUT1 side and the line on the port OUT2 side.
  • longitudinally coupled resonant acoustic wave filters 32A and 32B are inserted in series in this order from the port IN side.
  • longitudinally coupled resonant acoustic wave filters 32C and 32D are inserted in series in this order from the port IN side.
  • Each of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filters 32A to 32D includes three acoustic wave elements (33, 34, 35) and two reflectors.
  • the high withstand pressure type elastic wave element (33) is arranged in the center, the reference withstand pressure type elastic wave elements (34, 35) are arranged on both sides thereof, and reflectors are arranged on both sides of the elastic wave element (33).
  • the acoustic wave elements are vertically coupled to each other.
  • the acoustic wave element 33A of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 32A and the acoustic wave element 33C of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 32C are an IDT electrode connected to the line from the port IN and an IDT electrode connected to the ground.
  • the acoustic wave element 33B of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 32B and the acoustic wave element 33D of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 32D are an IDT electrode connected to the line to the port OUT1 and an IDT electrode connected to the ground.
  • the acoustic wave element 34A of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 32A and the acoustic wave element 34B of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 32B are connected to each other by one IDT electrode and to the ground by the other IDT electrode. Similarly, the acoustic wave element 35A and the acoustic wave element 35B are connected to each other by one IDT electrode and connected to the ground by the other IDT electrode.
  • the acoustic wave element 34C of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 32C and the acoustic wave element 34D of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 32D are connected to each other by one IDT electrode and connected to the ground by the other IDT electrode. ing. Similarly, the acoustic wave element 35C and the acoustic wave element 35D are connected to each other by one IDT electrode and connected to the ground by the other IDT electrode.
  • the acoustic wave element 33B of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 32B and the acoustic wave element 33D of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 32D have a point-symmetric shape, thereby outputting a signal having a phase difference. The unbalanced output is obtained.
  • a line between the port IN and the ground passing through the elastic wave element 33A can be a surge line.
  • a line between the port IN and the port-ground that passes through the acoustic wave element 33C can also be a surge line. If dielectric breakdown occurs between the electrode fingers on one of the two lines, a surge current is lost on that line, so only one of the lines can actually be a surge line. Which is the surge line is determined mainly by the surge resistance of the acoustic wave elements on each line and the partial pressure applied to each acoustic wave element.
  • a line between the port OUT1 and the port-ground passing through the acoustic wave element 33B can be a surge line.
  • a line between the port OUT2 and the port-ground passing through the acoustic wave element 33D can be a surge line.
  • the acoustic wave elements 33A and 33C connected to the port IN and the acoustic wave elements 33B and 33D connected to the ports OUT1 and OUT2 are made to have a high breakdown voltage type.
  • a high breakdown voltage type acoustic wave element is inserted into each surge line, and while increasing the surge resistance of the acoustic wave filter device 1, the ratio of the reference breakdown voltage type acoustic wave element is increased to deteriorate the filter characteristics. Is suppressed.
  • FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the acoustic wave filter device according to the fifth embodiment.
  • the acoustic wave filter device 41 of the present embodiment is a duplexer in which a reception circuit and a transmission circuit are configured by a filter circuit including a surface acoustic wave element.
  • the acoustic wave filter device 41 includes a transmission circuit TX, a reception circuit RX, and an antenna Ant.
  • the transmission circuit TX and the reception circuit RX are each connected to the antenna Ant via the inductor L, and each connection point is connected to the ground via the inductor L1. Therefore, in the acoustic wave filter device 41, even if a surge enters from the antenna Ant, it goes out to the ground via the inductor L1.
  • the transmission circuit TX includes a transmission signal unbalanced input port Tx, and an elastic wave element 42D, an elastic wave element 42C, an elastic wave element 42B, an elastic wave are arranged in order from the port Tx side on a line between the port Tx and the antenna Ant.
  • the element 42A is inserted in series.
  • An elastic wave element 42E is connected to a connecting portion between the elastic wave element 42A and the elastic wave element 42B.
  • the elastic wave element 42F is connected to the connecting portion between the elastic wave element 42B and the elastic wave element 42C.
  • the elastic wave element 42G is connected to the connecting portion between the elastic wave element 42C and the elastic wave element 42D.
  • the acoustic wave element 42E and the acoustic wave element 42F are connected to each other and connected to the ground via an inductor.
  • the acoustic wave element 42G is connected to the ground via an inductor.
  • this transmission circuit TX only a high withstand voltage type is adopted for the acoustic wave element 42D conducted to the port Tx, and other acoustic wave elements are adopted with a reference withstand voltage type in which the edges of the electrode fingers are perpendicular.
  • the reception circuit RX includes reception signal balanced output ports Rx1 and Rx2.
  • an acoustic wave element 43A, a longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 44A, and a longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 44C are inserted in series from the antenna Ant side.
  • an acoustic wave element 43B, a longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 44B, and a longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 44D are inserted in series from the antenna Ant side.
  • only the central acoustic wave element of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filters 44C and 44D conducted to the ports Rx1 and Rx2 is a high withstand voltage type, and the other acoustic wave elements have electrode finger edges.
  • a right-angled standard pressure resistant type is used.
  • the elastic wave filter device 41 of the present embodiment can suppress the deterioration of the filter characteristics while increasing the surge resistance.
  • FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of the acoustic wave filter device according to the sixth embodiment.
