JPS6194411A - 帯域可変弾性表面波フイルタ - Google Patents
帯域可変弾性表面波フイルタInfo
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- JPS6194411A JPS6194411A JP59215952A JP21595284A JPS6194411A JP S6194411 A JPS6194411 A JP S6194411A JP 59215952 A JP59215952 A JP 59215952A JP 21595284 A JP21595284 A JP 21595284A JP S6194411 A JPS6194411 A JP S6194411A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、午導体基板と、その上に投げられた圧電体薄
膜と、その表面の両端近傍に設けられた少くとも１対の
入出力用の櫛形電極とを含み、帯域の異なる複数個の弾
性表面波（以下本明細書においては、ＳＡＷと略記する
。）フィルタから成る帯域可変ＳＡＷフィルタに関する
。
膜と、その表面の両端近傍に設けられた少くとも１対の
入出力用の櫛形電極とを含み、帯域の異なる複数個の弾
性表面波（以下本明細書においては、ＳＡＷと略記する
。）フィルタから成る帯域可変ＳＡＷフィルタに関する
。
ＳＡＷフィルタは、テレビ受像機のＩＦフィルタや各種
通信機器のフィルタとして広（応用−されているが、通
常は帯域固定のフィルタとして使われている。
通信機器のフィルタとして広（応用−されているが、通
常は帯域固定のフィルタとして使われている。
第７囚は一般的なＳＡＷフィルタの形状ン示す斜視図で
、図中１は圧電基板、２は入力用の櫛形型、極、３は出
力用の櫛形電極を表わす。
、図中１は圧電基板、２は入力用の櫛形型、極、３は出
力用の櫛形電極を表わす。
このよりなＳＡＷフィルタの帯域は櫛形電極の形状や対
数によって決まるので、ＳＡＷフィルタの固有の定数と
なり、可変圧することはできない。
数によって決まるので、ＳＡＷフィルタの固有の定数と
なり、可変圧することはできない。
しかし５周波数帯域χ時間的に変化させる方式の通信機
や、多チャンネルを有する各種の通信機では、帯域の可
変なフィルタが強く望まれている。
や、多チャンネルを有する各種の通信機では、帯域の可
変なフィルタが強く望まれている。
第８図（ａ）は代表的な帯域可変のＳＡＷフィルタの上
面図で、図中第７□□□と共通する引用番号は第７図に
おけるものと同じ部分を表わし、４はスイッチング回路
、５は入力端子、６は出力端子である。第８１ｉＷ（ａ
ｎ示すＳＡＷフィルタは１枚の基板１の上Ｋｎ数のＳＡ
Ｗフィルタを構成し、かつ各フィルタの帯域ン互いに隣
接するように設定し、外部回路４のスイッチングによっ
て帯域を選択するようにしたものである。第８図１ｂｌ
は、スイッチング回路４の中でスイッチの接点が第８１
９（ａ）のＡ。
面図で、図中第７□□□と共通する引用番号は第７図に
おけるものと同じ部分を表わし、４はスイッチング回路
、５は入力端子、６は出力端子である。第８１ｉＷ（ａ
ｎ示すＳＡＷフィルタは１枚の基板１の上Ｋｎ数のＳＡ
Ｗフィルタを構成し、かつ各フィルタの帯域ン互いに隣
接するように設定し、外部回路４のスイッチングによっ
て帯域を選択するようにしたものである。第８図１ｂｌ
は、スイッチング回路４の中でスイッチの接点が第８１
９（ａ）のＡ。
Ｂ、Ｃ，ＤおよびＥのいずれかにあるときの周波数と出
力の間の関係χ示すダイアグラムである。
力の間の関係χ示すダイアグラムである。
このような従来方式では、スイッチングのための外部回
路４が不可欠であり、製造原価と省空間の面で問題があ
り、またオン−オフ制御であるから１通過帯域の形状の
自由度が小さいという欠点もある。
路４が不可欠であり、製造原価と省空間の面で問題があ
り、またオン−オフ制御であるから１通過帯域の形状の
自由度が小さいという欠点もある。
本発明の目的は、第８図に示すようなスイッチング回路
を必訣としない、大きな自由度χ有する帯域可変のＳＡ
Ｗフィルタを提供することである。
を必訣としない、大きな自由度χ有する帯域可変のＳＡ
Ｗフィルタを提供することである。
上記目的χ達成するために冒頭に述べた種類の本発明に
よる帯域可変ＳＡＷフィルタは、ＳＡＷフィルタの人出
刃用の櫛形電極の間に設けられた金１！４を極と、該金
属電極の各々と上記半導体基板の間にバイアス電圧ン印
加する手段と、該バイアス１圧χ印加する手段を制御す
る手段とを含むことを敦旨とする。
