WO2014034492A1 - 弾性波装置及びフィルタ装置 - Google Patents

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高志 三宅
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14502—Surface acoustic wave [SAW] transducers for a particular purpose
    • H03H9/14505—Unidirectional SAW transducers

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wave device in which a capacitive electrode is electrically connected to an IDT electrode, and a ladder filter having the elastic wave device.
  • Patent Document 1 discloses a surface acoustic wave device in which a surface acoustic wave resonator and a capacitor electrode are formed on a piezoelectric substrate.
  • an IDT electrode made of a metal heavier than Al is formed on a piezoelectric substrate. Reflectors are provided on both sides of the IDT electrode, thereby forming a surface acoustic wave resonator.
  • a capacitive electrode is provided so as to be connected in parallel to the surface acoustic wave resonator.
  • the capacitive electrode is composed of first and second comb electrodes having a plurality of electrode fingers interleaved with each other. That is, the electrode fingers of the first comb-tooth electrode and the electrode fingers of the second comb-tooth electrode are alternately arranged in a direction orthogonal to the direction in which these electrode fingers extend.
  • the conductance of the capacitive element constituted by the capacitive electrode was large. That is, the Q value was low. Therefore, when a band-pass filter is configured using such a surface acoustic wave device, there is a risk that the insertion loss may deteriorate or the steepness of the filter characteristics may deteriorate.
  • An object of the present invention is an acoustic wave device in which a capacitive electrode electrically connected to an IDT electrode is formed on a piezoelectric substrate, and the Q value of the capacitive element constituted by the capacitive electrode is increased.
  • An object of the present invention is to provide an elastic wave device which is made possible.
  • An elastic wave device is disposed on a piezoelectric substrate, the piezoelectric substrate, an IDT electrode having a plurality of electrode fingers, disposed on the piezoelectric substrate, and electrically connected to the IDT electrode. And a capacitor electrode connected to the capacitor.
  • the capacitive electrode has a first comb electrode having a plurality of electrode fingers and a second comb electrode having a plurality of electrode fingers, and a plurality of first comb electrodes.
  • the electrode fingers and the plurality of electrode fingers of the second comb electrode are interleaved.
  • the elastic wave excited in at least a part of the capacitive electrode cancels out the elastic wave excited in at least a part of the other part of the capacitive electrode in at least a part of the frequency band.
  • First and second comb electrodes are formed.
  • the acoustic wave device in at least a part of a direction orthogonal to a direction in which the electrode fingers of the capacitive electrode extend, of the first comb-tooth electrode and the second comb-tooth electrode.
  • at least two electrode fingers are arranged so as to be continuous in the elastic wave propagation direction. In this case, resonance due to internal reflection can be more effectively suppressed.
  • the two electrode fingers of the first comb electrode In another specific aspect of the acoustic wave device according to the present invention, in the direction orthogonal to the direction in which the plurality of electrode fingers of the capacitive electrode extends, the two electrode fingers of the first comb electrode, Two electrode fingers of the two comb-tooth electrodes are alternately arranged.
  • a capacitive electrode is constituted by a so-called double electrode. Therefore, the internal reflection of the elastic wave can be canceled more effectively.
  • the width of each of the two electrode fingers is ⁇ / 8.
  • the gap between the two electrode fingers is ⁇ / 8. Therefore, the internal reflection of the elastic wave can be canceled more effectively.
  • a direction in which the electrode finger extends in the IDT electrode, and the electrode fingers of the first and second comb-shaped electrodes constituting the capacitive electrode is a different direction.
  • the electromechanical coupling coefficient in the portion where the IDT electrode is provided is increased, the electromechanical coupling coefficient in the capacitive electrode can be decreased. Therefore, the energy of the elastic wave generated in the capacitor electrode can be reduced.
  • the direction in which the electrode fingers of the IDT electrode extend is orthogonal to the direction in which the electrode fingers of the first and second comb electrodes of the capacitor electrode extend. ing. In this case, the electromechanical coupling coefficient in the capacitive electrode can be further reduced.
  • At least one of the width of the electrode fingers of the first and second comb electrodes and the gap between the electrode fingers connected to different potentials is The width of the electrode finger in the IDT electrode is different from at least one of the gaps between the electrode fingers connected to different potentials. In this case, an unnecessary resonance peak in the pass band is less likely to occur.
  • the acoustic wave device in the plurality of electrode fingers in the capacitive electrode, at least one of the line width of at least some of the electrode fingers and a gap between adjacent electrode fingers. Is different from at least one of the line width of the other electrode fingers and the gap between the other adjacent electrode fingers. In this case, the frequency of unnecessary resonance can be separated into a plurality, and the peak intensity of unnecessary resonance can be reduced.
  • a ladder filter having a plurality of resonators composed of a plurality of elastic wave devices, wherein at least one resonator is configured according to the present invention. It consists of an elastic wave device.
  • the IDT electrode of the acoustic wave device constitutes a parallel arm resonator of the ladder filter, and the capacitor electrode is electrically connected to the parallel arm resonator. Connected in parallel.
  • the specific band of the parallel arm resonator can be reduced, and the steepness on the low pass band side can be increased.
  • the IDT electrode of the acoustic wave device constitutes a series arm resonator of the ladder filter, and the capacitor electrode is electrically connected to the series arm resonator. Connected in parallel.
  • the ratio band of the series arm resonator can be reduced, and the steepness on the low pass band side can be increased.
  • a filter device having a longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter and an acoustic wave resonator connected to the longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter.
  • the elastic wave resonator is constituted by the IDT electrode of an elastic wave device constituted according to the present invention. In this case, the characteristics of the longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter can be easily adjusted.
  • the capacitive electrode when the capacitive electrode is connected in parallel with the acoustic wave resonator, the specific band of the acoustic wave resonator can be reduced and the steepness in the low pass band side of the entire filter device can be effectively reduced. Can be increased.
  • the first and second comb electrodes are configured as described above. It is possible to effectively suppress the internal reflection of the elastic wave generated when applied in the capacitive electrode. Therefore, it is possible to increase the Q value of the capacitive element constituted by the capacitive electrode.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of an acoustic wave device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a plan view showing a capacitor electrode used in the embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a filter device provided with an elastic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the Q value and the frequency of the capacitor electrode used in the embodiment and the capacitor electrode of the comparative example.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the reflection loss S and the frequency of the capacitive electrode used in the embodiment and the capacitive electrode of the comparative example.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of an acoustic wave device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a plan view showing a capacitor electrode used in the embodiment.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a filter device provided with an elastic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between the reflection loss and the frequency in the configuration in which the surface acoustic wave resonator and the capacitor electrode in the embodiment are connected in parallel and the configuration in the comparative example.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a modification of the capacitive electrode used in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing another modification of the capacitor electrode used in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic plan view for explaining the reflection state of the elastic wave in the single electrode type comb-tooth electrode.
  • FIG. 9 is a schematic plan view for explaining the reflection state of the elastic wave in the double electrode type comb-tooth electrode.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of another example of the filter device of the present invention.
  • FIG. 11 is a circuit diagram of still another example of the filter device of the present invention.
  • FIG. 12 is a circuit diagram of another example of the filter device of the present invention.