  • the elastic wave filter device 51 of the present embodiment is different from the elastic wave filter device 41 of the fifth embodiment in the configuration of the receiving circuit.
  • the reception circuit RX includes reception signal balanced output ports Rx1 and Rx2, and an elastic wave element 53A, an elastic wave element 53B, and a longitudinally coupled resonance type elastic element are arranged in order from the antenna Ant side on a line between the antenna Ant and the ports Rx1 and Rx2.
  • a wave filter 54 is inserted in series.
  • the elastic wave element 53C is connected to the connecting portion between the elastic wave element 53A and the elastic wave element 53B.
  • the acoustic wave element 53C is connected to the ground via an inductor.
  • the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 54 has a central acoustic wave element connected between the line on the antenna side and the ground, and acoustic wave elements on both sides thereof connected between the ports Rx1, Rx2 and the ground.
  • This receiving circuit RX only the two acoustic wave elements of the longitudinally coupled resonant acoustic wave filter 54 conducted to the ports Rx1 and Rx2 adopt a high breakdown voltage type, and the other acoustic wave elements have the electrode fingers having a right-angled edge.
  • the standard pressure resistant type is adopted.
  • the elastic wave filter device 51 of the present embodiment can suppress deterioration of the filter characteristics while improving surge resistance.
  • the present invention can be suitably implemented with any circuit configuration in which the number of acoustic wave elements and the connection configuration are different.
  • the scope of the present invention is shown not by the above-described embodiments but by the scope of claims for patent, and the scope of the present invention is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope. .
  • the present invention can be easily implemented when a surge resistance experiment is adopted in determining an elastic wave device that adopts a high voltage type at the design stage.
  • an acoustic wave filter device is prepared in which a reference withstand voltage type with electrode fingers having a right angle is used for all acoustic wave elements in the assumed circuit configuration.
  • An artificial surge voltage is applied to the input / output port with the ground connected to the acoustic wave filter device.
  • dielectric breakdown occurs between the electrode fingers of the IDT electrode, and the substrate and the electrode are denatured, such as carbonization.
  • the present invention can be easily implemented by making a design change so that the elastic wave element at the breakage point is adopted as a high breakdown voltage type.
  • the present invention is not limited to this method, and it is also possible to determine an acoustic wave element that employs a high withstand voltage type by calculation or the like.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the elastic wave filter circuit 61 used for the surge tolerance experiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an IDT electrode in which dielectric breakdown has occurred in a surge resistance experiment.
  • the acoustic wave filter circuit 61 has a configuration in which all the acoustic wave elements before application of the present invention are of the reference pressure resistant type.
  • FIG. 10A shows a state where the dielectric breakdown of the acoustic wave element P1 is performed
  • FIG. 10B shows a state where the dielectric breakdown of the acoustic wave element P2 is performed.
  • FIG. 10C to FIG. 10E show the dielectric breakdown of the acoustic wave elements P3 and P4. Therefore, when there is a possibility that a surge may enter the ports Rx1 and Rx2 from an external circuit, it is preferable to adopt a high voltage type for the acoustic wave elements P3 and P4, and the design of the acoustic wave filter circuit 61 is changed as such. And good.
  • the present invention can be easily implemented.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the results of this experiment.
  • the voltage at which dielectric breakdown occurred in 5% of all samples was about 84.0V.
  • the average voltage at which dielectric breakdown occurred in all samples was about 121.1V.
  • the voltage at which the dielectric breakdown of the IDT electrode occurred in the first sample was about 80.0V.
  • the voltage at which dielectric breakdown occurs in 5% of all samples was about 69.7V.
  • the average voltage at which dielectric breakdown occurred in all samples was about 105.8V.
  • the voltage at which dielectric breakdown of the IDT electrode occurred in the first sample was about 70.0V.
  • the voltage at which dielectric breakdown occurred in 5% of all samples was about 64.1V.
  • the average voltage at which dielectric breakdown occurred in all samples was about 89.0V.