よる帯域可変ＳＡＷフィルタは、ＳＡＷフィルタの人出
刃用の櫛形電極の間に設けられた金１！４を極と、該金
属電極の各々と上記半導体基板の間にバイアス電圧ン印
加する手段と、該バイアス１圧χ印加する手段を制御す
る手段とを含むことを敦旨とする。
金属電極を設置した部分はいわゆるモノリシックＭＩ
Ｓ （金属ｌ絶縁体／半導体）構造になっている。この
ような構造を伝播するＳＡＷは、金属と半導体の間に印
加されるバイアス電圧によってその伝播損失χ大き（変
える。伝播損失とバイアス電圧の関係の一例ン、温度を
パラメータとして第９図に示す。図示のように％ある電
圧領域で伝播損失が急激に太き（なる。ＳＡＷが急激に
渡設する領域は千尋体表面（圧電体ｌ牛尋体界面）が強
反転になるような電圧領域に対応する。第１０図はＣ−
ｖ％性（容量−電圧特性）（曲線ｂ）と伝播損失（曲縁
ａ）の比較を示す。図示のように。
Ｓ （金属ｌ絶縁体／半導体）構造になっている。この
ような構造を伝播するＳＡＷは、金属と半導体の間に印
加されるバイアス電圧によってその伝播損失χ大き（変
える。伝播損失とバイアス電圧の関係の一例ン、温度を
パラメータとして第９図に示す。図示のように％ある電
圧領域で伝播損失が急激に太き（なる。ＳＡＷが急激に
渡設する領域は千尋体表面（圧電体ｌ牛尋体界面）が強
反転になるような電圧領域に対応する。第１０図はＣ−
ｖ％性（容量−電圧特性）（曲線ｂ）と伝播損失（曲縁
ａ）の比較を示す。図示のように。
伝播損失が急激に大きくなるのは、千尋体表面が強反転
になった時（破線の左側の領域）である。
になった時（破線の左側の領域）である。
したがって、金属電極に強反転領域の深いバイアス電圧
を印加すれば、その部分でＳＡＷｇオンすることができ
る。また、それほど深いバイアスを印加巳なければ、バ
イアス電圧に依存する可変アッテネータとしての機能が
あるので、各金属電極の各バイアス電圧全調節すること
により、自由度の大きい帯域特性を祷ることが可能であ
る。
を印加すれば、その部分でＳＡＷｇオンすることができ
る。また、それほど深いバイアスを印加巳なければ、バ
イアス電圧に依存する可変アッテネータとしての機能が
あるので、各金属電極の各バイアス電圧全調節すること
により、自由度の大きい帯域特性を祷ることが可能であ
る。
以下に、図面χ参照しながら、実施的ン用いて本発明を
一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発明
の伜を越えることなしＫいろいろな変形や改良があり得
ることは勿論である。
一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発明
の伜を越えることなしＫいろいろな変形や改良があり得
ることは勿論である。
第１１ｉ７は本発明の一実施の紡機による帯域可変ＳＡ
Ｗフィルタの斜視図で、因中第８図と共通する引用番号
は第８図におけるものと同じ部分ン表わす。半導体基板
７とその上に設けられた圧電薄膜８は圧電基板Ｉｋ影形
成る。半導体基板７の圧電薄膜８とは反対側には裏面電
極９が設けられており、その電極９は接地されている。
Ｗフィルタの斜視図で、因中第８図と共通する引用番号
は第８図におけるものと同じ部分ン表わす。半導体基板
７とその上に設けられた圧電薄膜８は圧電基板Ｉｋ影形
成る。半導体基板７の圧電薄膜８とは反対側には裏面電
極９が設けられており、その電極９は接地されている。
圧電基板１０表面の一方の端には入力用の櫛形電極２が
設けられ、他方の端には出力用の櫛形電極３Ａ、３Ｂ。
設けられ、他方の端には出力用の櫛形電極３Ａ、３Ｂ。
３Ｃ，３Ｄが設けられており、それらは互に異なった帯
域のＳＡＷにのみ感じるように形成されている。ω引用
の櫛形電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３Ｄはいずれも出力端子
６１Ｃ接続されている。入力用の櫛形電極２と出力用の
櫛形電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３Ｄの中間には金属電極１
０Ａ、ＩＯＢ、ＩＯＣ。
域のＳＡＷにのみ感じるように形成されている。ω引用
の櫛形電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３Ｄはいずれも出力端子
６１Ｃ接続されている。入力用の櫛形電極２と出力用の
櫛形電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３Ｄの中間には金属電極１
０Ａ、ＩＯＢ、ＩＯＣ。
