JPH05218794A - 弾性表面波素子 - Google Patents
弾性表面波素子Info
- Publication number
- JPH05218794A JPH05218794A JP2233592A JP2233592A JPH05218794A JP H05218794 A JPH05218794 A JP H05218794A JP 2233592 A JP2233592 A JP 2233592A JP 2233592 A JP2233592 A JP 2233592A JP H05218794 A JPH05218794 A JP H05218794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface acoustic
- acoustic wave
- temperature
- resistor
- piezoelectric substrate
- 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
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】弾性表面波の伝搬する領域の温度を知るため
に、圧電基板１上に励振電極と直流的に接続されていな
い第一の抵抗体４を設け、この抵抗の変化から求められ
る圧電基板１の温度と、基準温度の大小関係により、圧
電基板１上に設置した第二の抵抗体５に流す電流をオン
／オフすることによって圧電基板１の温度を一定に保
つ。 【効果】圧電体の温度を一定に保持することが可能にな
り、温度安定度に優れる弾性表面波素子の実現に寄与す
る。
に、圧電基板１上に励振電極と直流的に接続されていな
い第一の抵抗体４を設け、この抵抗の変化から求められ
る圧電基板１の温度と、基準温度の大小関係により、圧
電基板１上に設置した第二の抵抗体５に流す電流をオン
／オフすることによって圧電基板１の温度を一定に保
つ。 【効果】圧電体の温度を一定に保持することが可能にな
り、温度安定度に優れる弾性表面波素子の実現に寄与す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信，自動車・携帯
電話，無線ページング、等の分野において、温度安定度
を厳しく要求される弾性表面波素子に関する。
電話，無線ページング、等の分野において、温度安定度
を厳しく要求される弾性表面波素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、従来の光通信用タイミング抽出
フィルタでは、特開昭61−84105 号公報に記載のよう
に、圧電基板上に発生する弾性表面波の音速の温度特性
が安定な水晶基板を使用する事によって温度安定性に優
れた弾性表面波素子を実現している。この場合の、−２
０℃から８０℃の温度範囲における最大周波数変化率
（Δｆ／ｆ）は約１６ppm と報告されている。
フィルタでは、特開昭61−84105 号公報に記載のよう
に、圧電基板上に発生する弾性表面波の音速の温度特性
が安定な水晶基板を使用する事によって温度安定性に優
れた弾性表面波素子を実現している。この場合の、−２
０℃から８０℃の温度範囲における最大周波数変化率
（Δｆ／ｆ）は約１６ppm と報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、圧
電基板の音速の温度特性の良好な圧電基板を使用する事
により、温度安定度を厳しく要求される弾性表面波素子
を実現している。しかし、室温近辺の温度範囲（例えば
−２０℃から８０℃）の全ての温度領域で、音速が一定
となるような圧電基板は報告されていない。今後、弾性
表面波素子に要求される温度安定性が厳しくなるにつれ
て、音速の温度特性の良好な圧電基板を使用する事だけ
では要求される温度安定性が実現出来ないという問題点
がある。
電基板の音速の温度特性の良好な圧電基板を使用する事
により、温度安定度を厳しく要求される弾性表面波素子
を実現している。しかし、室温近辺の温度範囲（例えば
−２０℃から８０℃）の全ての温度領域で、音速が一定
となるような圧電基板は報告されていない。今後、弾性
表面波素子に要求される温度安定性が厳しくなるにつれ
て、音速の温度特性の良好な圧電基板を使用する事だけ
では要求される温度安定性が実現出来ないという問題点
がある。
【０００４】上記問題点を解決する最も簡易な方法は、
弾性表面波素子を含む装置全体を恒温槽に設置する事で
ある。しかし、この方法は装置の小形化，省電力化等の
要請に反するものであり、現実的ではない。
弾性表面波素子を含む装置全体を恒温槽に設置する事で
ある。しかし、この方法は装置の小形化，省電力化等の
要請に反するものであり、現実的ではない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では弾性表面波の
伝搬する領域の温度を知るために、圧電基板上に励振電
極と直流的に接続されていない第一の抵抗体を設けてい
る。この抵抗体の抵抗値は抵抗の温度係数を介して、抵
抗体の設置されている部分の圧電基板の温度に変換する
事が可能である。外部環境の温度が変化すると、弾性表