  • the voltage at which the dielectric breakdown of the IDT electrode occurred in the first sample was about 60.0V.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

　弾性波フィルタ装置（１）は、基準耐圧型の弾性波素子（５Ｂ，５Ｄ，５Ｅ）と高耐圧型の弾性波素子（５Ａ，５Ｃ）とを備える。各弾性波素子（５Ａ～５Ｅ）は圧電基板に設けた１対のＩＤＴ電極である。基準耐圧型の弾性波素子（５Ｂ，５Ｄ，５Ｅ）は、電極指の端が直角に形成された構成のＩＤＴ電極（３Ａ，３Ｂ）を備える。高耐圧型の弾性波素子（５Ａ，５Ｃ）は、電極指の端が円弧状に形成された構成のＩＤＴ電極（２Ａ，２Ｂ）を備え、高耐電圧特性を有する。高耐圧型の弾性波素子（５Ａ，５Ｃ）は、高耐圧型に代えて基準耐圧型の弾性波素子を用いた場合に、入出力ポートＩＮ，ＯＵＴからのサージが流れうるポート－グランド間のラインのみに挿入されている。

Description

弾性波フィルタ装置
　この発明は、圧電基板に設けた１対のＩＤＴ電極からなる弾性波素子を備える弾性波フィルタ装置に関するものである。
　圧電基板表面の振動を利用する弾性表面波や、圧電基板内部の振動を利用するバルク弾性波、積層圧電基板界面の振動を利用する弾性境界波、など電気機械振動を利用した弾性波フィルタ装置が、携帯電話機のＲＦフィルタなどに利用されている。
　弾性波フィルタ装置は弾性波素子を圧電基板に設けてフィルタ回路を構成したものであり、弾性波素子は互いの電極指がインターディジタル配置される１対のＩＤＴ電極からなる。弾性波素子としては高耐電圧特性を有するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
　図１は、従来のＩＤＴ電極対の電極パターン例を説明する図である。
　図１（Ａ）に示すＩＤＴ電極１０１Ａ，１０１Ｂは圧電基板に設けられていて、エッジを直角状に構成した複数の電極指１０２を備える。この構成では、直角状のエッジ付近で絶縁破壊が生じ易い。
　一方、図１（Ｂ）に示すＩＤＴ電極１１１Ａ，１１１Ｂは圧電基板に設けられていて、エッジを円弧状に構成した複数の電極指１１２を備える。この構成では、円弧状のエッジ付近であっても電極指間隔が一様であるため、高耐電圧特性を有する。
実開平６－４４２３２号公報
　弾性波フィルタ装置の入出力ポートに接続される外部回路で過渡的な過電圧や過電流が生じた場合、入出力ポートからのサージがポート－グランド間のラインに流れ、そのライン上のＩＤＴ電極対の電極指間で絶縁破壊が生じることがある。
　そこで、上述の高耐圧型のＩＤＴ電極対で弾性波フィルタ装置を構成すれば、弾性波フィルタ装置のサージ耐性は高まる。しかしながら、この場合、フィルタ特性に望ましくない影響が生じる。
　図２（Ａ）は、直角状の電極指を備える表面弾性波フィルタでの挿入損失と、円弧状の電極指を備える表面弾性波フィルタでの挿入損失と、を比較する図である。図２（Ｂ）は、同挿入損失の通過帯域付近を拡大した図である。図中の破線が直角状の電極指の例であり、図中の二点鎖線が円弧状の電極指の例である。
　これらのフィルタの通過帯域に注目すると、円弧状電極指の場合には直角状電極指の場合よりも、挿入損失が３ｄＢより小さくなる帯域が狭く、この帯域内での挿入損失も殆どの周波数で大きく、急峻度の低いフィルタ特性となっている。
　このことは、電極指を円弧状にしたために弾性波が散乱し易くなり、伝搬損失が大きくなったためである。そのため、表面弾性波フィルタに限らず弾性波フィルタ全般で、円弧状の電極指を採用した弾性波素子は、直角状の電極指に比べてフィルタ特性が本質的に劣るといえる。
　そこで本発明は、高耐電圧特性を有しながら、フィルタ特性の劣化を抑制した弾性波フィルタ装置の提供を目的とする。
　この発明は、基準耐圧型弾性波素子と高耐圧型弾性波素子とを備える弾性波フィルタ装置である。ここで、各弾性波素子は圧電基板に設けた１対のＩＤＴ電極である。基準耐圧型弾性波素子は、ＩＤＴ電極の電極指の端が直角に形成された構成である。高耐圧型弾性波素子は、基準耐圧型弾性波素子よりも高耐電圧特性を有し、サージラインのみに挿入されている。サージラインは、高耐圧型弾性波素子に代えて基準耐圧型弾性波素子を用いた場合に、入出力ポートからのサージが流れうるポート－グランド間のラインである。
　この構成では、サージラインのみに高耐圧型の弾性波素子を挿入するので、このサージラインにおけるサージ耐性を、基準耐圧型の弾性波素子を用いる場合よりも高められる。また、ＩＤＴ電極の電極指の端が直角に形成された構成の基準耐圧型弾性波素子により弾性波フィルタ装置全体としてのフィルタ特性の劣化を抑制できる。
　サージライン上の複数の弾性波素子を、基準耐圧型弾性波素子および高耐圧型弾性波素子とすると好適である。これにより、高耐圧型の弾性波素子を挿入するサージラインにおけるサージ耐性を維持したまま、弾性波フィルタ装置全体としてのフィルタ特性の劣化をさらに抑制できる。