  • FIG. 13 is a circuit diagram of still another example of the filter device of
  • FIG. 1A is a schematic plan view of an acoustic wave device according to an embodiment of the present invention.
  • the elastic wave device 1 of the present embodiment is an elastic surface wave resonance device using a surface acoustic wave.
  • the acoustic wave device 1 has a piezoelectric substrate 2.
  • the piezoelectric substrate 2 can be made of a piezoelectric single crystal such as LiTaO 3 , LiNbO 3 or quartz, or piezoelectric ceramics.
  • the IDT electrode 3 is formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 2.
  • the IDT electrode 3 includes first and second comb electrodes 3a and 3b.
  • the plurality of electrode fingers 3a1 of the first comb-tooth electrode 3a and the plurality of electrode fingers 3b1 of the second comb-tooth electrode 3b are interleaved.
  • the electrode fingers 3 a 1 and the electrode fingers 3 b 1 are alternately arranged in the propagation direction of the surface acoustic wave excited from the IDT electrode 3. That is, the IDT electrode 3 is a so-called single electrode type IDT electrode.
  • Reflectors 4 and 5 are disposed on both sides of the IDT electrode 3 in the surface acoustic wave propagation direction. In the region where the IDT electrode 3 and the reflectors 4 and 5 are formed, a surface acoustic wave resonator is formed.
  • the capacitor electrode 6 is formed on the piezoelectric substrate 2 so as to be electrically connected to the IDT electrode 3 in parallel.
  • the capacitive electrode 6 includes a first comb electrode 6a and a second comb electrode 6b.
  • the capacitive electrode 6 is enlarged, but shown in a state rotated 90 ° from FIG. 1 (a).
  • the first comb electrode 6a includes a bus bar 6a1.
  • One end of a plurality of electrodes 6a2 and 6a3 is connected to the bus bar 6a1.
  • a plurality of sets of two electrode fingers 6a2 and 6a3 are arranged as a pair of electrode fingers in a direction orthogonal to the direction in which the electrode fingers 6a2 and 6a3 extend, that is, the direction in which the bus bar 6a1 extends.
  • the second comb-tooth electrode 6b also has a bus bar 6b1, and one end of a plurality of electrode fingers 6b2 and 6b3 is connected to the bus bar 6b1.
  • a plurality of pairs of electrode fingers each including two electrode fingers 6b2 and 6b3 are arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the electrode fingers 6b2 and 6b3.
  • the two electrode fingers 6a2 and 6a3 constitute one set of electrode fingers, and the two electrode fingers 6b2 and 6b3 constitute one set of electrode finger pairs in the extending direction of the bus bars 6a1 and 6b1, that is, the electrode fingers Are alternately arranged in a direction perpendicular to the extending direction of the. Therefore, the capacitive electrode 6 has a so-called double electrode type structure.
  • the IDT electrode 3, the reflectors 4 and 5, and the capacitive electrode 6 can be formed using an appropriate metal or alloy such as Ag, Cu, or Al.
  • resonance characteristics can be obtained by applying an AC electric field to the IDT electrode 3.
  • the capacitor electrode 6 is electrically connected to the IDT electrode 3 in parallel, the resonance characteristics can be adjusted by the capacitance of the capacitor electrode 6.
  • the capacitive electrode 6 is formed on the piezoelectric substrate 2. Accordingly, the surface acoustic wave is somewhat excited in the capacitive electrode 6 when a voltage is applied.
  • the resonance characteristics of the IDT electrode 3 are used, so the extending direction of the electrode fingers of the IDT electrode 3 is set so as to increase the electromechanical coupling coefficient in the IDT electrode 3. To do.
  • the extending direction of the electrode fingers 6 a 2, 6 a 3, 6 b 2, 6 b 3 of the capacitive electrode 6 is a direction orthogonal to the extending direction of the electrode fingers 3 a 1, 3 b 1 in the IDT electrode 3. Therefore, the electromechanical coupling coefficient in the capacitive element by the capacitive electrode 6 is reduced. That is, it is possible to reduce the energy of the elastic wave in the capacitor electrode 6 and to function as a capacitor element as described later.
  • the extending direction of the electrode fingers in the capacitive electrode 6 is not limited to the direction orthogonal to the extending direction of the electrode fingers 3a1 and 3b1 in the IDT electrode 3.
  • the extending direction of the electrode fingers 6a2, 6a3, 6b2, 6b3 in the capacitive electrode 6 should intersect with the extending direction of the electrode fingers 3a1, 3b1 in the IDT electrode 3, and more preferably orthogonal as described above. It is desirable to make it.
  • the feature of the elastic wave device 1 of the present embodiment is that, when a voltage is applied, an elastic wave excited in at least a part of the capacitive electrode 6 cancels out an elastic wave excited in at least a part of the remaining part and a part of the frequency. That is, the capacitive electrode 6 is configured to fit. More specifically, in the present embodiment, as described above, the capacitive electrode 6 is composed of double electrodes. In other words, taking the first comb electrode 6a as an example, the electrode fingers 6a2 and 6a3 connected to the same potential are adjacent to each other in the elastic wave propagation direction.
  • the Q value of the capacitive element constituted by the capacitive electrode 6 can be increased, and the reflection loss in the vicinity of the anti-resonance frequency on the resonance characteristics in the acoustic wave device 1 can be improved. Can do. This will be described based on a specific experimental example.
  • a 42 ° Y-cut X propagation LiTaO 3 substrate was used as the piezoelectric substrate 2.
  • a surface acoustic wave resonator having a resonance frequency of 2.45 GHz was designed with the electrode finger period of the IDT electrode 3 being 1.6 ⁇ m.
  • the IDT electrode 3 and the reflectors 4 and 5 were formed of Al having a thickness of 120 nm.
  • the period of the electrode fingers in the capacitive electrode 6 was 5.0 ⁇ m.
  • the period of the electrode fingers refers to the period of the portion where the electrode finger pairs made up of the electrode fingers 6a2 and 6a3 and the electrode finger pairs made up of the electrode fingers 6b2 and 6b3 are alternately arranged. That is, the distance along the elastic wave propagation direction between the center between the electrode fingers 6a2 and 6a3 and the center between the electrode fingers 6b2 and 6b3.
  • the width of the electrode fingers 6a2, 6a3, 6b2, 6b3 in the capacitive electrode 6 was 0.875 ⁇ m.
  • the number of electrode fingers was 48, and the crossing width was 30 ⁇ m.
  • the extending direction of the electrode fingers 6a2, 6a3, 6b2, and 6b3 was orthogonal to the extending direction of the electrode fingers 3a1 and 3b1 in the IDT electrode 3.
  • the wavelength ⁇ was 5.0 ⁇ m
  • the electrode finger width was 1.75 ⁇ m
  • the duty was 0.7
  • the number of electrode fingers was 35
  • the cross width was 30 ⁇ m.
  • the width of the electrode finger is a dimension of the electrode finger along a direction orthogonal to the direction in which the electrode finger extends.
  • the duty is a ratio obtained by dividing the width dimension of the electrode finger by the sum of the width dimension of the electrode finger and the gap dimension between adjacent electrode fingers along the direction orthogonal to the direction in which the electrode finger extends.