面波素子，素子が搭載されているステム，周辺回路等の
熱容量によって定まる応答特性で圧電基板の温度が変化
する。弾性表面波素子，素子が搭載されているステム，
周辺回路等の熱容量のため、圧電基板の温度と外部環境
の温度は同一ではない。そこで、第一の抵抗体の抵抗変
化から求められる圧電基板の温度と、基準温度の大小関
係により、圧電基板上に設置した第二の抵抗体に流す電
流をオン／オフすることによって圧電基板の温度を一定
に保つ事が出来る。従って、圧電基板の音速に温度依存
性があっても、常に弾性表面波の音速が一定、即ち、電
気的特性が一定な素子を実現することが可能となる。
伝搬する領域の温度を知るために、圧電基板上に励振電
極と直流的に接続されていない第一の抵抗体を設けてい
る。この抵抗体の抵抗値は抵抗の温度係数を介して、抵
抗体の設置されている部分の圧電基板の温度に変換する
事が可能である。外部環境の温度が変化すると、弾性表
面波素子，素子が搭載されているステム，周辺回路等の
熱容量によって定まる応答特性で圧電基板の温度が変化
する。弾性表面波素子，素子が搭載されているステム，
周辺回路等の熱容量のため、圧電基板の温度と外部環境
の温度は同一ではない。そこで、第一の抵抗体の抵抗変
化から求められる圧電基板の温度と、基準温度の大小関
係により、圧電基板上に設置した第二の抵抗体に流す電
流をオン／オフすることによって圧電基板の温度を一定
に保つ事が出来る。従って、圧電基板の音速に温度依存
性があっても、常に弾性表面波の音速が一定、即ち、電
気的特性が一定な素子を実現することが可能となる。
【０００６】
【作用】圧電基板上に励振電極と直流的に接続されてい
ない抵抗体は、弾性表面波が伝搬する部分の圧電体の温
度を検知する事が可能である。抵抗検出回路は抵抗体に
微量の定電流を供給し、抵抗体の両端の電圧を測定し、
この電圧に応じて圧電基板上の発熱体に電流を供給す
る。抵抗体から発熱体へのフィードバック制御により、
外部環境の温度によらず、圧電体の温度を一定に保つこ
とができるため、温度安定度に優れる弾性表面波素子を
実現できる。
ない抵抗体は、弾性表面波が伝搬する部分の圧電体の温
度を検知する事が可能である。抵抗検出回路は抵抗体に
微量の定電流を供給し、抵抗体の両端の電圧を測定し、
この電圧に応じて圧電基板上の発熱体に電流を供給す
る。抵抗体から発熱体へのフィードバック制御により、
外部環境の温度によらず、圧電体の温度を一定に保つこ
とができるため、温度安定度に優れる弾性表面波素子を
実現できる。
【０００７】
【実施例】以下、説明図を用いて本発明の有用性を説明
する。図３は一般的なＳＡＷフィルタの構造の説明図で
ある。ＳＡＷフィルタは圧電基板１上に形成された入力
側の櫛形電極対２及び出力側の櫛型電極対３から形成さ
れる。図３に示すような単純な櫛型電極パターンの場合
には、入出力間の通過特性は図２に示すようなものとな
る。図２中の中心周波数ｆ0はｆ0＝ｖ／λで表わされ
る。ここでｖは圧電基板上の弾性表面波の音速、λは櫛
形電極対の電極ピッチである。圧電基板上の弾性表面波
の音速ｖは温度依存性を持つのが一般的である。従っ
て、外部環境の温度が変動する結果、圧電基板の温度が
変化し、SAWフィルタの中心周波数ｆ0 が変動してしま
うことになる。外部環境の温度変動による電気的性能の
変動は、システム設計によって厳しく制限されている。
特に、利用周波数帯の高いシステム程、この制限は厳し
くなる。本発明は、このような温度変動による圧電基板
の音速変動を防止する手段を提供するものである。
する。図３は一般的なＳＡＷフィルタの構造の説明図で
ある。ＳＡＷフィルタは圧電基板１上に形成された入力
側の櫛形電極対２及び出力側の櫛型電極対３から形成さ
れる。図３に示すような単純な櫛型電極パターンの場合
には、入出力間の通過特性は図２に示すようなものとな
る。図２中の中心周波数ｆ0はｆ0＝ｖ／λで表わされ
る。ここでｖは圧電基板上の弾性表面波の音速、λは櫛
形電極対の電極ピッチである。圧電基板上の弾性表面波
の音速ｖは温度依存性を持つのが一般的である。従っ
て、外部環境の温度が変動する結果、圧電基板の温度が
変化し、SAWフィルタの中心周波数ｆ0 が変動してしま
うことになる。外部環境の温度変動による電気的性能の
変動は、システム設計によって厳しく制限されている。
特に、利用周波数帯の高いシステム程、この制限は厳し
くなる。本発明は、このような温度変動による圧電基板
の音速変動を防止する手段を提供するものである。
【０００８】図１は外部環境の温度変動による電気的性
能の変動を抑制することが可能な本発明の実施例であ
る。本発明のＳＡＷフィルタの構成は、従来例と同様の
圧電基板１上に形成された入力側の櫛形電極対２及び出
力側の櫛型電極対３及び、圧電基板１上の温度を測定す
るための第一の抵抗体４，圧電基板１の温度を上昇させ
るための第二の抵抗体５から構成される。
能の変動を抑制することが可能な本発明の実施例であ
る。本発明のＳＡＷフィルタの構成は、従来例と同様の
圧電基板１上に形成された入力側の櫛形電極対２及び出
力側の櫛型電極対３及び、圧電基板１上の温度を測定す
るための第一の抵抗体４，圧電基板１の温度を上昇させ
るための第二の抵抗体５から構成される。
【０００９】第一の抵抗体４は抵抗検出感度を高めるた