　サージライン上の複数の弾性波素子のうち、入出力ポートまたはグランドの一方のみがサージラインと異なるラインと前記サージラインとが重なる位置の弾性波素子のみを高耐圧型とすると好適である。その場合、サージライン上の複数の弾性波素子のうち、入出力ポートに導通する弾性波素子のみ高耐圧型であってもよく、サージライン上の複数の弾性波素子のうち、グランドに導通する弾性波素子のみ高耐圧型であってもよい。これにより、どのラインがサージラインとなってもサージ耐性を維持したまま、弾性波フィルタ装置全体としてのフィルタ特性の劣化を抑制できる。
　高耐圧型弾性波素子は、ＩＤＴ電極の電極指の端に弧状に形成された弧状部を備えると好適である。これにより、高耐圧型弾性波素子を基準耐圧型弾性波素子より高耐圧にできる。
　弾性波フィルタ装置は、高耐圧型弾性波素子と基準耐圧型弾性波素子とを含む複数の弾性波素子を弾性波伝搬方向に配列した縦結合共振型弾性波フィルタを備えると好適である。このように、縦結合共振型弾性波フィルタを高耐圧型弾性波素子と基準耐圧型弾性波素子と混在させた構成とすることで、縦結合共振型弾性波フィルタのサージ耐性を高めながらフィルタ特性の劣化を抑制できる。
　弾性波フィルタ装置は、高耐圧型弾性波素子と基準耐圧型弾性波素子とを含む複数の弾性波素子をラダー型に接続したフィルタを備えると好適である。このように、フィルタを高耐圧型弾性波素子と基準耐圧型弾性波素子とを混在させたラダー型の構成とすることで、フィルタのサージ耐性を高めながらフィルタ特性の劣化を抑制できる。
　この発明によれば、サージラインのみに高耐圧型の弾性波素子を挿入するので、高耐圧型ではなく基準耐圧型の弾性波素子を用いる場合よりもサージ耐性を高められる。また、ＩＤＴ電極の電極指の端が直角に形成された構成の基準耐圧型弾性波素子を利用するので、弾性波フィルタ装置全体としてのフィルタ特性の劣化を抑制できる。
従来のＩＤＴ電極のパターン例を説明する図である。 従来のＩＤＴ電極を用いた場合のフィルタ特性を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。 本発明の第３の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。 本発明の第４の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。 本発明の第５の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。 本発明の第６の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の回路図である。 サージ耐性実験を行った対象の回路図である。 サージ耐性実験による絶縁破壊の様子を示す図である。 電極指の曲率を変化させた実験による結果を説明する図である。
　図３は、第１の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の概略構成を説明する回路図である。本実施形態の弾性波フィルタ装置１は、表面弾性波素子をラダー型に接続し不平衡入力－不平衡出力型フィルタ回路を構成した圧電基板チップで構成している。
　弾性波フィルタ装置１は、入出力ポートとして不平衡入力ポートＩＮと不平衡出力ポートＯＵＴとを備え、回路素子部として弾性波素子５Ａ～５Ｅを備える。
　ポートＩＮとポートＯＵＴとの間のラインには、ポートＩＮ側から順に、弾性波素子５Ａと弾性波素子５Ｂと弾性波素子５Ｃとを直列に挿入している。弾性波素子５Ａと弾性波素子５Ｂとの接続部からは第１の並列グランドラインを分岐している。この第１の並列グランドラインには、弾性波素子５Ｄを挿入している。また、弾性波素子５Ｂと弾性波素子５Ｃとの接続部からは第２の並列グランドラインを分岐している。この第２の並列グランドラインには、弾性波素子５Ｅを挿入している。
　ここでは、弾性波素子５Ａ，５Ｃに、全電極指のエッジを円弧状に形成したＩＤＴ電極２Ａ，２Ｂを設け高耐圧型弾性波素子としている。また、弾性波素子５Ｂ，５Ｄ，５Ｅに、全電極指のエッジを直角状に形成したＩＤＴ電極３Ａ，３Ｂを設け基準耐圧型弾性波素子としている。
　各弾性波素子５Ａ～５ＥのＩＤＴ電極２Ａ，３ＡはポートＩＮ側に配置される。ＩＤＴ電極２Ｂ，３Ｂは、ＩＤＴ電極２Ａ，３Ａの電極指に電極指がインターディジタル配置される。各弾性波素子５Ａ～５Ｅの１対のＩＤＴ電極の両脇には２つの反射器４を配置している。
　この弾性波フィルタ装置１の接続構成では、ポートＩＮからサージが入る場合には、ポートＩＮと弾性波素子５Ａ，５Ｄを通るポート－グランド間のライン７Ａがサージラインとなりうる。また、ポートＩＮと弾性波素子５Ａ，５Ｂ，５Ｅを通るポート－グランド間のライン７Ｂもサージラインとなりうる。ライン７Ａ，７Ｂのいずれか一方で電極指間の絶縁破壊が生じると、そのライン上をサージ電流が抜けることになるので、実際にサージラインとなりうるのは、ライン７Ａ，７Ｂのいずれか一方のみである。ライン７Ａ，７Ｂのどちらがサージラインとなるかは、各ライン上の弾性波素子のサージ耐性と、各弾性波素子に掛かる分圧と、を主因として定まる。
　また、弾性波フィルタ装置１にポートＯＵＴからサージが入る場合には、ポートＯＵＴと弾性波素子５Ｃ，５Ｅを通るポート－グランド間のライン８Ａがサージラインとなりうる。また、ポートＯＵＴと弾性波素子５Ｃ，５Ｂ，５Ｄを通るポート－グランド間のライン８Ｂもサージラインとなりうる。ライン８Ａ，８Ｂのいずれか一方で電極指間の絶縁破壊が生じると、そのライン上をサージ電流が抜けることになるので、実際にサージラインとなりうるのは、ライン８Ａ，８Ｂのいずれか一方のみである。ライン８Ａ，８Ｂのどちらがサージラインとなるかは、各ライン上の弾性波素子のサージ耐性と、各弾性波素子に掛かる分圧と、を主因として定まる。