  • the ratio band is the ratio of the antiresonance frequency in the resonator to the resonance frequency.
  • the Q value can be effectively increased in the 1.2 GHz to 3.2 GHz band in the double electrode type capacitive electrode 6 as compared with the capacitive electrode of the comparative example.
  • the reflection loss characteristics can be effectively improved in the same frequency band.
  • resonance peaks in the vicinity of 1.2 GHz and 1.9 GHz are also suppressed. This is because, in the capacitive electrode 6, two electrode fingers connected to the same potential are adjacent to each other in the elastic wave propagation direction orthogonal to the direction in which the electrode fingers 6a2, 6a3, 6b2, and 6b3 extend. It is considered that the elastic wave excited in one part cancels out the elastic wave excited in at least another part, that is, the internal reflection is suppressed.
  • FIG. 5 shows the reflection loss characteristics of the configuration in which the capacitive electrode 6 is connected in parallel to the IDT electrode 3 and the configuration in which the capacitive electrode 6 of the comparative example is connected to the IDT electrode 3 according to the embodiment.
  • the solid line in FIG. 5 shows the result of the above embodiment, and the broken line shows the result of the comparative example.
  • the single electrode type capacitive electrode of the comparative example was electrically connected in parallel to the IDT electrode 3 configured in the same manner as in the example.
  • FIG. 5 it can be seen that the reflection loss near the anti-resonance frequency can be effectively improved according to the embodiment as compared with the comparative example.
  • FIG. 6 is a plan view showing a modification of the capacitor electrode 6.
  • the gaps between the electrode fingers 6a2, 6a3, 6b2, and 6b3 and the gaps between the electrode finger pairs are random in the elastic wave propagation direction. That is, since the gap between the electrode fingers of the capacitive electrode is a random electrode type capacitive electrode provided at random, the frequency distribution of the elastic wave generated depending on the gap between the electrode finger pairs is dispersed. Therefore, the random electrode type capacitive electrode can suppress the strengthening of elastic waves in the capacitive electrode as compared with the single electrode type capacitive electrode.
  • the capacitive electrode 6A is made so that the gap between the electrode fingers and the gap between the electrode finger pairs are not uniform in the elastic wave propagation direction. It is preferable to form.
  • the widths W of the electrode fingers 6a2, 6a3, 6b2, 6b3 are equal.
  • the gap R1 between the electrode finger 6b2 and the electrode finger 6a2 is different from the gap R2 between the electrode finger 6a2 and the electrode finger 6b3. That is, in FIG. 6, in a plurality of electrode fingers in the capacitive electrode 6, the gaps between adjacent electrode fingers are different from the gaps between other adjacent electrode fingers.
  • FIG. 7 is a plan view showing still another modified example of the capacitive electrode 6.
  • the widths of the electrode fingers 6a4 to 6a6 and the widths of the electrode fingers 6b4 and 6b5 are randomly changed. As described above, the widths of the electrode fingers 6a4 to 6a6, 6b4, and 6b5 may be varied at random.
  • the width W1 of at least some of the electrode fingers is different from the width W2 of other electrode fingers.
  • the widths R of adjacent electrode fingers are equal.
  • the capacitive electrodes of the above-described embodiment can be obtained by making the gap between the electrode fingers, the gap between the electrode finger pairs, and the width of the electrode fingers partially different from other parts as in the capacitive electrodes 6A and 6B.
  • the configuration in which the elastic wave excited in part cancels out the elastic wave excited in at least a part of the remaining other part in at least a part of the frequency band is a double electrode type structure. It is not limited to.
  • the width of the gap may be partially changed, the width of the electrode finger may be partially changed, or both of these may be combined.
  • the capacitor electrode may be configured such that the plurality of electrode fingers of the first comb-tooth electrode and the second comb-tooth electrode have portions that are not uniform in the direction orthogonal to the direction in which the electrode fingers extend.
  • the width of the electrode finger and the gap between the adjacent electrode fingers are at least one of the width of the other electrode finger and the gap between the other adjacent electrode fingers. It may be different. Thereby, even in the case of the single electrode type, internal reflection of the elastic wave in the capacitor electrode can be effectively suppressed. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a schematic plan view for explaining the internal reflection of the elastic wave in the single electrode type capacitive electrode 41.
  • the capacitive electrode 41 is not a capacitive electrode in the embodiment of the present invention. That is, in the capacitive electrode 41, the line widths of the plurality of electrode fingers 41a and 41b are equal. Further, the gaps between the adjacent electrode fingers 41a and 41b are all equal.
  • elastic waves are reflected as indicated by arrows A1, A3, A11, and A13. That is, an elastic wave having a wavelength ⁇ generated depending on the configuration of the electrode finger propagates in a direction orthogonal to the electrode fingers 41a and 41b, but is reflected at a boundary portion between the electrode finger and the piezoelectric body.
  • the width of the electrode fingers 41a and 41b is ⁇ / 4
  • the gap between the electrode fingers is ⁇ / 4. That is, if the widths of all the electrode fingers and the gaps between the electrode fingers are equal, the reflected wave A1 and the reflected wave A3 are out of phase with each other by ⁇ .
  • the capacitive electrode 6 of the first embodiment is a double electrode type capacitive electrode, the influence of the reflected wave can be effectively suppressed. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing the capacitive electrode 6, that is, the double electrode type capacitive electrode 6.
  • the electrode fingers 6a2 and 6a3 and the electrode fingers 6b2 and 6b3 are alternately arranged in the elastic wave propagation direction.
  • the electrode finger width of the electrode fingers 6a2, 6a3, 6b2, and 6b3 is ⁇ / 8.
  • the gap between the electrode finger 6a2 and the electrode finger 6a3, the gap between the electrode finger 6b3 and the electrode finger 6a2, and the gap between the electrode finger 6b2 and the electrode finger 6b3 are all ⁇ / 8.
  • the phase of the reflected wave B2 and the phase of the reflected wave B4 are also shifted by ⁇ / 2. Therefore, the reflected wave B2 and the reflected wave B4 also cancel each other.
  • the phase of the reflected wave B11 is shifted from the phase of the reflected wave B3 and the reflected wave B13 by ⁇ / 2.
  • the phase of the reflected wave B12 is shifted from the phase of the reflected wave B4 and the reflected wave B14 by ⁇ / 2.
  • the reflected waves B1 to B4 and B11 to B14 cancel each other, and the influence of the internal reflection is effectively prevented. Can be suppressed.
  • the crossing width of the electrode fingers may be partially changed in a capacitive electrode composed of either a single electrode type or a double electrode type comb electrode. Thereby, the electrostatic capacitance obtained by the capacitive electrode can be adjusted.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a ladder type filter as an example of a filter device in which the elastic wave device of the first embodiment is used.
  • the series arm resonators S1 to S4 are connected in series with each other in the series arm.
  • Parallel arm resonators P1 to P3 are respectively connected between the series arm and the ground potential.
  • a capacitive electrode 6 is connected in parallel to the parallel arm resonator P1.
  • the elastic wave device 1 of the above embodiment can be used in a portion where the parallel arm resonator P1 and the capacitive electrode 6 are connected in parallel.
