JPH0260221A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
- Publication number
- JPH0260221A JPH0260221A JP21063888A JP21063888A JPH0260221A JP H0260221 A JPH0260221 A JP H0260221A JP 21063888 A JP21063888 A JP 21063888A JP 21063888 A JP21063888 A JP 21063888A JP H0260221 A JPH0260221 A JP H0260221A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- vibrator
- thickness
- rotary
- wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
ＶＨＦ帯（３０〜１５０ＭＨｚ）用圧電振動子に関し、
ＶＨＦ帯内に基本波モード振動波を有する高結合なバル
ク波圧電振動子を容易に実現することを目的とし、 Ｌ ｉ ｔ Ｂａ Ｏｔ単結晶の回転Ｙ板又は回転Ｘ板
を用いた厚み縦振動子とし、電気軸の周りの回転角θを
、３７”＜ｌθ１≦４５″の範囲内とすることにより、
対向電極間領域内への振動エネルギーの閉じ込めを可能
にする。
ク波圧電振動子を容易に実現することを目的とし、 Ｌ ｉ ｔ Ｂａ Ｏｔ単結晶の回転Ｙ板又は回転Ｘ板
を用いた厚み縦振動子とし、電気軸の周りの回転角θを
、３７”＜ｌθ１≦４５″の範囲内とすることにより、
対向電極間領域内への振動エネルギーの閉じ込めを可能
にする。
本発明はＶＨＦ帯（３０〜１５０ＭＨｚ）用圧電振動子
に関し、更に詳しくは、ＶＨＦ帯内に基本波モード振動
波を有する高結合なバルク波圧電振動子に関する。
に関し、更に詳しくは、ＶＨＦ帯内に基本波モード振動
波を有する高結合なバルク波圧電振動子に関する。
〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕３０〜１
５０ＭＨｚ近辺のＶＨＦＨＦ帯子としては、バルク波を
用いたものでは厚みすべり波又は厚みねじり波の高次モ
ード（３次又は５次）を利用した振動子が知られており
、また、弾性表面波（ＳＡＷ）を用いたものでは反射器
を用いて表面にＳＡＷエネルギーを閉じ込めたグレーテ
ィング形ＳＡＷ振動子（共振子）が知られている。
５０ＭＨｚ近辺のＶＨＦＨＦ帯子としては、バルク波を
用いたものでは厚みすべり波又は厚みねじり波の高次モ
ード（３次又は５次）を利用した振動子が知られており
、また、弾性表面波（ＳＡＷ）を用いたものでは反射器
を用いて表面にＳＡＷエネルギーを閉じ込めたグレーテ
ィング形ＳＡＷ振動子（共振子）が知られている。
バルク波振動子はその基本波がＨＦ帯で最適寸法となる
ため、−ＣにはＶＨＦ帯には高次モードを通用せざるを
得ないのであるが、敢えて基本波を適用しようとすれば
、その厚みを限りなく薄くする必要があり（１０〜２０
μｍ）、製造が極めて困難になる。また、高次モード利
用の場合でも、発振器やフィルタ等に適用するには基本
波をろ波するフィルタが必要であり、周辺回路が大型化
する欠点がある。更に、高次モードの場合、結合度が小
さくなるため、広帯域なフィルタや可変幅が大きな発振
器等への適用が難しい。
ため、−ＣにはＶＨＦ帯には高次モードを通用せざるを
得ないのであるが、敢えて基本波を適用しようとすれば
、その厚みを限りなく薄くする必要があり（１０〜２０
μｍ）、製造が極めて困難になる。また、高次モード利
用の場合でも、発振器やフィルタ等に適用するには基本
波をろ波するフィルタが必要であり、周辺回路が大型化
する欠点がある。更に、高次モードの場合、結合度が小
さくなるため、広帯域なフィルタや可変幅が大きな発振
器等への適用が難しい。
一方、ＳＡＷ共振子においても、最適周波数は２００Ｍ
Ｈｚ以上のＶＨＦ帯やＵＨＦ帯であり、１００ＭＨ！近
辺の使用では素子が大きくなり、発振器やフィルタの小
型化を阻害することになる。
Ｈｚ以上のＶＨＦ帯やＵＨＦ帯であり、１００ＭＨ！近
辺の使用では素子が大きくなり、発振器やフィルタの小
型化を阻害することになる。
また、グレーティング形ＳＡＷ共振子は容量比が大きく