　そのため、ここではポートＩＮに接続されている弾性波素子５Ａと、ポートＯＵＴに接続されている弾性波素子５Ｃとのみを高耐圧型にする。これにより、どのグランドへのラインがサージラインであっても高耐圧型の弾性波素子が挿入されるようにし、弾性波フィルタ装置１のサージ耐性を高めながら、基準耐圧型の弾性波素子の割合を高める。
　詳細には、サージ耐性実験でライン７Ａ，８Ａがサージラインとなるような素子構成の場合には、ライン７Ａ，８Ａ上それぞれに高耐圧型の弾性波素子を挿入すると弾性波フィルタ装置１のサージ耐性を高められる。なお、この場合、サージライン上の全ての弾性波素子を高耐圧型にしても、弾性波素子５Ｂが基準耐圧型となるので、フィルタ特性の劣化を抑える効果はあるが、ライン７Ａ，８Ａ上の複数の弾性波素子のうち、各ラインに一つ高耐圧型を配置し、それ以外を基準耐圧型にすると基準耐圧型の弾性波素子の割合が高まるため好適である。
　また、サージ耐性実験でライン７Ａ，８Ｂがサージラインとなるような素子構成の場合には、ライン７Ａ，８Ｂ上それぞれに高耐圧型の弾性波素子を挿入すると弾性波フィルタ装置１のサージ耐性を高められる。ライン７Ａ，８Ｂ上の複数の弾性波素子のうち、各ラインに一つ高耐圧型を配置し、それ以外を基準耐圧型にすると基準耐圧型の弾性波素子の割合が高まるため好適である。
　また、サージ耐性実験でライン７Ｂ，８Ａがサージラインとなるような素子構成の場合には、ライン７Ｂ，８Ａ上それぞれに高耐圧型の弾性波素子を挿入すると、弾性波フィルタ装置１のサージ耐性を高められる。ライン７Ｂ，８Ａ上の複数の弾性波素子のうち、各ラインに一つ高耐圧型を配置し、それ以外を基準耐圧型にすると基準耐圧型の弾性波素子の割合が高まるため好適である。
　また、各ポートに接続する外部回路の構成によっては、一方のポートからはサージが入り込まない場合がある。そのため、そのポートからのサージラインには高耐圧型の弾性波素子を設けず、サージが入りうるポートからのサージラインのみに高耐圧型の弾性波素子を設けるようにしてもよい。
　また、高耐電圧型の弾性波素子としては、電極指の全てを円弧状にすることなく、一部の電極指のみを円弧状にしたものや、電極指のエッジ全体ではなく、エッジの一部にのみ弧状部を備えるものを採用しても良い。本発明はＩＤＴ電極の具体的形状を問わず、電極指の先端が直角状の弾性波素子とは別に、それよりも高耐電圧特性を有する弾性波素子を採用することで実現できる。
　図４は、第２の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の概略構成を説明する回路図である。本実施形態の弾性波フィルタ装置１１は、第１の実施形態の弾性波フィルタ装置１と、高耐圧型弾性波素子の位置が異なる。
　弾性波フィルタ装置１１の弾性波素子５Ｄ，５Ｅは、全電極指のエッジを円弧状に形成したＩＤＴ電極２Ａ，２Ｂを設けた高耐圧型弾性波素子としている。また、弾性波素子５Ａ～５Ｃは、全電極指のエッジを直角状に形成したＩＤＴ電極３Ａ，３Ｂを設けた基準耐圧型弾性波素子としている。
　ここではグランドに接続されている弾性波素子５Ｄ，５Ｅのみを高耐圧型にする。これにより、どのグランドへのラインがサージラインであっても高耐圧型の弾性波素子が挿入されるようにして、弾性波フィルタ装置１のサージ耐性を高めながら、基準耐圧型の弾性波素子の割合を高めている。
　図５は、第３の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の概略構成を説明する回路図である。本実施形態の弾性波フィルタ装置２１は、第２の実施形態の弾性波フィルタ装置１１とは、回路素子の接続構成が異なる。
　弾性波フィルタ装置２１は、弾性波素子５Ａ～５Ｄを備える。
　不平衡入力ポートＩＮと不平衡出力ポートＯＵＴとの間のラインには、ポートＩＮ側から順に、弾性波素子５Ａと弾性波素子５Ｂと弾性波素子５Ｃとを直列に挿入している。弾性波素子５Ａと弾性波素子５Ｂとの接続部からは並列グランドラインを分岐している。この並列グランドラインに、弾性波素子５Ｄを挿入している。
　弾性波素子５Ｄは、全電極指のエッジを円弧状に形成したＩＤＴ電極２Ａ，２Ｂを設け高耐圧型弾性波素子としている。また、弾性波素子５Ａ～５Ｃは、全電極指のエッジを直角状に形成したＩＤＴ電極３Ａ，３Ｂを設け基準耐圧型弾性波素子としている。
　ここではグランドに接続されている弾性波素子５Ｄのみを高耐圧型にする。これにより、どちらの入出力ポートからのサージラインにも高耐圧型の弾性波素子が挿入されるようにして、弾性波フィルタ装置１のサージ耐性を高めながら、基準耐圧型の弾性波素子の割合を高めている。
　図６は、第４の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の概略構成を説明する回路図である。本実施形態の弾性波フィルタ装置３１は、表面弾性波素子を弾性波伝搬方向に配列した縦結合共振型弾性波フィルタを備え、不平衡入力－平衡出力型フィルタ回路を構成した圧電基板チップで構成している。