  • the capacitance electrode 6 is provided in the filter circuit, the characteristics of the ladder type filter 11 can be adjusted.
  • the capacitive electrode 6 is connected in parallel to the parallel arm resonator P1, the ratio band in the parallel arm resonator P1 can be reduced, that is, the resonance frequency and the antiresonance frequency can be brought close to each other. Accordingly, the steepness of the ladder filter 11 on the low pass band side can be increased.
  • FIGS. 10 and 11 are circuit diagrams of a ladder type filter according to a modification of the ladder type filter 11 shown in FIG.
  • the ladder-type filter 40 shown in FIG. 10 the ladder-type filter 11 shown in FIG. 2 is used except that the capacitive element composed of the capacitive electrode 6 is connected in parallel to the series arm resonator S1 instead of the parallel arm resonator P1.
  • the impedance of the antiresonance point of the series resonator is increased, and the amount of attenuation in the high-frequency attenuation region corresponding to the antiresonance frequency can be increased. Therefore, it is possible to increase the steepness on the high pass band side.
  • the ladder type filter shown in FIG. 2 is used except that the capacitive element composed of the capacitive electrode 6 is connected in parallel to both the parallel arm resonator P1 and the series arm resonator S1.
  • 11 has the same circuit configuration.
  • the ratio band in the parallel arm resonator can be reduced, and the impedance of the antiresonance point of the series arm resonator can be increased. Accordingly, it is possible to increase the steepness on the low pass band side and the high pass band side.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing a longitudinally coupled resonator type filter device as another example of a filter device to which the elastic wave device of the present invention is applied.
  • the filter device 21 has a longitudinally coupled resonator type 3IDT type elastic wave filter 32.
  • a one-port series arm elastic wave resonator 34 is connected between the elastic wave filter 32 and the input end 33.
  • a one-port parallel arm elastic wave resonator 35 is connected between the input side of the elastic wave filter 32 and the ground potential.
  • a capacitor composed of a capacitive electrode 6 is connected in parallel to the one-port parallel arm elastic wave resonator 35.
  • the one-port parallel arm elastic wave resonator 35 corresponds to the elastic wave resonator having the IDT electrode 3 described above.
  • the elastic wave device 1 in which the one-port parallel arm elastic wave resonator 35 having the IDT electrode 3 and the capacitive element including the capacitive electrode 6 are connected in parallel is connected to the longitudinally coupled resonator type elastic wave. It can be used in combination with the filter 32.
  • a capacitive element composed of a capacitive electrode 6 is connected in parallel to the one-port parallel arm elastic wave resonator 35. Therefore, the ratio band of the one-port parallel arm elastic wave resonator 35 having the IDT electrode 3 can be reduced, and the steepness of the entire filter device 21 on the low pass band side can be increased.
  • FIG. 13 shows a modification of the longitudinally coupled resonator type acoustic wave filter device.
  • a capacitive element composed of the capacitive electrode 6 is connected in parallel to the one-port series arm elastic wave resonator 34 instead of the one-port type parallel arm elastic wave resonator 35.