めには、電気抵抗の絶対値及び温度係数が大きい物質
（例えばタングステン，ニッケル，鉄、等及びその合
金）が望ましい。また、第二の抵抗体５は発熱効率の観
点から、電気抵抗の絶対値が大きい物質（例えばタング
ステン，ニクロム等）が望ましい。しかし、弾性表面波
素子の作製の容易さ、製造コストを考慮すると、タング
ステン，ニッケル，鉄等の重金属を弾性表面波励振電極
とは別に形成するのは望ましくない。弾性表面波素子の
作製の容易さ、製造コストの観点からは、弾性表面波を
励振するための電極と同じＡｌ、或いはＡｌ合金（又は
特殊な場合にはＡｕ等）を使う事が良いことは自明であ
る。
めには、電気抵抗の絶対値及び温度係数が大きい物質
（例えばタングステン，ニッケル，鉄、等及びその合
金）が望ましい。また、第二の抵抗体５は発熱効率の観
点から、電気抵抗の絶対値が大きい物質（例えばタング
ステン，ニクロム等）が望ましい。しかし、弾性表面波
素子の作製の容易さ、製造コストを考慮すると、タング
ステン，ニッケル，鉄等の重金属を弾性表面波励振電極
とは別に形成するのは望ましくない。弾性表面波素子の
作製の容易さ、製造コストの観点からは、弾性表面波を
励振するための電極と同じＡｌ、或いはＡｌ合金（又は
特殊な場合にはＡｕ等）を使う事が良いことは自明であ
る。
【００１０】検討の結果、体積抵抗率２.７５×１０-8
Ωｍ，温度係数４.２×１０-3のＡｌの場合にも、膜厚
数千Å，線幅数μ，線長数百μのパターンを形成するこ
とによって、電気抵抗数十から数百Ωの細線を形成する
ことは可能であることが分かった。電気抵抗数十から数
百Ωの細線の端子間抵抗は、簡単な電気回路で測定する
ことが可能であり、しかもこのようなＡｌの細線は、弾
性表面波を励振するための電極を作成するのと同じ材
料、同じプロセスで形成出来るため製造コスト的に非常
に有利となる。
Ωｍ，温度係数４.２×１０-3のＡｌの場合にも、膜厚
数千Å，線幅数μ，線長数百μのパターンを形成するこ
とによって、電気抵抗数十から数百Ωの細線を形成する
ことは可能であることが分かった。電気抵抗数十から数
百Ωの細線の端子間抵抗は、簡単な電気回路で測定する
ことが可能であり、しかもこのようなＡｌの細線は、弾
性表面波を励振するための電極を作成するのと同じ材
料、同じプロセスで形成出来るため製造コスト的に非常
に有利となる。
【００１１】例えば、Ａｌで形成した第一の抵抗体４の
両端の抵抗を１００Ωに設計すると、圧電基板上の温度
が１℃上昇すると抵抗体４の端子抵抗は０.４２Ω 増加
することになり、この抵抗値を測定することにより、圧
電基板上の温度を極めて精度良く知る事が可能となる。
両端の抵抗を１００Ωに設計すると、圧電基板上の温度
が１℃上昇すると抵抗体４の端子抵抗は０.４２Ω 増加
することになり、この抵抗値を測定することにより、圧
電基板上の温度を極めて精度良く知る事が可能となる。
【００１２】図４は圧電基板１上の温度を一定に保つた
めの抵抗検出回路の回路ブロック図の一例である。抵抗
検出回路は、第一の抵抗体４に電流を供給する定電流源
６，基準電圧を発生する基準電圧源７，抵抗体４の端子
間電圧と基準電圧源７の電圧を比較し制御信号を発生す
る電圧比較回路８，発熱体５に電流を供給する電流源
９、及び電圧比較回路からの制御信号によって回路の開
閉を行なえる切り替え回路１０からなる。
めの抵抗検出回路の回路ブロック図の一例である。抵抗
検出回路は、第一の抵抗体４に電流を供給する定電流源
６，基準電圧を発生する基準電圧源７，抵抗体４の端子
間電圧と基準電圧源７の電圧を比較し制御信号を発生す
る電圧比較回路８，発熱体５に電流を供給する電流源
９、及び電圧比較回路からの制御信号によって回路の開
閉を行なえる切り替え回路１０からなる。
【００１３】抵抗体４の抵抗値と基準抵抗を比較して、
抵抗体４の抵抗値が基準抵抗より大きくなったときに、
発熱体５に流れる電流をオフ，抵抗体４の抵抗値が基準
抵抗より小さくなったときに、発熱体５に流れる電流を
オンとなるように制御を行なえば、圧電基板１上の温度
を一定に保つことが可能となる。
抵抗体４の抵抗値が基準抵抗より大きくなったときに、
発熱体５に流れる電流をオフ，抵抗体４の抵抗値が基準
抵抗より小さくなったときに、発熱体５に流れる電流を
オンとなるように制御を行なえば、圧電基板１上の温度
を一定に保つことが可能となる。
【００１４】以上、本発明の実施例をトランスバーサル
型のＳＡＷフィルタを例に説明した。本発明の有用性
は、トランスバーサル型のＳＡＷフィルタに限られるも
のではなく、ＳＡＷ共振器を用いた共振回路，複数のＳ
ＡＷ共振器を組合せてなるSAW共振器複合型フィルタ
等、温度に対する安定性が要求される全ての弾性表面波
素子、及びこれらの複合システムにおいて有用であるこ
とはいうまでもない。
型のＳＡＷフィルタを例に説明した。本発明の有用性
は、トランスバーサル型のＳＡＷフィルタに限られるも
のではなく、ＳＡＷ共振器を用いた共振回路，複数のＳ
ＡＷ共振器を組合せてなるSAW共振器複合型フィルタ
等、温度に対する安定性が要求される全ての弾性表面波
素子、及びこれらの複合システムにおいて有用であるこ
とはいうまでもない。
【００１５】また、第一の抵抗体，第二の抵抗体以外
に、ペルチェ効果素子等の、電流によって吸熱作用のあ