なるため、広帯域なフィルタや可変幅が大きな発振器に
は不適当である。
なるため、広帯域なフィルタや可変幅が大きな発振器に
は不適当である。
そこで、本発明の目的は、ＶＨＦ帯域内に基本波モード
振動波を有し且つ高結合即ち電気機械結合係数の大きな
圧電振動子を容易に実現することにある。
振動波を有し且つ高結合即ち電気機械結合係数の大きな
圧電振動子を容易に実現することにある。
上記目的を達成するため、本発明にあっては、ＬｉｇＢ
ａＯｔ単結晶の回転Ｙ板又は回転Ｘ板を用いた厚み縦振
動子とし、電気軸の周りの回転角θを、３７＠＜ｌθ１
≦４５°の範囲内とすることにより、対向電極間領域内
への振動エネルギーの閉じ込めを可能とする。
ａＯｔ単結晶の回転Ｙ板又は回転Ｘ板を用いた厚み縦振
動子とし、電気軸の周りの回転角θを、３７＠＜ｌθ１
≦４５°の範囲内とすることにより、対向電極間領域内
への振動エネルギーの閉じ込めを可能とする。
上記構成を有する圧電振動子においては、３７゜く１θ
ｌ≦４５°の範囲内におけるＬｉ１Ｂ４０を回転Ｙ板又
は回転Ｘ板の位相速度Ｖｐは７４２゜≦Ｖｐ≦７５４０
ｍ／ｓと高速であるから、ＶＨＦ帯域内に基本波モード
振動波を有する振動子の製造が可能である。
ｌ≦４５°の範囲内におけるＬｉ１Ｂ４０を回転Ｙ板又
は回転Ｘ板の位相速度Ｖｐは７４２゜≦Ｖｐ≦７５４０
ｍ／ｓと高速であるから、ＶＨＦ帯域内に基本波モード
振動波を有する振動子の製造が可能である。
また、３７＠＜１０１≦４５°の範囲内におけるｌ、１
ｇＢ４Ｏを回転Ｙ板又は回転Ｘ板の周波数定数ＦＨは３
６３０≦ＦＨ＜３７１０Ｈｚ・−であるから、周波数Ｆ
を３０〜１５０ ＭＨｚとしたときの振動子の厚みＨは
２４．２≦Ｈ＜１２４μｍとなる。この値は研磨加工が
十分可能な値であるから、Ｖ ＨＦ帯振動子を容易に製
造することができる。
ｇＢ４Ｏを回転Ｙ板又は回転Ｘ板の周波数定数ＦＨは３
６３０≦ＦＨ＜３７１０Ｈｚ・−であるから、周波数Ｆ
を３０〜１５０ ＭＨｚとしたときの振動子の厚みＨは
２４．２≦Ｈ＜１２４μｍとなる。この値は研磨加工が
十分可能な値であるから、Ｖ ＨＦ帯振動子を容易に製
造することができる。
また、１θｌ＞３７”としたことにより、中央対向電極
間領域内に振動エネルギーの閉込めが可能になる。
間領域内に振動エネルギーの閉込めが可能になる。
また、３７＠＜１０１≦４５°の範囲内としたことによ
り、０〜１００℃の温度範囲内においてΔｆｒ／ｆｒｌ
≦５ｏｏｐｐ−という目標値牽満足し得ることとなり、
温度特性の良好な厚み縦振動子を実現することができる
。
り、０〜１００℃の温度範囲内においてΔｆｒ／ｆｒｌ
≦５ｏｏｐｐ−という目標値牽満足し得ることとなり、
温度特性の良好な厚み縦振動子を実現することができる
。
更に、３７°〈１θ１≦４５°の範囲内におけるＬｉ１
Ｂａ０ｙ−転Ｙ板又は回転Ｘ板の電気機械結合係数に″
は、４％＜ Ｋ １５５％となるので、高結合な厚み縦
振動子を実現することができる。
Ｂａ０ｙ−転Ｙ板又は回転Ｘ板の電気機械結合係数に″
は、４％＜ Ｋ １５５％となるので、高結合な厚み縦
振動子を実現することができる。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
硼酸リチウム（Ｌ ｉ ｔ Ｂａ ０？ ）単結晶は結
合度の大きなＳＡＷ材料（Ｋ”ｍｔｔ ’ １％）とし
て開発されたが、本発明者は、Ｌ ｉ ｚ Ｂａ ０？
単結晶の密度が２４３５ ｋｇ／ｍ”と小さいことに着
目し、且つ、Ｌｉ２８４０ｗ単結晶を用いて回転Ｙ板又
は回転Ｘ板の厚み振動子とした場合、厚みすべり波以外
に厚み縦振動も垂直電場により圧電的に励振可能である
ことに着目、し、伝播速度（位相速度）の速い厚み縦振
動を利用してＶＨＦ帯振動子を実現することを検討した
。
合度の大きなＳＡＷ材料（Ｋ”ｍｔｔ ’ １％）とし
て開発されたが、本発明者は、Ｌ ｉ ｚ Ｂａ ０？
単結晶の密度が２４３５ ｋｇ／ｍ”と小さいことに着
目し、且つ、Ｌｉ２８４０ｗ単結晶を用いて回転Ｙ板又
は回転Ｘ板の厚み振動子とした場合、厚みすべり波以外
に厚み縦振動も垂直電場により圧電的に励振可能である
ことに着目、し、伝播速度（位相速度）の速い厚み縦振
動を利用してＶＨＦ帯振動子を実現することを検討した
。
第１図はＬ ｉ ｚ Ｂａ ０？単結晶の回転Ｙ板（以