  • the impedance of the anti-resonance point of the one-port type series arm elastic wave resonator 34 is increased, and the attenuation amount in the high-frequency attenuation region corresponding to the anti-resonance frequency can be increased. Therefore, it is possible to increase the steepness on the high pass band side.
  • the surface acoustic wave device using the surface acoustic wave has been described.
  • the present invention can also be applied to the boundary acoustic wave device using the boundary acoustic wave.

Abstract

　圧電基板上でＩＤＴ電極に容量電極が接続されている構成において、容量電極による容量素子のＱ値を高め得る弾性波装置を提供する。　圧電基板２上にＩＤＴ電極３と、ＩＤＴ電極３に電気的に接続されている容量電極６とが配置されており、容量電極６が、第１の櫛歯電極６ａと第２の櫛歯電極６ｂとを有し、容量電極６の少なくとも一部において励振された弾性波が、他の部分の少なくとも一部において励振された弾性波を少なくとも一部の周波数帯において打ち消し合うように、第１，第２の櫛歯電極６ａ，６ｂが構成されている、弾性波装置１。

Description

弾性波装置及びフィルタ装置
　本発明は、ＩＤＴ電極に電気的に容量電極が接続されている弾性波装置及び該弾性波装置を有するラダー型フィルタに関する。
　従来、弾性表面波や弾性境界波を利用した様々な弾性波装置が種々知られている。例えば下記の特許文献１には、圧電基板上に弾性表面波共振子及び容量電極が構成されている弾性表面波装置が開示されている。この弾性表面波装置では、圧電基板上に、Ａｌよりも重い金属からなるＩＤＴ電極が形成されている。ＩＤＴ電極の両側に反射器が設けられており、それによって弾性表面波共振子が構成されている。また、この弾性表面波共振子に並列に接続されるように、容量電極が設けられている。ここでは、容量電極は、互いに間挿し合う複数本の電極指を有する第１，第２の櫛歯電極からなる。すなわち、第１の櫛歯電極の電極指と第２の櫛歯電極の電極指とが、これらの電極指が延びる方向と直交する方向において、交互に配置されている。
特開２００５－２６０８３３号公報
　特許文献１に記載の弾性表面波装置では、容量電極により構成される容量素子のコンダクタンスが大きかった。すなわちＱ値が低かった。従って、このような弾性表面波装置を用いて帯域フィルタを構成すると、挿入損失が劣化したり、フィルタ特性の急峻性が劣化するおそれがあった。
　本発明の目的は、圧電基板上においてＩＤＴ電極に電気的に接続されている容量電極が構成されている弾性波装置であって、容量電極により構成される容量素子のＱ値を高くすることが可能とされている弾性波装置を提供することにある。
　本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、前記圧電基板上に配置されており、複数の電極指を有するＩＤＴ電極と、前記圧電基板上に配置されており、かつ前記ＩＤＴ電極に電気的に接続されている容量電極とを備える。
　本発明では、前記容量電極が、複数本の電極指を有する第１の櫛歯電極と、複数本の電極指を有する第２の櫛歯電極とを有し、第１の櫛歯電極の複数本の電極指と、第２の櫛歯電極の複数本の電極指とが間挿し合っている。本発明では、前記容量電極の少なくとも一部において励振された弾性波が、該容量電極の他の部分の少なくとも一部において励振された弾性波を少なくとも一部の周波数帯において打ち消し合うように、第１，第２の櫛歯電極が構成されている。
　本発明に係る弾性波装置のある特定の局面では、前記容量電極の電極指が延びる方向と直交する方向の少なくとも一部において、前記第１の櫛歯電極及び第２の櫛歯電極のうちの少なくとも一方の櫛歯電極において、少なくとも２本の電極指が弾性波伝搬方向において連続するように配置されている。この場合には、内部反射による共振をより効果的に抑制することができる。
　本発明に係る弾性波装置の他の特定の局面では、前記容量電極の複数本の電極指が延びる方向と直交する方向において、前記第１の櫛歯電極の２本の電極指と、前記第２の櫛歯電極の２本の電極指が交互に配置されている。この場合には、いわゆるダブル電極により容量電極が構成されている。従って、弾性波の内部反射をより効果的に相殺することができる。
　本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記第１及び第２の櫛歯電極の２本の電極指において、該２本の電極指のそれぞれの幅がλ／８であり、該２本の電極指の間の隙間がλ／８である。従って、弾性波の内部反射をより効果的に相殺することができる。
　本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極における前記電極指が延びる方向と、前記容量電極を構成している前記第１及び第２の櫛歯電極の前記電極指が延びる方向とが異なる方向とされている。この場合には、ＩＤＴ電極が設けられている部分における電気機械結合係数を大きくすると、容量電極における電気機械結合係数を小さくすることができる。従って、容量電極において発生する弾性波のエネルギーを小さくすることができる。
　本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向と、前記容量電極における第１，第２の櫛歯電極の電極指が延びる方向とが直交している。この場合には、容量電極における電気機械結合係数をより小さくすることができる。
　本発明に係る弾性波装置のさらに別の特定の局面では、前記第１，第２の櫛歯電極の電極指の幅及び異なる電位に接続される電極指間の隙間の内の少なくとも一方が、前記ＩＤＴ電極における電極指の幅及び異なる電位に接続される電極指間の隙間の内の少なくとも一方と異なっている。この場合には、通過帯域内における不要共振のピークがより一層生じ難い。
　本発明に係る弾性波装置のさらに他の特定の局面では、前記容量電極内における複数本の電極指において、少なくとも一部の電極指の線幅及び隣り合う電極指間の隙間の内の少なくとも一方が他の電極指の線幅及び他の隣り合う電極指間の隙間の内の少なくとも一方と異なっている。この場合には、不要共振の周波数が複数に分離し、不要共振のピーク強度を小さくすることができる。
　本発明に係るフィルタ装置のある特定の局面では、複数の弾性波装置からなる複数の共振子を有するラダー型フィルタが提供され、ここでは、少なくとも１つの共振子が、本発明に従って構成されている弾性波装置からなる。
　本発明に係るフィルタ装置の他の特定の局面では、前記弾性波装置のＩＤＴ電極が前記ラダー型フィルタの並列腕共振子を構成しており、前記容量電極が該並列腕共振子に電気的に並列に接続されている。この場合には、並列腕共振子の比帯域を小さくすることができ、かつ通過帯域低域側の急峻性を高めることができる。
　本発明に係るフィルタ装置の他の特定の局面では、前記弾性波装置のＩＤＴ電極が前記ラダー型フィルタの直列腕共振子を構成しており、前記容量電極が該直列腕共振子に電気的に並列に接続されている。この場合には、直列腕共振子の比帯域を小さくすることができ、かつ通過帯域低域側の急峻性を高めることができる。
　本発明に係るフィルタ装置の別の局面によれば、縦結合共振子型弾性波フィルタと、該縦結合共振子型弾性波フィルタに接続されている弾性波共振子とを有するフィルタ装置であって、前記弾性波共振子が、本発明に従って構成されている弾性波装置の前記ＩＤＴ電極により構成されているフィルタ装置が提供されている。この場合には、縦結合共振子型弾性波フィルタの特性を容易に調整することができる。特に、前記弾性波共振子に並列に、前記容量電極が接続されている場合には、弾性波共振子の比帯域を小さくでき、かつフィルタ装置全体の通過帯域低域側における急峻性を効果的に高めることができる。