１０ Ｄが設けられ、各フィルタごとに各々の金属電極
と裏面電極９０間にバイアス電圧ｖＡ、ｖＢ。
と裏面電極９０間にバイアス電圧ｖＡ、ｖＢ。
ｖｏ、ＶＤが印加される。フィルタ全体の帯域は各バイ
アス電圧’！ｌ’ ＩＩ御することによって変化させら
れる。金属電極１０Ａ、ＩＯＢ、ＩＯＣ，ＩＯＤへのパ
イアユ電圧ＶＡ、 ｖＢ、 Ｖｏ、 ｖＤン変化さ
せると、フィルタの挿入損失が変わるので、各バイアス
電圧の組み合わせＫよって全体の帯域を種々に設定する
ことができる。
アス電圧’！ｌ’ ＩＩ御することによって変化させら
れる。金属電極１０Ａ、ＩＯＢ、ＩＯＣ，ＩＯＤへのパ
イアユ電圧ＶＡ、 ｖＢ、 Ｖｏ、 ｖＤン変化さ
せると、フィルタの挿入損失が変わるので、各バイアス
電圧の組み合わせＫよって全体の帯域を種々に設定する
ことができる。
第２図は１周波数の関数として帯域Ａ、Ｂ、Ｃ。
Ｄにおける挿入損失のバイアス電圧による変化幅ン示す
。バイアス電圧は、任意の価ｔとることができ、出力を
例えば実線のようにすることができる。
。バイアス電圧は、任意の価ｔとることができ、出力を
例えば実線のようにすることができる。
第１図に示す装置においては、出力用の櫛形電極は分割
され、全体の出力はそれらの並列出力として取り出され
ているが、そのような構成以外に、第３図のような構成
！とることもできる。
され、全体の出力はそれらの並列出力として取り出され
ているが、そのような構成以外に、第３図のような構成
！とることもできる。
第３図に示す装置の圧電基板１の裏面には、前の実施例
におけると同様に、裏面電極が設けられ、接地されてお
り、金属電極１０Ａ、 １０Ｂ、ＩＯＣ，１０Ｄおよび
１０ Ｅ Ｋはバイアス電圧それぞれＶＡ ＠ ＶＢ
＠ｖｏ、ＶＤおよびｖＸが印加されることも前の実施例
と同じである。第３図に示す装置が第１図に示す装置と
異なる点は、出力用の櫛形電極３が１個であり、ＳＡＷ
の伝播方向に対して１角方向に電極ピッチが不連続的に
変化していることである。
におけると同様に、裏面電極が設けられ、接地されてお
り、金属電極１０Ａ、 １０Ｂ、ＩＯＣ，１０Ｄおよび
１０ Ｅ Ｋはバイアス電圧それぞれＶＡ ＠ ＶＢ
＠ｖｏ、ＶＤおよびｖＸが印加されることも前の実施例
と同じである。第３図に示す装置が第１図に示す装置と
異なる点は、出力用の櫛形電極３が１個であり、ＳＡＷ
の伝播方向に対して１角方向に電極ピッチが不連続的に
変化していることである。
それぞれの電極ピッチは帯域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅに対応
し、第３図に示す装置も第１図に示す装置と同様に動作
する。この形状の利点は、帯域ｔより細かくできること
と、出力を外部にとり出てボンディングの工程を減少で
きることである。
し、第３図に示す装置も第１図に示す装置と同様に動作
する。この形状の利点は、帯域ｔより細かくできること
と、出力を外部にとり出てボンディングの工程を減少で
きることである。
さらに、第４図に示すように、各金属電極ＩＣＩ細か（
して密に韮べ、出力用の櫛形を極３の電極ピッチ’ｔ−
８ＡＷの伝播方向に対して直角方向に連続的に変化させ
れば、バイアス電圧の分布χ選択することによって通過
帯域を任意に変化させることも可能である。
して密に韮べ、出力用の櫛形を極３の電極ピッチ’ｔ−
８ＡＷの伝播方向に対して直角方向に連続的に変化させ
れば、バイアス電圧の分布χ選択することによって通過
帯域を任意に変化させることも可能である。
ここで、第１図、第３−および第４図に示す装置の千尋
体基板は、表面を酸化または窒化し、酸化層や窒化膜な
どの絶縁膜χ形成したものであっても良い。
体基板は、表面を酸化または窒化し、酸化層や窒化膜な
どの絶縁膜χ形成したものであっても良い。
さらに、金属電極の材質には櫛形電極と同一の材質を用
いることができ、またその製造にあたつては櫛形電極と
同じプロセス（写真蝕刻法）で、しかもそれらと同時に
製造することができる。
いることができ、またその製造にあたつては櫛形電極と
同じプロセス（写真蝕刻法）で、しかもそれらと同時に
製造することができる。
なお、第１図、第３図および第４図に示す装置の入力用
の櫛形電極は、すべてのフィルタに共通のものとして、
ただ１個だけで形成されているが、第５図に示すように
、同じ入力４性を持つ複数の櫛形電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃ
，２Ｄで形成されていても良い。
の櫛形電極は、すべてのフィルタに共通のものとして、
ただ１個だけで形成されているが、第５図に示すように