下、Ｌ ｉ ＊ Ｂａ Ｏｔ回転Ｙ板という、）とその
座標系を示したものであり、第２図から第５図まではそ
れぞれＬ ｉ ｘ Ｂａ Ｏｖ回転Ｙ板の厚み縦振動波
の電気、機械結合係数に！、位相速度Ｖｐ、周波数温度
係数及び周波数定数ＦＨの回転角依存性を示、したもの
である、ここでは、Ｘ軸即ち電気軸の周りに反時計方向
に回転する方向を正（＋）とするが、Ｌ ｌ ｘ Ｂａ
０？単結晶は正方対称性（４＋＋＋ｍ）の対称性を有
しているので、時計方向（負（−）方向）に回転した場
合でも反時計方向に回転した場合と同様の特性が得られ
る。すなわち、＋〇と−θでは同一結果となるので、θ
の絶対値１θが意味をなす。
下、Ｌ ｉ ＊ Ｂａ Ｏｔ回転Ｙ板という、）とその
座標系を示したものであり、第２図から第５図まではそ
れぞれＬ ｉ ｘ Ｂａ Ｏｖ回転Ｙ板の厚み縦振動波
の電気、機械結合係数に！、位相速度Ｖｐ、周波数温度
係数及び周波数定数ＦＨの回転角依存性を示、したもの
である、ここでは、Ｘ軸即ち電気軸の周りに反時計方向
に回転する方向を正（＋）とするが、Ｌ ｌ ｘ Ｂａ
０？単結晶は正方対称性（４＋＋＋ｍ）の対称性を有
しているので、時計方向（負（−）方向）に回転した場
合でも反時計方向に回転した場合と同様の特性が得られ
る。すなわち、＋〇と−θでは同一結果となるので、θ
の絶対値１θが意味をなす。
第２図より、回転角１θ１の増加に伴い結合係数に２が
急増しており、Ｋ２〉１％となる回転角θが存在するこ
とが判る。高安定な振動子として知られている水晶振動
子（厚みすべり波利用）ではに２＃０．５％程度である
ことから考えても、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７回転Ｙ板振動子が高
結合振動子として利用可能であることが判る。
急増しており、Ｋ２〉１％となる回転角θが存在するこ
とが判る。高安定な振動子として知られている水晶振動
子（厚みすべり波利用）ではに２＃０．５％程度である
ことから考えても、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７回転Ｙ板振動子が高
結合振動子として利用可能であることが判る。
また、第３図から判るように、Ｌ ｉ １ Ｂ４０９回
転Ｙ板の位相速度Ｖｐは５５００≦Ｖｐ≦７６００ｍ／
ｓと高速であるから、ＶＨＦ帯域内に基本波モード振動
波を有する振動子の製造が可能であることが判る。
転Ｙ板の位相速度Ｖｐは５５００≦Ｖｐ≦７６００ｍ／
ｓと高速であるから、ＶＨＦ帯域内に基本波モード振動
波を有する振動子の製造が可能であることが判る。
温度特性の良好な振動子を実現するためには、１次周波
数温度係数が零となる回転角θ。の振動子が求められる
。第４図より、零温度係数となる回転角１θＩは３２°
である。このときの周波数定数ＦＨは約３７４０Ｈｚ−
ｍ （第５図参照）であるから、周波数Ｆを例えば１
００ ＭＨｚとすれば、振動子の厚みＨは３７μｍとな
る。この値は研磨加工が十分可能な値であるから、１０
０ ＭＨｚＪｉ動子を容易に製造できることが判る。
数温度係数が零となる回転角θ。の振動子が求められる
。第４図より、零温度係数となる回転角１θＩは３２°
である。このときの周波数定数ＦＨは約３７４０Ｈｚ−
ｍ （第５図参照）であるから、周波数Ｆを例えば１
００ ＭＨｚとすれば、振動子の厚みＨは３７μｍとな
る。この値は研磨加工が十分可能な値であるから、１０
０ ＭＨｚＪｉ動子を容易に製造できることが判る。
しかし、第６図に示すように、一般に厚み縦振動波はそ
の分散特性が高域遮断形となり、中央部に設けた電極の
質量付加及び圧電反作用を利用したエネルギー閉込めを
実現することができない場合が多い、上記３２°回転Ｙ
板を用いたＬｉ、Ｂ。
の分散特性が高域遮断形となり、中央部に設けた電極の
質量付加及び圧電反作用を利用したエネルギー閉込めを
実現することができない場合が多い、上記３２°回転Ｙ
板を用いたＬｉ、Ｂ。
０、厚み縦振動子も例外ではなく、厚み縦基本波（ＴＥ
Ｉモード）の位相速度が厚みすべり波の２次モード（Ｔ
Ｓ２モード）の位相速度よりも小さくなる。したがって
、厚みすべり波の場合には、第７図に示すように、エネ
ルギーを振動子内の中央部電極間領域内に閉じ込めるこ
とができるが、厚み縦振動の場合には振動エネルギーを
振動子内の電極間領域内に閉じ込めることができない。