　弾性波フィルタ装置３１は、入出力ポートとして不平衡入力ポートＩＮと平衡出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２とを備え、回路素子部として縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ａ～３２Ｄを備える。
　ポートＩＮには、ポートＯＵＴ１側のラインと、ポートＯＵＴ２側のラインとを接続している。ポートＩＮとポートＯＵＴ１との間のラインには、ポートＩＮ側から順に、縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ａ，３２Ｂを直列に挿入している。ポートＩＮとポートＯＵＴ２との間のラインには、ポートＩＮ側から順に、縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ｃ，３２Ｄを直列に挿入している。
　縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ａ～３２Ｄはそれぞれ、３つの弾性波素子（３３，３４，３５）と２つの反射器とを備える。高耐圧型の弾性波素子（３３）は中央に配置し、その両脇に基準耐圧型の弾性波素子（３４，３５）を配置し、その両脇に反射器を配置して弾性波伝搬方向に配列して、各弾性波素子を縦結合させている。
　縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ａの弾性波素子３３Ａと縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ｃの弾性波素子３３Ｃとは、ポートＩＮからのラインに接続されたＩＤＴ電極と、グランドに接続されたＩＤＴ電極とを備える。縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ｂの弾性波素子３３Ｂと縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ｄの弾性波素子３３Ｄとは、ポートＯＵＴ１へのラインに接続されたＩＤＴ電極と、グランドに接続されたＩＤＴ電極とを備える。縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ａの弾性波素子３４Ａと縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ｂの弾性波素子３４Ｂとは、互いに一方のＩＤＴ電極で接続され、他方のＩＤＴ電極でグランドに接続されている。同様に、弾性波素子３５Ａと弾性波素子３５Ｂとは、互いに一方のＩＤＴ電極で接続され、他方のＩＤＴ電極でグランドに接続されている。また、縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ｃの弾性波素子３４Ｃと縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ｄの弾性波素子３４Ｄとは、互いに一方のＩＤＴ電極で接続され、他方のＩＤＴ電極でグランドに接続されている。同様に、弾性波素子３５Ｃと弾性波素子３５Ｄとは、互いに一方のＩＤＴ電極で接続され、他方のＩＤＴ電極でグランドに接続されている。
　ここでは、縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ｂの弾性波素子３３Ｂと縦結合共振型弾性波フィルタ３２Ｄの弾性波素子３３Ｄとを点対称な形状にしていて、これにより位相差のある信号を出力することで不平衡出力を得ている。
　この弾性波フィルタ装置３１の接続構成では、ポートＩＮからサージが入る場合には、ポートＩＮと弾性波素子３３Ａを通るポート－グランド間のラインがサージラインとなりうる。また、ポートＩＮと弾性波素子３３Ｃを通るポート－グランド間のラインもサージラインとなりうる。両ラインのいずれか一方で電極指間の絶縁破壊が生じると、そのライン上をサージ電流が抜けることになるので、実際にサージラインとなりうるのは、いずれか一方のラインのみである。どちらがサージラインとなるかは、各ライン上の弾性波素子のサージ耐性と、各弾性波素子に掛かる分圧と、を主因として定まる。
　また、弾性波フィルタ装置３１にポートＯＵＴ１からサージが入る場合には、ポートＯＵＴ１と弾性波素子３３Ｂを通るポート－グランド間のラインがサージラインとなりうる。また、弾性波フィルタ装置３１にポートＯＵＴ２からサージが入る場合には、ポートＯＵＴ２と弾性波素子３３Ｄを通るポート－グランド間のラインがサージラインとなりうる。
　そのため、ここではポートＩＮに接続されている弾性波素子３３Ａ，３３Ｃと、ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２に接続されている弾性波素子３３Ｂ，３３Ｄとのみを高耐圧型にする。これにより、各サージラインに高耐圧型の弾性波素子が挿入されるようにして、弾性波フィルタ装置１のサージ耐性を高めながら、基準耐圧型の弾性波素子の割合を高めてフィルタ特性の劣化を抑制している。
　図７は、第５の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の概略構成を説明する回路図である。本実施形態の弾性波フィルタ装置４１は、表面弾性波素子を備えるフィルタ回路により受信回路と送信回路とを構成したデュプレクサである。
