JP6773128B2 - 弾性波フィルタ装置 - Google Patents
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Description
[1. 弾性波フィルタの回路構成]
図1は、実施の形態に係る弾性波フィルタ10の回路構成図である。弾性波フィルタ10は、例えば、マルチモード/マルチバンド対応の携帯電話のフロントエンド部に配置される、弾性波フィルタ装置である。弾性波フィルタ10は、例えば、LTE(Long Term Evolution)に対応する携帯電話等のフロントエンド部に設けられ、3GPP(Third Generation Partnership Project)にて規格されたBand(周波数帯域)の高周波信号をフィルタリングする。この弾性波フィルタ10は、弾性波共振子を用いて高周波信号をフィルタリングする弾性波フィルタ装置である。
まず、図1のような直列腕共振子および並列腕共振子で構成されたラダー型フィルタの基本的動作原理について説明する。
図3は、実施の形態に係る弾性波フィルタ10の通過特性および共振特性の概略を説明する図である。より具体的には、図3には、実施の形態に係る弾性波フィルタ10を構成する並列腕共振子21(第1並列腕共振子)および並列腕共振子22(第2並列腕共振子)の共振特性、および、弾性波フィルタ10の通過特性の概略波形が示されている。
次に、弾性波フィルタを構成する弾性波共振子の構造について説明する。特に、複数の並列腕共振子で実効的電気機械結合係数を異ならせることで共振帯域幅を異ならせるための具体的構造について説明する。
図6は、実施の形態に係る弾性波フィルタ10の通過特性および共振特性を表すグラフである。図6の上段には本実施の形態に係る弾性波フィルタ10の通過特性(および減衰特性)が示され、中段には並列腕共振子21〜24の共振特性が示され、下段には直列腕共振子11〜15の共振特性が示されている。
図7は、実施の形態および比較例1に係る弾性波フィルタの通過特性および電圧定在波比を比較したグラフである。比較例1に係る弾性波フィルタは、上記式1〜式4のうち、式2を満たしておらず、fap21=fap22となっている。
図8は、実施の形態および比較例2に係る弾性波フィルタの通過特性を比較したグラフである。比較例2に係る弾性波フィルタは、上記式1〜式4のうち、式1および式4を満たしておらず、frp21=frp22となっている。
次に、本発明に係る弾性波フィルタが、通過帯域と通過帯域低域側の減衰帯域との遷移領域における急峻性を向上させるのに効果的であることを説明する。
本実施の形態に係る弾性波フィルタ10において、並列腕共振子21〜24の実効的電気機械結合係数Ksawを調整する手法として、基板101とIDT電極との間の誘電体層、または、IDT電極上の保護層の膜厚を調整することを説明した。本変形例では、その他の手法を用いた実効的電気機械結合係数Ksawの調整について説明する。
以上、本発明の実施の形態に係る弾性波フィルタについて、実施の形態を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る弾性波フィルタも本発明に含まれる。
11、12、13、14、15 直列腕共振子
21、22、23、24 並列腕共振子
31、32、34 インダクタ
33 キャパシタ
101 基板
102 誘電体層
103、104 保護層
110、120 入出力端子
200 IDT電極
200a、200b 櫛型電極
210 反射器
211、212、213、214、215 金属膜
Claims (10)
- 2以上の直列腕共振子および3以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第1入出力端子および第2入出力端子と、
前記第1入出力端子と前記第2入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第1直列腕共振子および第2直列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第1入出力端子を結ぶ経路上の第1ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第1並列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第2入出力端子を結ぶ経路上の第2ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第2並列腕共振子と、
前記第2直列腕共振子および前記第2入出力端子を結ぶ経路上の第3ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第3並列腕共振子と、を備え、
前記第1並列腕共振子の共振周波数は、前記第2並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第1並列腕共振子の***振周波数は、前記第2並列腕共振子の***振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第2並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
前記第3並列腕共振子の共振周波数は、前記第1並列腕共振子の共振周波数より前記第2並列腕共振子の共振周波数に近い、
弾性波フィルタ装置。 - 前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第2並列腕共振子の実効的電気機械結合係数が最も小さい、
請求項1に記載の弾性波フィルタ装置。 - 前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子のうち、前記第1並列腕共振子の実効的電気機械結合係数が最も大きい、
請求項1または2に記載の弾性波フィルタ装置。 - 前記2以上の直列腕共振子および前記3以上の並列腕共振子は、それぞれ、弾性表面波共振子である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性波フィルタ装置。 - 1以上の直列腕共振子および2以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第1入出力端子および第2入出力端子と、
前記第1入出力端子と前記第2入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第1直列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第1入出力端子を結ぶ経路上の第1ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第1並列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第2入出力端子を結ぶ経路上の第2ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第2並列腕共振子と、を備え、
前記第1並列腕共振子の共振周波数は、前記第2並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第1並列腕共振子の***振周波数は、前記第2並列腕共振子の***振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第2並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