Ｉモード）の位相速度が厚みすべり波の２次モード（Ｔ
Ｓ２モード）の位相速度よりも小さくなる。したがって
、厚みすべり波の場合には、第７図に示すように、エネ
ルギーを振動子内の中央部電極間領域内に閉じ込めるこ
とができるが、厚み縦振動の場合には振動エネルギーを
振動子内の電極間領域内に閉じ込めることができない。
エネルギー閉込め形を実現できない振動子を適用した場
合には、周辺部分の支持が困難となり、且つ、支持によ
る振動特性の劣化を引き起こすこととなる。
合には、周辺部分の支持が困難となり、且つ、支持によ
る振動特性の劣化を引き起こすこととなる。
一方、第８図はＬｉ、Ｂ、○７回転Ｙ板における厚みす
べり波（ファーストモード及びスローモード）の位相速
度Ｖｐの回転角依存性を示したものである。ここで、第
３図の厚み縦振動波と第８図の厚みすべり波とにおける
位相速度特性を比較検討してみると、後者のスローモー
ドでは、１θ＝３２°のとき位相速度Ｖｐは約３９２０
ｍ／ｓであるが、ｉθＩの増加と共に位相速度Ｖｐは、
急速に低下し、５０°≦Ｉθ１≦５５９のときに位相速
度は約３３５０ｍ／ｓと約６００ａ＋／ｓも低下する。
べり波（ファーストモード及びスローモード）の位相速
度Ｖｐの回転角依存性を示したものである。ここで、第
３図の厚み縦振動波と第８図の厚みすべり波とにおける
位相速度特性を比較検討してみると、後者のスローモー
ドでは、１θ＝３２°のとき位相速度Ｖｐは約３９２０
ｍ／ｓであるが、ｉθＩの増加と共に位相速度Ｖｐは、
急速に低下し、５０°≦Ｉθ１≦５５９のときに位相速
度は約３３５０ｍ／ｓと約６００ａ＋／ｓも低下する。
一方、前者の厚み縦振動の場合、位相速度Ｖｐの変化が
小さく、１θ１＝３２°と１θ１＝５０’との間では位
相速度差は約３００ｍ／ｓと後者の約半分程度である。
小さく、１θ１＝３２°と１θ１＝５０’との間では位
相速度差は約３００ｍ／ｓと後者の約半分程度である。
したがって、１θ１が３５℃付近から６０°付近までの
限られた範囲内で厚み縦振動の基本波モード（ＴＥＩモ
ード）の分散特性が高域速断形特性から低域遮断形特性
へと移行することが考えられる。このような点に鑑み、
本発明者はｌ、１２Ｂ４０を回転Ｙ板における厚み縦振
動波の分散特性について理論解析を試み、高域速断形特
性から低域遮断形特性へと反転する適切な回転角を見出
した。
限られた範囲内で厚み縦振動の基本波モード（ＴＥＩモ
ード）の分散特性が高域速断形特性から低域遮断形特性
へと移行することが考えられる。このような点に鑑み、
本発明者はｌ、１２Ｂ４０を回転Ｙ板における厚み縦振
動波の分散特性について理論解析を試み、高域速断形特
性から低域遮断形特性へと反転する適切な回転角を見出
した。
第９図は厚み縦振動を解析するためのモデルを示したも
のである。ここで、波動は厚み方向（Ｙ’力方向に振動
し且つＺ′力方向伝播するものとする。また、電極の質
量は無視し、Ｘ方向へは一様であるとする。
のである。ここで、波動は厚み方向（Ｙ’力方向に振動
し且つＺ′力方向伝播するものとする。また、電極の質
量は無視し、Ｘ方向へは一様であるとする。
ｙ、ｚ方向の変位及び電気ポテンシャルを、Ｕ ｙ＝
Ａ ｅｉ ｔｌ ｙ ｅＩ （βトーｔ）Ｕｚ＝Ｂｅ”
αＹ ｅ目βトーｔ） ψ ＝ＣｅＩαｙ ｅ ｉ （β翼−ｗｔ＋とし、圧電
基の方程式に上式を代入し且つｙ＝０゜）ｌ ＝ Ｈに
おける機械的及び電気的境界条件を満足する解を求める
。ここで、α、βは各々Ｘ方向及び２方向の複素数伝播
定数を示す。解析結果を第１０図ないし第１２図に示す
。
Ａ ｅｉ ｔｌ ｙ ｅＩ （βトーｔ）Ｕｚ＝Ｂｅ”
αＹ ｅ目βトーｔ） ψ ＝ＣｅＩαｙ ｅ ｉ （β翼−ｗｔ＋とし、圧電
基の方程式に上式を代入し且つｙ＝０゜）ｌ ＝ Ｈに
おける機械的及び電気的境界条件を満足する解を求める
。ここで、α、βは各々Ｘ方向及び２方向の複素数伝播
定数を示す。解析結果を第１０図ないし第１２図に示す
。
第１０図は１θ１が３５″及び４５°の場合における置
モード及びＴＳ２モードの電極がない場合の分散特性を
示したものである。ここで、縦軸のΩは角周波数ωを （２π／２Ｈ）Ｍ ρ、で基準化した角振動数
を示し、Ｃ＋＋（０）は回転角ｌθ１が０６の場合の弾
性定数Ｃ０値を示し、ρ、は密度である。すなわち、 また、横軸は、波数βと厚みＨの積βＨの実数部（Ｒｅ