　本発明に係る弾性波装置によれば、ＩＤＴ電極に電気的に接続されている容量電極において、第１，第２の櫛歯電極が上記のように構成されているため、容量電極に電圧が印可された場合に生じる弾性波の容量電極内における内部反射を効果的に抑制することができる。そのため、容量電極により構成される容量素子のＱ値を高めることができる。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図であり、図１（ｂ）は一実施形態で用いられている容量電極を示す平面図である。 図２は、本発明の一実施形態の弾性波装置が備えられているフィルタ装置の回路図である。 図３は、実施形態で用いられている容量電極と、比較例の容量電極のＱ値と周波数との関係を示す図である。 図４は、実施形態で用いられている容量電極と、比較例の容量電極の反射損失Ｓと周波数との関係を示す図である。 図５は、実施形態における弾性表面波共振子と容量電極とが並列に接続されている構成及び比較例の構成における反射損失と周波数との関係を示す図である。 図６は、第１の実施形態で用いられている容量電極の変形例を示す図である。 図７は、第１の実施形態で用いられている容量電極の他の変形例を示す図である。 図８は、シングル電極型の櫛歯電極における弾性波の反射状態を説明するための模式的平面図である。 図９は、ダブル電極型の櫛歯電極における弾性波の反射状態を説明するための模式的平面図である。 図１０は、本発明のフィルタ装置の他の例の回路図である。 図１１は、本発明のフィルタ装置のさらに他の例の回路図である。 図１２は、本発明のフィルタ装置の他の例の回路図である。 図１３は、本発明のフィルタ装置のさらに他の例の回路図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。本実施形態の弾性波装置１は、弾性表面波を利用した弾性表波共振装置である。
　弾性波装置１は、圧電基板２を有する。圧電基板２は、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂＯ３または水晶などの圧電単結晶や圧電セラミックスにより構成され得る。
　圧電基板２の上面には、ＩＤＴ電極３が形成されている。ＩＤＴ電極３は、第１，第２の櫛歯電極３ａ，３ｂを有する。第１の櫛歯電極３ａの複数本の電極指３ａ１と、第２の櫛歯電極３ｂの複数本の電極指３ｂ１とが間挿し合っている。上記電極指３ａ１と電極指３ｂ１とは、ＩＤＴ電極３から励振される弾性表面波の伝搬方向において交互に配置されている。すなわち、ＩＤＴ電極３は、いわゆるシングル電極型のＩＤＴ電極である。
　ＩＤＴ電極３の弾性表面波伝搬方向両側に、反射器４，５が配置されている。上記ＩＤＴ電極３及び反射器４，５が構成されている領域において、弾性表面波共振子が構成されている。
　上記ＩＤＴ電極３に電気的に並列に接続されるように、容量電極６が圧電基板２上に形成されている。この容量電極６は、第１の櫛歯電極６ａと、第２の櫛歯電極６ｂとを有する。図１（ｂ）に、容量電極６を拡大して、但し図１（ａ）とは９０°回転させた状態で示すこととする。容量電極６において、第１の櫛歯電極６ａは、バスバー６ａ１を有する。バスバー６ａ１に、複数本の電極６ａ２，６ａ３の一端が接続されている。本実施形態では、２本の電極指６ａ２，６ａ３が、一組の電極指対として、電極指６ａ２，６ａ３が延びる方向と直交する方向すなわちバスバー６ａ１が延びる方向において複数組配置されている。同様に、第２の櫛歯電極６ｂもまたは、バスバー６ｂ１を有し、バスバー６ｂ１に、複数本の電極指６ｂ２，６ｂ３の一端が接続されている。第２の櫛歯電極６ｂにおいても、２本の電極指６ｂ２，６ｂ３を一組とする電極指対が、電極指６ｂ２，６ｂ３の延びる方向と直交する方向において複数組配置されている。
　そして、電極指６ａ２，６ａ３からなる２本で１組の電極指対と、電極指６ｂ２，６ｂ３からなる２本で１組の電極指対とが、バスバー６ａ１，６ｂ１の延びる方向、すなわち電極指の延びる方向と直交する方向において交互に配置されている。従って、容量電極６は、いわゆるダブル電極型の構造を有する。
　上記ＩＤＴ電極３、反射器４，５及び容量電極６は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌなどの適宜の金属もしくは合金を用いて形成することができる。
　弾性波装置１では、ＩＤＴ電極３に交流電界を印加することにより共振特性を得ることができる。しかも、上記容量電極６がＩＤＴ電極３に電気的に並列に接続されているため、容量電極６の容量により共振特性を調整することが可能とされている。
　ところで、容量電極６は圧電基板２上に形成されている。従って、容量電極６においても、電圧が印加されると弾性表面波が幾分励振される。もっとも、弾性波装置１を設計するに際しては、ＩＤＴ電極３による共振特性を利用するものであるため、ＩＤＴ電極３の電極指の延びる方向を、ＩＤＴ電極３における電気機械結合係数を高めるように設定する。
　上記容量電極６の電極指６ａ２，６ａ３，６ｂ２，６ｂ３の延びる方向は、ＩＤＴ電極３における電極指３ａ１，３ｂ１の延びる方向と直交する方向とされている。従って、容量電極６による容量素子における電気機械結合係数は小さくされている。すなわち、容量電極６における弾性波のエネルギーを小さくし、容量素子として後述するように機能させることが可能とされている。もっとも、容量電極６における電極指の延びる方向は、ＩＤＴ電極３における電極指３ａ１，３ｂ１の延びる方向と直交する方向に限定されるものではない。両者の延びる方向が平行であっても、容量電極６の構成により内部反射を抑制することができる。もっとも、好ましくは、容量電極６における電極指６ａ２，６ａ３，６ｂ２，６ｂ３の延びる方向を、ＩＤＴ電極３における電極指３ａ１，３ｂ１の延びる方向と交差させることが望ましく、より好ましくは上記のように直交させることが望ましい。
　本実施形態の弾性波装置１の特徴は、電圧印加時に、容量電極６の少なくとも一部において励振された弾性波が残りの部分の少なくとも一部において励振された弾性波と一部の周波数において打ち消し合うように容量電極６が構成されていることにある。より具体的には、本実施形態では、上記のように、ダブル電極により容量電極６が構成されている。言い換えれば、第１の櫛歯電極６ａを例にとると、同電位に接続される電極指６ａ２，６ａ３が弾性波伝搬方向において隣接している。従って、後述する実験例から明らかなように、容量電極６により構成される容量素子のＱ値を高めることができ、弾性波装置１における共振特性上における反共振周波数付近の反射損失を改善することができる。これを、具体的な実験例に基づき説明する。
　上記圧電基板２として、４２°ＹカットＸ伝搬のＬｉＴａＯ３基板を用いた。ＩＤＴ電極３における電極指の周期は１．６μｍとし、共振周波数２．４５ＧＨｚの弾性表面波共振子を設計した。ＩＤＴ電極３及び反射器４，５は厚み１２０ｎｍのＡｌにより形成した。
　容量電極６における電極指の周期は５．０μｍとした。なお、電極指の周期とは、電極指６ａ２，６ａ３からなる電極指対と、電極指６ｂ２，６ｂ３からなる電極指対とが交互に配置されている部分の周期をいう。すなわち、電極指６ａ２，６ａ３間の中心と、電極指６ｂ２，６ｂ３間の中心との弾性波伝搬方向に沿う距離をいうものとする。
　容量電極６における電極指６ａ２，６ａ３，６ｂ２，６ｂ３の幅は０．８７５μｍとした。電極指の本数は、４８本とし、交叉幅は３０μｍとした。また、電極指６ａ２，６ａ３，６ｂ２，６ｂ３の延びる方向を、ＩＤＴ電極３における電極指３ａ１，３ｂ１の延びる方向と直交させた。
　ＩＤＴ電極３に接続されていない容量電極６からなる容量素子のみのＱ値と周波数との関係、並びに反射損失Ｓと周波数との関係を求めた。比較のために、シングル電極型の容量電極を同じ圧電基板上に形成し、同じくＱ値と周波数との関係及び反射損失Ｓと周波数との関係を測定した。結果を図３及び図４に示す。図３の実線が上記実施形態の容量電極の結果を、破線が比較例の結果を示す。