　弾性波フィルタ装置４１は、送信回路ＴＸと受信回路ＲＸとアンテナＡｎｔとを備える。
　送信回路ＴＸと受信回路ＲＸとは、それぞれインダクタＬを介してアンテナＡｎｔに接続されていて、それぞれの接続点は、インダクタＬ１を介してグランドに接続されている。したがって、この弾性波フィルタ装置４１では、アンテナＡｎｔからサージが入っても、インダクタＬ１を介してグランドに抜けることになる。
　送信回路ＴＸは送信信号不平衡入力ポートＴｘを備え、ポートＴｘからアンテナＡｎｔまでの間のラインには、ポートＴｘ側から順に、弾性波素子４２Ｄ、弾性波素子４２Ｃ、弾性波素子４２Ｂ、弾性波素子４２Ａを直列に挿入している。弾性波素子４２Ａと弾性波素子４２Ｂとの接続部には弾性波素子４２Ｅを接続している。弾性波素子４２Ｂと弾性波素子４２Ｃとの接続部には弾性波素子４２Ｆを接続している。弾性波素子４２Ｃと弾性波素子４２Ｄとの接続部には弾性波素子４２Ｇを接続している。弾性波素子４２Ｅと弾性波素子４２Ｆとは相互に接続し、インダクタを介してグランドに接続している。弾性波素子４２Ｇは、インダクタを介してグランドに接続している。この送信回路ＴＸでは、ポートＴｘに導通する弾性波素子４２Ｄのみに高耐圧型を採用し、他の弾性波素子は、電極指のエッジが直角状の基準耐圧型を採用する。
　受信回路ＲＸは受信信号平衡出力ポートＲｘ１，Ｒｘ２を備える。アンテナＡｎｔからポートＲｘ１までの間のラインには、アンテナＡｎｔ側から順に、弾性波素子４３Ａ、縦結合共振型弾性波フィルタ４４Ａ、縦結合共振型弾性波フィルタ４４Ｃを直列に挿入している。アンテナＡｎｔからポートＲｘ２までの間のラインには、アンテナＡｎｔ側から順に、弾性波素子４３Ｂ、縦結合共振型弾性波フィルタ４４Ｂ、縦結合共振型弾性波フィルタ４４Ｄを直列に挿入している。この受信回路ＲＸでは、ポートＲｘ１，Ｒｘ２に導通する縦結合共振型弾性波フィルタ４４Ｃ，４４Ｄの中央の弾性波素子のみ、高耐圧型を採用し、他の弾性波素子は、電極指のエッジが直角状の基準耐圧型を採用する。
　このようにして、本実施形態の弾性波フィルタ装置４１でも、サージ耐性を高めながら、フィルタ特性の劣化を抑制できる。
　図８は、第６の実施形態に係る弾性波フィルタ装置の概略構成を説明する回路図である。本実施形態の弾性波フィルタ装置５１は、第５の実施形態の弾性波フィルタ装置４１と受信回路の構成が相違する。
　受信回路ＲＸは受信信号平衡出力ポートＲｘ１，Ｒｘ２を備え、アンテナＡｎｔからポートＲｘ１、Ｒｘ２までの間のラインに、アンテナＡｎｔ側から順に、弾性波素子５３Ａ、弾性波素子５３Ｂ、縦結合共振型弾性波フィルタ５４を直列に挿入している。弾性波素子５３Ａと弾性波素子５３Ｂとの接続部には弾性波素子５３Ｃを接続している。弾性波素子５３Ｃはインダクタを介してグランドに接続している。縦結合共振型弾性波フィルタ５４は、中央の弾性波素子がアンテナ側のラインとグランドとの間に接続されていて、その両脇の弾性波素子がポートＲｘ１，Ｒｘ２とグランドとの間に接続されている。この受信回路ＲＸでは、ポートＲｘ１，Ｒｘ２に導通する縦結合共振型弾性波フィルタ５４の２つの弾性波素子のみ、高耐圧型を採用し、他の弾性波素子は、電極指のエッジが直角状の基準耐圧型を採用する。
　このようにして、本実施形態の弾性波フィルタ装置５１でも、サージ耐性を高めながら、フィルタ特性の劣化を抑制できる。
　以上の各実施形態に示した回路構成の他、本発明は弾性波素子の素子数や接続構成を異ならせたどのような回路構成であっても好適に実施できる。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、本発明の範囲には特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　次に、設計時における本発明の実施課程の例を説明する。
　設計段階における高耐圧型を採用する弾性波素子の決定に、サージ耐性実験を採用すると本発明は容易に実施することができる。サージ耐性実験では、想定する回路構成における全弾性波素子に電極指が直角状の基準耐圧型のものを採用した弾性波フィルタ装置を用意する。そして、その弾性波フィルタ装置にグランドを接続した状態で、入出力ポートに人為的なサージ電圧を印加する。これにより、ＩＤＴ電極の電極指間で絶縁破壊が生じて基板や電極が炭化など変質するため、その破壊個所を目視などで把握する。これにより、破壊個所の弾性波素子に高耐圧型のものに採用するように設計変更を行うことで、本発明を容易に実施することができる。なお、この方法に限らず、演算等により高耐圧型を採用する弾性波素子の決定を行うことも可能である。
　次に、高耐圧型の弾性波素子の位置を決定するために行うサージ耐性実験の例を説明する。
　図９は、サージ耐性実験に利用する弾性波フィルタ回路６１の構成例を示す図である。図１０は、サージ耐性実験により絶縁破壊が生じたＩＤＴ電極を示す図である。
　弾性波フィルタ回路６１は、本発明適用前の全ての弾性波素子を基準耐圧型とした構成である。