）と虚数部（１ｍ）を示す。第１０図より、θＩ＝３５
”の場合においては各モードのβＨ＝０における基準化
角振動数即ち遮断振動数をΩ”Ｔｌｌ＋ Ω’？！！＋
とすれば、Ω’ｔｓｔ ＞Ω０７□とななっており、
厚み縦振動において通常よく見られる高域速断形分散特
性となっている。一方、１θ＝４５°の場合には、Ω０
Ｔ□〉Ω・１，２と反転しており、低域速断形分散特性
となっている。
モード及びＴＳ２モードの電極がない場合の分散特性を
示したものである。ここで、縦軸のΩは角周波数ωを （２π／２Ｈ）Ｍ ρ、で基準化した角振動数
を示し、Ｃ＋＋（０）は回転角ｌθ１が０６の場合の弾
性定数Ｃ０値を示し、ρ、は密度である。すなわち、 また、横軸は、波数βと厚みＨの積βＨの実数部（Ｒｅ
）と虚数部（１ｍ）を示す。第１０図より、θＩ＝３５
”の場合においては各モードのβＨ＝０における基準化
角振動数即ち遮断振動数をΩ”Ｔｌｌ＋ Ω’？！！＋
とすれば、Ω’ｔｓｔ ＞Ω０７□とななっており、
厚み縦振動において通常よく見られる高域速断形分散特
性となっている。一方、１θ＝４５°の場合には、Ω０
Ｔ□〉Ω・１，２と反転しており、低域速断形分散特性
となっている。
第１１図は１θ１−４０°の場合について更に詳しく分
析した結果を示したものである。第１１図において、実
線は電極がない場合（電極非短絡状Ｂ）の分散特性を示
し、破線は表面上に電極を付加した場合（電極短絡状態
）の分散特性を示す。
析した結果を示したものである。第１１図において、実
線は電極がない場合（電極非短絡状Ｂ）の分散特性を示
し、破線は表面上に電極を付加した場合（電極短絡状態
）の分散特性を示す。
共振状態においては、電極が短絡された状態に相当する
と考えられるため、圧電反作用により角振動数Ωは低下
する。遮断振動数（βＨ＝０）の近辺においては、ＴＥ
Ｉモードでは角振動数Ωの低下が著しい（約１．００８
から約０．９９１まで低下する）が、ＴＳ２モードの場
合は角振動数Ωは殆ど影響を受けていない（Ω＃０．９
６７）、第１１図のような低域速断形分散特性において
、ＴＥＩモードの振動エネルギーを電極間領域内に閉じ
込めることが可能となる。すなわち、βＨ−０の近傍の
使用においては、電極間領域内で波数βは実数（Ｒｅ）
となり、一方、無電極部では虚数（Ｉｎ）となるため、
波動は伝播に伴い指数関数的に減衰する。
と考えられるため、圧電反作用により角振動数Ωは低下
する。遮断振動数（βＨ＝０）の近辺においては、ＴＥ
Ｉモードでは角振動数Ωの低下が著しい（約１．００８
から約０．９９１まで低下する）が、ＴＳ２モードの場
合は角振動数Ωは殆ど影響を受けていない（Ω＃０．９
６７）、第１１図のような低域速断形分散特性において
、ＴＥＩモードの振動エネルギーを電極間領域内に閉じ
込めることが可能となる。すなわち、βＨ−０の近傍の
使用においては、電極間領域内で波数βは実数（Ｒｅ）
となり、一方、無電極部では虚数（Ｉｎ）となるため、
波動は伝播に伴い指数関数的に減衰する。
第１２図はｌ、 ｉｚ Ｂａ Ｏ？回転Ｙ板における厚
み縦振動波のＴＥＩモード及びＴＳ２モードの遮断振動
数ΩＯの回転角１θ１に対する依存性を示したものであ
る。第１２図より、電極がない場合には、次の通りとな
る。
み縦振動波のＴＥＩモード及びＴＳ２モードの遮断振動
数ΩＯの回転角１θ１に対する依存性を示したものであ
る。第１２図より、電極がない場合には、次の通りとな
る。
１θ１≦３５．４”ｊ Ω０！３２≧Ω０Ｔｔｌ（
高域遮断形） θ ｌ＞３５．４’ ： Ω６テｓｚ＜ Ω
０テ１（低域遮断形） 一方、電極短絡時には、次の通りとなる。
高域遮断形） θ ｌ＞３５．４’ ： Ω６テｓｚ＜ Ω
０テ１（低域遮断形） 一方、電極短絡時には、次の通りとなる。
θ １ ≦ ３７ ＠ ： Ω’７１！≧
Ω’？！１（高域遮断形） θｌ＞３７＠ ： Ω’ｙｓ＊＜Ω”ｔｔＩ（低
域遮断形） したがって、１θＩ〉３７°において、中央対向電極間
領域内に振動エネルギーの閉込めが可能になることが判
った。
Ω’？！１（高域遮断形） θｌ＞３７＠ ： Ω’ｙｓ＊＜Ω”ｔｔＩ（低
域遮断形） したがって、１θＩ〉３７°において、中央対向電極間
領域内に振動エネルギーの閉込めが可能になることが判
った。
一方、エネルギー閉込め形振動子としては、温度特性が