　なお、比較例のシングル電極型の容量電極では、波長λを５．０μｍ、電極指の幅を１．７５μｍ、デューティを０．７、電極指の本数を３５本、交叉幅を３０μｍとした。電極指の幅とは、電極指が延びる方向と直交する方向に沿う電極指の寸法である。デューティとは、電極指の幅寸法を、電極指の幅寸法と電極指が延びる方向と直交する方向に沿う隣り合う電極指間の隙間寸法との和で除した比である。比帯域とは、共振子における反共振周波数の共振周波数に対する比である。
　図３から明らかなように、比較例の容量電極に比べ、ダブル電極型の容量電極６では、１．２ＧＨｚ～３．２ＧＨｚ帯において、Ｑ値を効果的値高め得ることがわかる。同様に、反射損失特性においても図４から明らかなように、同周波数帯において、反射損失を効果的に改善し得ることがわかる。さらに、１．２ＧＨｚ及び１．９ＧＨｚ付近における共振ピークも抑制されていることがわかる。これは、容量電極６では、電極指６ａ２，６ａ３，６ｂ２，６ｂ３が延びる方向と直交する弾性波伝搬方向において、同電位に接続される２本の電極指が隣り合うことになり、それによって、一部において励振された弾性波が、他の少なくとも一部において励振された弾性波と打ち消し合い、すなわち内部反射が抑制されていることによると考えられる。
　図５は、上記実施形態に従って、ＩＤＴ電極３に並列に容量電極６が接続されている構成と、上記比較例の容量電極６がＩＤＴ電極３に接続されている構成の反射損失特性を示す。図５の実線が上記実施形態の結果を示し、破線は比較例の結果を示す。比較例においては、実施例と同様に構成されたＩＤＴ電極３に上記シングル電極型の上記比較例の容量電極を電気的に並列に接続した。図５から明らかなように、比較例に比べて実施例によれば、反共振周波数付近における反射損失を効果的に改善し得ることがわかる。
　図６は、上記容量電極６の変形例を示す平面図である。本変形例の容量電極６Ａでは、電極指６ａ２，６ａ３，６ｂ２，６ｂ３間の隙間及び電極指対間の隙間が弾性波伝搬方向においてランダムとされている。すなわち、容量電極の電極指対間の隙間がランダムに設けられているランダム電極型の容量電極であるため、電極指対間の隙間に依存して発生する弾性波の周波数分布が分散される。そのため、ランダム電極型の容量電極はシングル電極型の容量電極に比べて、容量電極内における弾性波の強め合いを抑制できる。よって、弾性波の容量電極内における内部反射を効果的に抑制することができるため、電極指間の隙間及び電極指対間の隙間を弾性波伝搬方向において一様ではないように容量電極６Ａを形成することが好ましい。
　図６では、電極指６ａ２，６ａ３，６ｂ２，６ｂ３の電極指の幅Ｗは等しくされている。他方、例えば、電極指６ｂ２と電極指６ａ２との間の隙間Ｒ１と、電極指６ａ２と電極指６ｂ３との間の隙間Ｒ２とが異なっている。すなわち、図６では、容量電極６内における複数の電極指において、隣り合う電極指間の隙間が、他の隣り合う電極指間の隙間と異なっている。
　図７は、容量電極６のさらに他の変形例を示す平面図である。この変形例の容量電極６Ｂでは、電極指６ａ４～６ａ６の幅及び電極指６ｂ４，６ｂ５の幅がランダムに異ならされている。このように、電極指６ａ４～６ａ６，６ｂ４，６ｂ５の幅をランダムに異ならせてもよい。
　上記のように図７では、少なくとも一部の電極指の幅Ｗ１が他の電極指の幅Ｗ２と異なっている。もっとも、隣り合う電極指の幅Ｒは等しくされている。
　上記のように、容量電極６Ａ，６Ｂのように、電極指間の隙間、電極指対間の隙間や電極指の幅を部分的に他の部分と異ならせることにより、上記実施形態の容量電極６の場合と同様に、電圧印加時の弾性波の内部反射を効果的に抑制することができる。すなわち、本発明における容量電極において、一部において励振された弾性波が残りの他の部分の少なくとも一部において励振された弾性波と少なくとも一部の周波数帯で打ち消し合う構成はダブル電極型の構成に限定されるものではない。隙間の幅を部分的に変化させたり、電極指の幅を部分的に変更したりしてもよく、あるいはこれらの両者を組み合わせてもよい。言い換えれば、容量電極において、第１の櫛歯電極及び第２の櫛歯電極の複数本の電極指が電極指の延びる方向と直交する方向において一様でない部分を有するように構成すればよい。
　上記のように容量電極内において、少なくとも一部の電極指において、電極指の幅及び隣り合う電極指の隙間が、他の電極指の幅及び他の隣り合う電極指の隙間のうち少なくとも一方と異なっていても良い。それによって、シングル電極型の場合にも、容量電極内における弾性波の内部反射を効果的に抑制することができる。これを図８を参照して説明する。
　図８は、シングル電極型の容量電極４１における弾性波の内部反射を説明するための模式的平面図である。この容量電極４１は、本発明の実施形態における容量電極ではない。すなわち、容量電極４１では、複数本の電極指４１ａ，４１ｂの線幅は等しくされている。また、隣り合う電極指４１ａ，４１ｂ間の隙間はすべて等しくされている。
　容量電極４１では、矢印Ａ１，Ａ３，Ａ１１，Ａ１３で示すように弾性波が反射される。すなわち、電極指の構成に依存して発生する波長λを有する弾性波は、電極指４１ａ，４１ｂと直交する方向に伝搬するが、電極指と圧電体との境界部分において反射される。この場合、電極指４１ａ，４１ｂの幅をλ／４、電極指間の隙間をλ／４とする。すなわち、すべての電極指の幅及び電極指間の隙間が等しいとすると、反射波Ａ１と反射波Ａ３とは、位相がλずれることとなる。これは、反射波Ａ１と反射波Ａ３とでは、境界の反射条件が異なるため、位相が（λ／２）異なり、さらに、反射波Ａ３の伝搬距離に比べて、反射波Ａ１の伝搬距離は（λ／４）×２だけ長くなることによる。すなわち、反射波Ａ３の位相に比べて、反射波Ａ１の位相は、（λ／２）＋（λ／４）×２＝λだけずれることとなる。他の隣り合う反射波も同様である。従って、シングル型の容量電極４１では、弾性波の反射波が互いに強め合うことになる。
　これに対し、図６及び図７に示した容量電極６Ａ，６Ｂでは、上記のように容量電極の複数本の電極指において、少なくとも一部の電極指の幅及び隣り合う電極指間の隙間のうち少なくとも一方が、他の電極指の幅及び他の隣り合う電極指間の隙間のうち少なくとも一方と異なっているため、反射波が弱め合うことになる。それによって、内部反射による影響を抑制することが可能とされている。
　また、上記第１の実施形態の容量電極６では、ダブル電極型の容量電極であるため、反射波の影響を効果的に抑制することができる。これを、図９を参照して説明する。
　図９は、容量電極６すなわちダブル電極型の容量電極６を模式的に示す平面図である。容量電極６では、電極指６ａ２，６ａ３と電極指６ｂ２，６ｂ３とが弾性波伝搬方向において交互に配置されている。電極指６ａ２，６ａ３，６ｂ２，６ｂ３の電極指幅はλ／８である。また、電極指６ａ２と電極指６ａ３との間の隙間、電極指６ｂ３と電極指６ａ２との間の隙間及び電極指６ｂ２と電極指６ｂ３との隙間はすべてλ／８である。
　この場合、図９に示す反射波Ｂ１の位相と反射波Ｂ３の位相とは、（λ／８）×２＋（λ／８）×２＝λ／２だけずれることとなる。すなわち、反射波Ｂ１と反射波Ｂ３とは相殺し合う。同様に反射波Ｂ２の位相と反射波Ｂ４の位相もλ／２ずれる。よって、反射波Ｂ２と反射波Ｂ４も相殺し合うことになる。反射波Ｂ１１の位相は、反射波Ｂ３及び反射波Ｂ１３の位相とλ／２ずれることとなる。同様に、反射波Ｂ１２の位相は、反射波Ｂ４及び反射波Ｂ１４の位相とλ／２ずれることとなる。このように、ダブル電極型の容量電極６では、電極指の幅及び電極指間の隙間がすべて等しい場合、上記反射波Ｂ１～Ｂ４，Ｂ１１～Ｂ１４が相殺し合い、内部反射による影響を効果的に抑制することができる。
　なお、シングル電極型及びダブル電極型のいずれの櫛歯電極からなる容量電極においても、電極指交叉幅を部分的に変更しても良い。それによって、容量電極により得られる静電容量を調整することができる。
　図２は第１の実施形態の弾性波装置が用いられるフィルタ装置の一例としてのラダー型フィルタを示す回路図である。
　本実施形態のラダー型フィルタ１１では、直列腕共振子Ｓ１～Ｓ４が直列腕において互いに直列に接続されている。並列腕共振子Ｐ１～Ｐ３が直列腕とグラウンド電位との間にそれぞれ接続されている。並列腕共振子Ｐ１に並列に容量電極６が接続されている。上記実施形態の弾性波装置１は、この並列腕共振子Ｐ１と容量電極６とが並列に接続されている部分に用いられ得る。