前記第1並列腕共振子および前記第2並列腕共振子のそれぞれは、圧電体およびIDT電極を少なくとも有し、
さらに、前記第2並列腕共振子は、前記圧電体および前記IDT電極の間に形成された、実効的電気機械結合係数を調整する第2誘電体層を有し、
前記第1並列腕共振子の前記圧電体と前記IDT電極との間には実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていない、または、前記第1並列腕共振子の前記圧電体と前記IDT電極との間に形成される実効的電気機械結合係数を調整する第1誘電体層は、前記第2誘電体層よりも薄い、
弾性波フィルタ装置。 - 1以上の直列腕共振子および2以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第1入出力端子および第2入出力端子と、
前記第1入出力端子と前記第2入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第1直列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第1入出力端子を結ぶ経路上の第1ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第1並列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第2入出力端子を結ぶ経路上の第2ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第2並列腕共振子と、を備え、
前記第1並列腕共振子の共振周波数は、前記第2並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第1並列腕共振子の***振周波数は、前記第2並列腕共振子の***振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第2並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
前記第1並列腕共振子および前記第2並列腕共振子のそれぞれは、圧電体およびIDT電極を少なくとも有し、
さらに、前記第2並列腕共振子は、前記IDT電極を覆うように形成された、実効的電気機械結合係数を調整する第4誘電体層を有し、
前記第1並列腕共振子の前記IDT電極上には実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていない、または、前記第1並列腕共振子の前記IDT電極を覆うように形成される実効的電気機械結合係数を調整する第3誘電体層は、前記第4誘電体層よりも薄い、
弾性波フィルタ装置。 - 1以上の直列腕共振子および2以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第1入出力端子および第2入出力端子と、
前記第1入出力端子と前記第2入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第1直列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第1入出力端子を結ぶ経路上の第1ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第1並列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第2入出力端子を結ぶ経路上の第2ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第2並列腕共振子と、を備え、
前記第1並列腕共振子の共振周波数は、前記第2並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第1並列腕共振子の***振周波数は、前記第2並列腕共振子の***振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第2並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
さらに、
前記第2並列腕共振子に並列接続されたキャパシタを備える、
弾性波フィルタ装置。 - 前記キャパシタは、
圧電体上に形成された櫛歯電極を有し、
前記圧電体と前記櫛歯電極との間には、実効的電気機械結合係数を調整する誘電体層が形成されていない、
請求項7に記載の弾性波フィルタ装置。 - 1以上の直列腕共振子および2以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第1入出力端子および第2入出力端子と、
前記第1入出力端子と前記第2入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第1直列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第1入出力端子を結ぶ経路上の第1ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第1並列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第2入出力端子を結ぶ経路上の第2ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第2並列腕共振子と、を備え、
前記第1並列腕共振子の共振周波数は、前記第2並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第1並列腕共振子の***振周波数は、前記第2並列腕共振子の***振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第2並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
さらに、
前記第1並列腕共振子に並列接続されたインダクタを備える、
弾性波フィルタ装置。 - 1以上の直列腕共振子および2以上の並列腕共振子で構成された弾性波フィルタ装置であって、
高周波信号を入力または出力する第1入出力端子および第2入出力端子と、
前記第1入出力端子と前記第2入出力端子とを結ぶ経路に設けられた、弾性波共振子からなる第1直列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第1入出力端子を結ぶ経路上の第1ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第1並列腕共振子と、
前記第1直列腕共振子および前記第2入出力端子を結ぶ経路上の第2ノードと、グランドとを結ぶ経路に設けられた第2並列腕共振子と、を備え、
前記第1並列腕共振子の共振周波数は、前記第2並列腕共振子の共振周波数よりも低く、
前記第1並列腕共振子の***振周波数は、前記第2並列腕共振子の***振周波数よりも高く、
前記弾性波フィルタ装置を構成する全ての並列腕共振子において、前記第2並列腕共振子の共振周波数が最も高く、
前記第2並列腕共振子は、圧電体およびIDT電極を有し、
前記IDT電極を構成する櫛型電極は、間引き電極である、
弾性波フィルタ装置。
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