、同じ入力４性を持つ複数の櫛形電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃ
，２Ｄで形成されていても良い。
また第６図に示すように、ａなる入力特性を持つ複数の
櫛形電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２Ｄで形成されていても良
い。ただし、この場合には、各−極ごとに別々のマツチ
ング回路１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣ。
櫛形電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２Ｄで形成されていても良
い。ただし、この場合には、各−極ごとに別々のマツチ
ング回路１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣ。
１１Ｄｚ’用いてマツチングｔとる必訣がある。
また金属電極１０Ａ、ＩＯＢ、・・・は第１図および第
３図から第６図までに示すように、その１面がＳＡＷの
進行方向に対し廁めになるように設定するのが望ましい
。そうすることによって、端面からのＳＡＷの反射の影
響を軽減することができるからである。
３図から第６図までに示すように、その１面がＳＡＷの
進行方向に対し廁めになるように設定するのが望ましい
。そうすることによって、端面からのＳＡＷの反射の影
響を軽減することができるからである。
以上説明した通り、本発明によれば、従来の帯域可変の
ＳＡＷフィルタに較べて、出力を選択するためのスイッ
チング素子ｔフィルタに別個に設ける心安がないので、
省空間と低コスト化を図ることができる。本発明による
装置では、単にバイアス電圧ｔオンーオンするだけで、
スイッチングと同等の機能が実現できるので、回路的に
も簡単になるからである。またバイアス電圧ｔアナログ
的に制御するように丁れば、各帯域の挿入損失χアナロ
グ的に変化させることができるので、全体として自由度
の大きい帯域特性が得られる。
ＳＡＷフィルタに較べて、出力を選択するためのスイッ
チング素子ｔフィルタに別個に設ける心安がないので、
省空間と低コスト化を図ることができる。本発明による
装置では、単にバイアス電圧ｔオンーオンするだけで、
スイッチングと同等の機能が実現できるので、回路的に
も簡単になるからである。またバイアス電圧ｔアナログ
的に制御するように丁れば、各帯域の挿入損失χアナロ
グ的に変化させることができるので、全体として自由度
の大きい帯域特性が得られる。
本発明によるＳＡＷフィルタは、ＳＡＷフィルタが用い
られている機器に丁ぺて応用可能であるが、ＣＡ Ｔ
Ｖ、通信衛星、中継器、トランシーバ等、特に周波数帯
域を時間的に変化させる方式の通信機や多チャンネルを
有する通信機において有用である。
られている機器に丁ぺて応用可能であるが、ＣＡ Ｔ
Ｖ、通信衛星、中継器、トランシーバ等、特に周波数帯
域を時間的に変化させる方式の通信機や多チャンネルを
有する通信機において有用である。
第１囚は本発明の一実施の態様による帯域可変ＳＡＷフ
ィルタの斜視図、第２図は出力と周波数の関係を示すダ
イアグラム、第３図は本発明の他の一つの実施の軸様に
よるＳＡＷフィルタの上ｆｆｉ囚、第４図、第５図およ
び第６図は本発明のさらに異なる三つの実施の嘘様によ
るＳＡＷフィルタの一部上面図、第７図は従来の帯域固
定ＳＡＷフィルタの斜視図、第８図は従来の帯域可変Ｓ
ＡＷフィルタの上面図および出力と／ｉ！ｉ１波数の関
係Ｙ示すダイアグラム、第９図は温度ｔパラメータとし
て伝播損失とバイアス電圧の関係を示すグラフ、第１Ｏ
図は伝播損失および高周波容量とバイアス電圧の関係Ｙ
示すグラフである。 １・・・圧電基板、２．２Ａ、２Ｂ・・・入力用の櫛形
電極、３．３Ａ、３Ｂ・・・出力用の櫛形電極、４・−
・スイッチング回路、５・・・入力端子、６−・・出力
端子、７・・・千尋体基板、８・−・圧電薄膜、９・・
・表面ＩＩｒ極、１０、 ＩＯＡ、 ＩＯＢ・・・金属
電極、１１Ａ、１１Ｂ・−マツチング回路。 第１図 第２図 間ν欽 第３図 第４図 第５図
ィルタの斜視図、第２図は出力と周波数の関係を示すダ
イアグラム、第３図は本発明の他の一つの実施の軸様に
よるＳＡＷフィルタの上ｆｆｉ囚、第４図、第５図およ
び第６図は本発明のさらに異なる三つの実施の嘘様によ
るＳＡＷフィルタの一部上面図、第７図は従来の帯域固
定ＳＡＷフィルタの斜視図、第８図は従来の帯域可変Ｓ
ＡＷフィルタの上面図および出力と／ｉ！ｉ１波数の関
係Ｙ示すダイアグラム、第９図は温度ｔパラメータとし