　ラダー型フィルタ１１では、フィルタ回路内に上記容量電極６が備えられるため、ラダー型フィルタ１１の特性を調整することができる。特に、並列腕共振子Ｐ１に容量電極６が並列に接続されているため、並列腕共振子Ｐ１における比帯域を小さく、すなわち共振周波数と反共振周波数とを近づけることができる。従って、ラダー型フィルタ１１の通過帯域低域側の急峻性を高めることができる。
　図１０及び図１１は、図２に示したラダー型フィルタ１１の変形例に係るラダー型フィルタの各回路図である。図１０に示すラダー型フィルタ４０では、容量電極６からなる容量素子が並列腕共振子Ｐ１ではなく直列腕共振子Ｓ１に並列に接続されていること以外は、図２に示したラダー型フィルタ１１と同様の回路構成を有する。本変形例では、直列共振子の反共振点のインピーダンスが増加し、反共振周波数に相当する高域側減衰域の減衰量を高めることができる。従って、通過帯域高域側における急峻性を高めることが可能となる。
　図１１に示すラダー型フィルタ５１では、容量電極６からなる容量素子が並列腕共振子Ｐ１及び直列腕共振子Ｓ１の双方に並列に接続されていること以外は、図２に示したラダー型フィルタ１１と同様の回路構成を有する。図１１に示す別の変形例では、並列腕共振子における比帯域を小さくすることができ、かつ直列腕共振子の反共振点のインピーダンスを大きくすることができる。従って、通過帯域低域側および通過帯域高域側における急峻性を高めることが可能となる。
　本発明の弾性波装置が適用されるフィルタ装置は上記ラダー型フィルタ１１に限定されるものではない。図１２は、本発明の弾性波装置が適用されるフィルタ装置の他の例としての縦結合共振子型のフィルタ装置を示す回路図である。
　フィルタ装置２１は、縦結合共振子型の３ＩＤＴ型の弾性波フィルタ３２を有する。この弾性波フィルタ３２と入力端３３との間に一ポート型直列腕弾性波共振子３４が接続されている。弾性波フィルタ３２の入力側とグラウンド電位との間において、一ポート型並列腕弾性波共振子３５が接続されている。一ポート型並列腕弾性波共振子３５に並列に容量電極６からなるコンデンサが接続されている。この一ポート型並列腕弾性波共振子３５が、前述したＩＤＴ電極３を有する弾性波共振子に相当する。
　すなわち、上記ＩＤＴ電極３を有する一ポート型並列腕弾性波共振子３５と、容量電極６からなる容量素子とが並列に接続されている上記弾性波装置１を、縦結合共振子型の弾性波フィルタ３２と組み合わせて用いることができる。
　ここでは、一ポート型並列腕弾性波共振子３５に並列に容量電極６からなる容量素子が接続されている。従って、ＩＤＴ電極３を有する一ポート型並列腕弾性波共振子３５の比帯域を小さくでき、フィルタ装置２１全体の通過帯域低域側における急峻性を高めることが可能となる。
　図１３は、縦結合共振子型の弾性波フィルタ装置の変形例を示す。本変形例のフィルタ装置６１では、容量電極６からなる容量素子が一ポート型並列腕弾性波共振子３５に代えて、一ポート型直列腕弾性波共振子３４に並列に接続されている。
　この場合、一ポート型直列腕弾性波共振子３４の反共振点のインピーダンスが増加し、反共振周波数に相当する高域側減衰域の減衰量を高めることができる。従って、通過帯域高域側における急峻性を高めることが可能となる。
　なお、上記実施形態では弾性表面波を利用した弾性表面波装置につき説明したが、弾性境界波を利用した弾性境界波装置にも本発明を適用することができる。
１…弾性波装置
２…圧電基板
３…ＩＤＴ電極
３ａ，３ｂ…第１，第２の櫛歯電極
３ａ１，３ｂ１…電極指
４，５…反射器
６，６Ａ，６Ｂ…容量電極
６ａ，６ｂ…第１，第２の櫛歯電極
６ａ１，６ｂ１…バスバー
６ａ２～６ａ６，６ｂ２～６ｂ５…電極指
１１，４０，５１…ラダー型フィルタ
２１，６１…フィルタ装置
３２…弾性波フィルタ
３３…入力端
３４…一ポート型直列腕弾性波共振子
３５…一ポート型並列腕弾性波共振子
Ｐ１～Ｐ３…並列腕共振子
Ｓ１～Ｓ４…直列腕共振子

Claims (13)

  1. 　圧電基板と、
    　前記圧電基板上に配置されており、かつ複数の電極指を有するＩＤＴ電極と、
    　前記圧電基板上に配置されており、かつ前記ＩＤＴ電極に電気的に接続されている容量電極とを備え、
    　前記容量電極が、複数本の電極指を有する第１の櫛歯電極と、複数本の電極指を有する第２の櫛歯電極とを有し、第１の櫛歯電極の複数本の電極指と、第２の櫛歯電極の複数本の電極指とが間挿し合っており、
    　前記容量電極の少なくとも一部において励振された弾性波が、該容量電極の他の部分の少なくとも一部において励振された弾性波を少なくとも一部の周波数帯において打ち消し合うように、第１，第２の櫛歯電極が構成されている、弾性波装置。
  2. 　前記容量電極の電極指が延びる方向と直交する方向の少なくとも一部において、前記第１の櫛歯電極及び第２の櫛歯電極のうちの少なくとも一方の櫛歯電極において、少なくとも２本の電極指が弾性波伝搬方向において連続するように配置されている、請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記容量電極の複数本の電極指が延びる方向と直交する方向において、前記第１の櫛歯電極の２本の電極指と、前記第２の櫛歯電極の２本の電極指が交互に配置されている、請求項２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記第１及び第２の櫛歯電極の２本の電極指において、該２本の電極指のそれぞれの幅がλ／８であり、該２本の電極指の間の隙間がλ／８である、請求項３に記載の弾性波装置。
  5. 　前記ＩＤＴ電極における前記電極指が延びる方向と、前記容量電極を構成している前記第１及び第２の櫛歯電極の前記電極指が延びる方向とが異なる方向とされている、請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記ＩＤＴ電極の電極指が延びる方向と、前記容量電極における第１，第２の櫛歯電極の電極指が延びる方向とが直交している、請求項５に記載の弾性波装置。
  7. 　前記第１，第２の櫛歯電極の電極指の幅及び異なる電位に接続される電極指間の隙間の内の少なくとも一方が、前記ＩＤＴ電極における電極指の幅及び異なる電位に接続される電極指間の隙間の内の少なくとも一方と異なっている、請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記容量電極内における複数本の電極指において、少なくとも一部の電極指の線幅及び隣り合う電極指間の隙間の内の少なくとも一方が他の電極指の線幅及び他の隣り合う電極指間の隙間の内の少なくとも一方と異なっている、請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　複数の弾性波装置からなる複数の共振子を有するラダー型フィルタであって、少なくとも１つの共振子が、請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置からなる、フィルタ装置。
  10. 　前記弾性波装置のＩＤＴ電極が前記ラダー型フィルタの並列腕共振子を構成しており、前記容量電極が該並列腕共振子に電気的に並列に接続されている、請求項９に記載のフィルタ装置。
  11. 　前記弾性波装置のＩＤＴ電極が前記ラダー型フィルタの直列腕共振子を構成しており、前記容量電極が該直列腕共振子に電気的に並列に接続されている、請求項１０に記載のフィルタ装置。
  12. 　縦結合共振子型弾性波フィルタと、該縦結合共振子型弾性波フィルタに接続されている弾性波共振子とを有するフィルタ装置であって、前記弾性波共振子が、請求項１～８のいずれか１項に記載の弾性波装置の前記ＩＤＴ電極により構成されている、フィルタ装置。
  13. 　前記弾性波共振子に並列に、前記容量電極が接続されている、請求項１２に記載のフィルタ装置。
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