良好であることが望まれる。そこで、第１３′図は無限
平面上に電極を設けた場合のＴＲＩモードの温度特性の
解析結果を示したものである。
良好であることが望まれる。そこで、第１３′図は無限
平面上に電極を設けた場合のＴＲＩモードの温度特性の
解析結果を示したものである。
第１３図より、０〜１００℃の温度範囲内において、
Δ ｆｒ／ｆｒｌ ≦ ５００ｐｐ請という目標値を
近似的に満足し得る角度は３５゜く１θ」≦４５＠であ
ることが判る。ここで、ｆｒは基準温度（２５℃）にお
ける共振振動数（基準共振振動数）であり、Δｆｒは各
温度での共振振動数と基準共振振動数との差である。
近似的に満足し得る角度は３５゜く１θ」≦４５＠であ
ることが判る。ここで、ｆｒは基準温度（２５℃）にお
ける共振振動数（基準共振振動数）であり、Δｆｒは各
温度での共振振動数と基準共振振動数との差である。
一方、電気機械結合係数に！は、３７°〈１θ≦４５＠
においてＫ”−４〜５％（第２図参照）となり、高結合
度が得られることが判る。
においてＫ”−４〜５％（第２図参照）となり、高結合
度が得られることが判る。
以上の解析結果から、１θ１を３７＠＜ｌθ≦４５°と
することによって、高結合且つ高安定な厚み縦振動波の
エネルギーを容易に中央部電極間領域内に閉じ込め得る
ことが見出された。
することによって、高結合且つ高安定な厚み縦振動波の
エネルギーを容易に中央部電極間領域内に閉じ込め得る
ことが見出された。
なお、上記解析はｌ、 ｉ ｚ Ｂａ Ｏｔ Ｏ転Ｙ板
Ｚ′・方向伝播の厚み縦振動について行なったが、Ｌ
ｉｇ Ｂａ Ｏｙ単結晶の対称性から、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７
回転Ｘ板Ｚ′方向伝播買第１４図参照）についても全く
同様の結果が得られることは明白である。
Ｚ′・方向伝播の厚み縦振動について行なったが、Ｌ
ｉｇ Ｂａ Ｏｙ単結晶の対称性から、Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７
回転Ｘ板Ｚ′方向伝播買第１４図参照）についても全く
同様の結果が得られることは明白である。
以上の説明から明らかなように、本発明の構成によれば
、振動子内の対向電極間領域内への振動エネルギーの閉
込めが可能となるので、Ｑ値の高い振動子が得られ、且
つ、高結合度で温度特性の良好な、基本波周波数がＶＨ
Ｆ帯となる振動子が容易に得られることとなる。したが
って、本発明による振動子をフィルタや発振器等に適用
すれば、広帯域、高安定且つ小形のＶＨＦ帯デイバイス
が容易に得られることとなる。
、振動子内の対向電極間領域内への振動エネルギーの閉
込めが可能となるので、Ｑ値の高い振動子が得られ、且
つ、高結合度で温度特性の良好な、基本波周波数がＶＨ
Ｆ帯となる振動子が容易に得られることとなる。したが
って、本発明による振動子をフィルタや発振器等に適用
すれば、広帯域、高安定且つ小形のＶＨＦ帯デイバイス
が容易に得られることとなる。
第１図は本発明によるｌ、ｉｚＢ４０ｗ回転Ｙ板とその
座標系を示す図、 第２図はＬ＋ｚＢａ○１回転Ｙ板における厚み縦振動波
の電気機械結合係数の回転角依存性を示す図、 第３図はＬ ４２ Ｂａ ０７回転Ｙ板における厚み縦
振動波の位相速度の回転角依存性を示す図、第４図はＬ
ｉ ２ Ｂ４Ｏ７回転Ｙ板における厚み縦振動波の周
波数温度係数の回転角依存性を示す図、 第５図はＬ ｉ ｔ Ｂａ ０１回転Ｙ板における厚み
縦振動波の周波数定数の回転角依存性を示す図、第６図
は厚み縦振動波の分散特性を示す図、第７図は厚みすべ
り波励振モデルを示す図、第８図はＬ ｉｔ Ｂａ Ｏ
？回転Ｙ板における厚みすべり波の位相速度の回転角依
存性を示す図、第９図はＬ Ｌ Ｂａ ０？回転Ｙ板に
おける厚み縦振動波励振モデルを示す図、 第１０図はＬ ｉｔ Ｂ４０？回転Ｙ板における角振動
数の分散特性を示す図、 第１１図は４０６回転Ｙ板における角振動数の分散特性
を示す図、 第１２図はＬｉ２ Ｂａ Ｏｑ回転Ｙ板における厚み縦
振動波の遮断振動数の回転角依存性を示す図、第１３図
はＬ ｉｚ Ｂ４０ｑ回転Ｙ板厚み縦振動のＴＥＩモー
ドの温度特性を示す図、 第１４図は本発明によるＬ ｉ ｚ Ｂａ Ｏｑ回転Ｘ