　サージ耐性実験では、この弾性波フィルタ回路６１のポートＴｘに対して人為的にサージ電圧を印加した。この場合、弾性波素子Ｐ１，Ｐ２が同時に絶縁破壊するに至った。図１０（Ａ）は弾性波素子Ｐ１の絶縁破壊した様子であり、図１０（Ｂ）は弾性波素子Ｐ２の絶縁破壊した様子である。そのため、外部回路からポートＴｘにサージが入る虞のある場合には、弾性波素子Ｐ１，Ｐ２に高耐圧型を採用すると好適であり、そのように弾性波フィルタ回路６１の設計変更を行うと良い。
　また、サージ耐性実験で、この弾性波フィルタ回路６１のポートＲｘ１に対して人為的にサージ電圧を印加した。この場合、弾性波素子Ｐ３が絶縁破壊するに至った。また、ポートＲｘ２に対して人為的にサージ電圧を印加した場合、弾性波素子Ｐ４が絶縁破壊するに至った。図１０（Ｃ）乃至図１０（Ｅ）は、弾性波素子Ｐ３，Ｐ４の絶縁破壊した様子である。そのため、外部回路からポートＲｘ１，Ｒｘ２にサージが入る虞のある場合には、弾性波素子Ｐ３，Ｐ４に高耐圧型を採用すると好適であり、そのように弾性波フィルタ回路６１の設計変更を行うと良い。以上のようにサージ耐性実験を行うことで、本発明を容易に実施することができる。
　次に、高耐圧型の弾性波素子のＩＤＴ電極の形状に応じて、絶縁破壊がどのように起こるかを確認した実験の結果を説明する。
　実験では、電極指の幅を一定にしたまま、電極指の先端曲率と電極指基端の電極指間切り込み部の曲率とを異ならせた３種の設定で、複数のＩＤＴ電極を備えるサンプルに対して絶縁破壊が生じるまで電極指間電圧を変化させた。図１１は、この実験の結果を説明する図である。
　曲率が小さく、電極指の先端が半円に近い場合、全サンプルのうちの５％で絶縁破壊が起こる電圧は約８４．０Ｖであった。また、全サンプルで絶縁破壊が起こる電圧の平均は約１２１．１Ｖであった。また、最初のサンプルにＩＤＴ電極の絶縁破壊が起こる電圧は約８０．０Ｖであった。
　これに対して、曲率が中程度の場合、全サンプルのうちの５％で絶縁破壊が起こる電圧は約６９．７Ｖであった。また、全サンプルで絶縁破壊が起こる電圧の平均は約１０５．８Ｖであった。また、最初のサンプルにＩＤＴ電極の絶縁破壊が起こる電圧は約７０．０Ｖであった。
　また、曲率が大きく、電極指の先端が平坦に近い場合、全サンプルのうちの５％で絶縁破壊が起こる電圧は約６４．１Ｖであった。また、全サンプルで絶縁破壊が起こる電圧の平均は約８９．０Ｖであった。また、最初のサンプルにＩＤＴ電極の絶縁破壊が起こる電圧は約６０．０Ｖであった。
　この実験の結果から、各電極指の先端の曲率と電極指基端の電極指間切り込み部の曲率とが小さく、電極指の先端が半円に近いほど、絶縁破壊が生じにくくなることが確認できた。
　１、２１，３１，４１，５１…弾性波フィルタ装置
　２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ…ＩＤＴ電極
　５Ａ～５Ｅ，３３Ａ～３３Ｄ，３４Ａ～３４Ｄ，３５Ａ～３５Ｄ，４２Ａ～４２Ｇ，４３Ａ，４３Ｂ，５３Ａ～５３Ｃ…弾性波素子
　４…反射器
　３２Ａ～３２Ｄ，４４Ａ～４４Ｄ，５４…縦結合共振型弾性波フィルタ

Claims (8)

  1. 　圧電基板に設けた１対のＩＤＴ電極を備える弾性波素子であって、前記ＩＤＴ電極の電極指の端が直角に形成された構成の基準耐圧型弾性波素子と、
    　前記弾性波素子であって前記基準耐圧型弾性波素子よりも高い耐電圧特性を有する高耐圧型弾性波素子と、
    を備え、
    　前記高耐圧型弾性波素子に代えて前記基準耐圧型弾性波素子を用いた場合に、入出力ポートからのサージが流れうるポート－グランド間のラインであるサージラインにのみ、前記高耐圧型弾性波素子は挿入されている、弾性波フィルタ装置。
  2. 　前記サージライン上の複数の弾性波素子を、前記基準耐圧型弾性波素子および前記高耐圧型弾性波素子とした請求項１に記載の弾性波フィルタ装置。
  3. 　前記サージライン上の複数の弾性波素子のうち、前記入出力ポートまたはグランドのうちの一方が前記サージラインと異なるラインに、前記サージラインが重なる位置の弾性波素子のみを前記高耐圧型弾性波素子とした、請求項２に記載の弾性波フィルタ装置。
  4. 　前記サージライン上の複数の弾性波素子のうち、前記入出力ポートに導通する弾性波素子のみを前記高耐圧型弾性波素子とした、請求項３に記載の弾性波フィルタ装置。
  5. 　前記サージライン上の複数の弾性波素子のうち、前記グランドに導通する弾性波素子のみを前記高耐圧型弾性波素子とした、請求項３に記載の弾性波フィルタ装置。
  6. 　前記高耐圧型弾性波素子は、前記ＩＤＴ電極の電極指の端に弧状に形成された弧状部を備える、請求項１～５のいずれかに記載の弾性波フィルタ装置。
  7. 　前記高耐圧型弾性波素子と前記基準耐圧型弾性波素子とを含む複数の前記弾性波素子を弾性波伝搬方向に配列した縦結合共振型弾性波フィルタを備える、請求項１～６のいずれかに記載の弾性波フィルタ装置。
  8. 　前記高耐圧型弾性波素子と前記基準耐圧型弾性波素子とを含む複数の前記弾性波素子をラダー型に接続したフィルタを備える、請求項１～７のいずれかに記載の弾性波フィルタ装置。
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JPH0644232U (ja) * 1992-11-17 1994-06-10 三洋電機株式会社 弾性表面波装置
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