る物質を圧電基板上に形成すれば、温度制御の効率はさ
らに向上する。
に、ペルチェ効果素子等の、電流によって吸熱作用のあ
る物質を圧電基板上に形成すれば、温度制御の効率はさ
らに向上する。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、圧電基板上に弾性表面波励振
電極，第一の抵抗体，第二の抵抗体を形成し、第一の抵
抗体によって検知した圧電体の温度変化を、第二の抵抗
体にフィードバックさせることで、圧電体の温度を一定
に保持することが可能になり、温度安定度に優れる弾性
表面波素子の実現に寄与する。
電極，第一の抵抗体，第二の抵抗体を形成し、第一の抵
抗体によって検知した圧電体の温度変化を、第二の抵抗
体にフィードバックさせることで、圧電体の温度を一定
に保持することが可能になり、温度安定度に優れる弾性
表面波素子の実現に寄与する。
【図１】本発明による弾性表面波フィルタの特性図。
【図２】弾性表面波フィルタの通過特性の説明図。
【図３】従来構成の弾性表面波フィルタの説明図。
【図４】抵抗検出制御回路のブロック図。
１…圧電基板、２…入力側櫛型電極対、３…出力側櫛型
電極対、４…第一の抵抗体、５…第二の抵抗体。
電極対、４…第一の抵抗体、５…第二の抵抗体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 礒部 敦 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】圧電基板上に弾性表面波の励振電極を形成
してなる弾性表面波素子において、前記圧電基板上に、
前記励振電極と直流的に接続されていない第一の抵抗体
を設けたことを特徴とする弾性表面波素子。 - 【請求項２】請求項１において、前記弾性表面波素子の
外部に、前記弾性表面波素子の内部に設けた抵抗体の電
気抵抗を検出する回路を設けた弾性表面波素子。 - 【請求項３】請求項２において、前記弾性表面波素子
の、前記圧電基板上あるいは前記圧電基板の底部あるい
は前記圧電基板の側部に、前記弾性表面波励振電極及び
前記第一の抵抗体と直流的に接続されていない、第二の
抵抗体を設けた弾性表面波素子。 - 【請求項４】請求項３において、前記第二の抵抗体に通
電される電流の量を、前記抵抗検出回路の検出した抵抗
値によって調整する弾性表面波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2233592A JPH05218794A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 弾性表面波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2233592A JPH05218794A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 弾性表面波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218794A true JPH05218794A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=12079839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2233592A Pending JPH05218794A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 弾性表面波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218794A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006157545A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Kyocera Corp | 弾性表面波フィルタ、電子装置および周波数特性制御方法 |
| JP2009105573A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Epson Toyocom Corp | 弾性表面波デバイス |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP2233592A patent/JPH05218794A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006157545A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Kyocera Corp | 弾性表面波フィルタ、電子装置および周波数特性制御方法 |
| JP2009105573A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Epson Toyocom Corp | 弾性表面波デバイス |
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