板とその座標系を示す図である。 第 図 厚みすべり波励振モデル 第 図 厚み縦振動波励振モデル 第 図 Ｌ１２Ｂ４Ｏ７回転Ｙ板にみける 厚み縦振動ＴＥＩモードの温度特性 第１３図 （Ｃ軸） ＬＩ２８４０７回転Ｘ板とその座標系 第１４図
座標系を示す図、 第２図はＬ＋ｚＢａ○１回転Ｙ板における厚み縦振動波
の電気機械結合係数の回転角依存性を示す図、 第３図はＬ ４２ Ｂａ ０７回転Ｙ板における厚み縦
振動波の位相速度の回転角依存性を示す図、第４図はＬ
ｉ ２ Ｂ４Ｏ７回転Ｙ板における厚み縦振動波の周
波数温度係数の回転角依存性を示す図、 第５図はＬ ｉ ｔ Ｂａ ０１回転Ｙ板における厚み
縦振動波の周波数定数の回転角依存性を示す図、第６図
は厚み縦振動波の分散特性を示す図、第７図は厚みすべ
り波励振モデルを示す図、第８図はＬ ｉｔ Ｂａ Ｏ
？回転Ｙ板における厚みすべり波の位相速度の回転角依
存性を示す図、第９図はＬ Ｌ Ｂａ ０？回転Ｙ板に
おける厚み縦振動波励振モデルを示す図、 第１０図はＬ ｉｔ Ｂ４０？回転Ｙ板における角振動
数の分散特性を示す図、 第１１図は４０６回転Ｙ板における角振動数の分散特性
を示す図、 第１２図はＬｉ２ Ｂａ Ｏｑ回転Ｙ板における厚み縦
振動波の遮断振動数の回転角依存性を示す図、第１３図
はＬ ｉｚ Ｂ４０ｑ回転Ｙ板厚み縦振動のＴＥＩモー
ドの温度特性を示す図、 第１４図は本発明によるＬ ｉ ｚ Ｂａ Ｏｑ回転Ｘ
板とその座標系を示す図である。 第 図 厚みすべり波励振モデル 第 図 厚み縦振動波励振モデル 第 図 Ｌ１２Ｂ４Ｏ７回転Ｙ板にみける 厚み縦振動ＴＥＩモードの温度特性 第１３図 （Ｃ軸） ＬＩ２８４０７回転Ｘ板とその座標系 第１４図
Claims (1)
- １．Ｌｉ＿２Ｂ＿４Ｏ＿７単結晶の回転Ｙ板又は回転Ｘ
板を用いた厚み縦振動子であって、電気軸の周りの回転
角θを、３７゜＜｜θ｜≦４５゜の範囲内とすることに
より、対向電極間領域内への振動エネルギーの閉じ込め
を可能としたことを特徴とする圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21063888A JPH0260221A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21063888A JPH0260221A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260221A true JPH0260221A (ja) | 1990-02-28 |
Family
ID=16592624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21063888A Pending JPH0260221A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0260221A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001237670A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Kinseki Ltd | 圧電振動子 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61251308A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子 |
| JPS6264110A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-23 | Fujitsu Ltd | 圧電結晶デバイスの製造方法 |
| JPS62219808A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-28 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子 |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP21063888A patent/JPH0260221A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61251308A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子 |