て伝播損失とバイアス電圧の関係を示すグラフ、第１Ｏ
図は伝播損失および高周波容量とバイアス電圧の関係Ｙ
示すグラフである。 １・・・圧電基板、２．２Ａ、２Ｂ・・・入力用の櫛形
電極、３．３Ａ、３Ｂ・・・出力用の櫛形電極、４・−
・スイッチング回路、５・・・入力端子、６−・・出力
端子、７・・・千尋体基板、８・−・圧電薄膜、９・・
・表面ＩＩｒ極、１０、 ＩＯＡ、 ＩＯＢ・・・金属
電極、１１Ａ、１１Ｂ・−マツチング回路。 第１図 第２図 間ν欽 第３図 第４図 第５図
Claims (3)
- （１）半導体基板と、その上に設けられた圧電体薄膜と
、その表面の両端近傍に設けられた少くとも１対の入出
力用の櫛形電極とを含み、帯域の異なる複数個の弾性表
面波フィルタから成る帯域可変弾性表面波フィルタにお
いて、さらに各弾性表面波フィルタの入出力用の櫛形電
極の間に設けられた金属電極と、該金属電極の各々と上
記半導体基板の間にバイアス電圧を印加する手段と、該
バイアス電圧を印加する手段を制御する手段とを含むこ
とを特徴とする帯域可変弾性表面波フィルタ。 - （２）単一の入力用の櫛形電極と複数の出力用の櫛形電
極とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の帯域可変弾性表面波フィルタ。 - （３）単一の入力用の櫛形電極と、単一であるが弾性表
面波伝播方向に対して直角方向に、複数の異なる帯域の
弾性表面波に感じるように互に異なるピッチを有する出
力用の櫛形電極とを含むことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の帯域可変弾性表面波フィルタ。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59215952A JPS6194411A (ja) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | 帯域可変弾性表面波フイルタ |
| US06/785,938 US4697115A (en) | 1984-10-15 | 1985-10-09 | Surface acoustic wave device |
| NL8502807A NL8502807A (nl) | 1984-10-15 | 1985-10-14 | Akoestische oppervlakte-golfinrichting. |
| FR8515216A FR2571907B1 (fr) | 1984-10-15 | 1985-10-14 | Dispositif a onde acoustique de surface |
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| GB08525365A GB2167257B (en) | 1984-10-15 | 1985-10-15 | Surface acoustic wave device |
| US07/028,284 US4748364A (en) | 1984-10-15 | 1987-03-20 | Surface acoustic wave device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59215952A JPS6194411A (ja) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | 帯域可変弾性表面波フイルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6194411A true JPS6194411A (ja) | 1986-05-13 |
| JPH0582768B2 JPH0582768B2 (ja) | 1993-11-22 |
Family
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| JP59215952A Granted JPS6194411A (ja) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | 帯域可変弾性表面波フイルタ |
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| JPH0582768B2 (ja) | 1993-11-22 |
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