| JPS6264110A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-23 | Fujitsu Ltd | 圧電結晶デバイスの製造方法 |
| JPS62219808A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-28 | Fujitsu Ltd | 圧電振動子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001237670A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Kinseki Ltd | 圧電振動子 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6243933B1 (en) | Piezoelectric resonator and method for fabricating the same | |
| JPS60126907A (ja) | 単一応答複合圧電振動素子 | |
| CN102084590B (zh) | 具有高集成度的hbar共振器 | |
| US3601639A (en) | Low-temperature coefficient lithium tantalate resonator | |
| JPH0134411B2 (ja) | ||
| WO2022168799A1 (ja) | 弾性波装置 | |
| JP3096472B2 (ja) | Ｓｃカットの水晶振動子 | |
| Lam et al. | A review of Lamé and Lamb mode crystal resonators for timing applications and prospects of Lamé and Lamb mode PiezoMEMS resonators for filtering applications | |
| WO1992010030A1 (en) | Crystal cut angles for lithium tantalate crystal for novel surface acoustic wave devices | |
| JPH1051262A (ja) | 圧電振動子とその製造方法 | |
| JP2023124231A (ja) | 弾性波デバイス、フィルタおよびマルチプレクサ | |
| JPH0260221A (ja) | 圧電振動子 | |
| Huang et al. | A general approach for dispersion relations in multilayered structures with an arbitrary number of piezoelectric layers and elastic layers | |
| JPH1155064A (ja) | ウェハおよび圧電素子 | |
| JPS5838015A (ja) | 圧電振動子 | |
| JPS61251307A (ja) | 圧電振動子 | |
| US4950937A (en) | Method of making a resonator from a boule of lithium tetraborate and resonator so made | |
| JPS6068712A (ja) | 高結合圧電振動子 | |
| JPS5912810Y2 (ja) | 圧電振動子 | |
| Pillai et al. | Modeling of zero TCF and maximum bandwidth orientation for lithium tantalate RF MEMS resonators | |
| JPS59182617A (ja) | リチウムタンタレ−ト振動子 | |
| JPS59127413A (ja) | タンタル酸リチウム振動子 | |
| JPS6382113A (ja) | 弾性表面波素子 | |
| JP3495659B2 (ja) | 弾性表面波デバイス用基板および弾性表面波デバイス | |
| JPH03123214A (ja) | 圧電振動子 |