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《深入剖析saw, baw, fbar濾波器》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、.深入剖析SAW,BAW,FBAR濾波器很多通信系統(tǒng)發(fā)展到某種程度都會(huì)有小型化的趨勢(shì)。一方面小型化可以讓系統(tǒng)更加輕便和有效，另一方面，日益發(fā)展的IC制造技術(shù)可以用更低的成本生產(chǎn)出大批量的小型產(chǎn)品。MEMS(MicroElectromechanicalSystem)是這種小型產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)之一。MEMS可以檢測(cè)環(huán)境的變化并通過微型電路產(chǎn)生相關(guān)反應(yīng)。MEMS的主要部分包括sensor(微傳感器)或actuator(微執(zhí)行器)和transducer(轉(zhuǎn)換裝置)，其中sensor可以檢測(cè)某種物理，化學(xué)或生物的存在或強(qiáng)度，比如溫度，壓力，聲音或化學(xué)成分，trans
2、ducer會(huì)把一種energy轉(zhuǎn)換成另外一種(比如從電信號(hào)到機(jī)械波)。目前MEMS被廣泛的利用在多個(gè)領(lǐng)域里，如下圖。這篇文章主要說說MEMS的幾種RF相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品SAW,BAW,FBARfilter，也是目前手機(jī)中最常用的幾種filter。?...SAW,BAW和FBAR中，A都代表著Acoustic。Acousticwave中文翻譯成聲波，聲波按頻率分成3段，audio,infrasonic(次聲波)和ultrasonic(超聲波)。Audio的頻率為20Hz~20KHz,是人耳能聽見的范圍。?Infrasonic(次聲波)是低頻率，20Hz一下，人耳
3、聽不到，可以用來研究地理現(xiàn)象(比如地震)。Ultrasonic(超聲波)是20KHz到109KHz，也是人耳聽不到的范圍。?下面提到的聲波都是超聲波的范圍，首先我們看看SAWfilter。?SurfaceAcousticWave(SAW)filter顧名思義，SAW是一種沿著固體表面(surface)傳播的聲波(acousticwave)。一個(gè)基本的SAWfilter由壓電材料(piezoelectricsubstrate)和2個(gè)InterdigitalTransducers(IDT)組成，如下圖。...IDT是由交叉排列的金屬電極組成，上圖中左邊的ID
4、T把電信號(hào)(electricalsignal)轉(zhuǎn)成聲波(acousticwave)，右邊的IDT把接收到的聲波再轉(zhuǎn)成電信號(hào)。?電信號(hào)和聲波(屬于mechanicalwave)之間轉(zhuǎn)換也稱為electromechanicalcoupling。那IDT是怎么把電信號(hào)轉(zhuǎn)成聲波呢？原因在于IDT下方的壓電材料。?壓電(piezoelectricityorpiezoelectriceffect)Piezoelectricity這詞來源于希臘語piezein，表示施加壓力，1880年由兩位法國(guó)物理學(xué)家(Pierre，Paul-JacquesCurie)發(fā)現(xiàn)。壓電是指
5、某些晶體(Crystal)受到外部壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓，相反地，如果某些晶體兩面存在電壓，晶體形狀會(huì)輕微變形。為什么會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象？首先說晶體，科學(xué)意義上的晶體指其原子或分子在三維空間內(nèi)以非常有規(guī)律地排列，而且隔一段距離重復(fù)著unitcell(基本組成單元)的固體，比如食鹽和糖也是晶體。大部分晶體的unitcell原子排列是對(duì)稱的(withacenterofsymmetry)，不管有沒有外部壓力，基本單元里的netelectricdipole始終是零，而壓電晶體的原子排列是不對(duì)稱的(lacksacenterofsymmetry)。壓電晶體原子排列雖然不對(duì)稱，
6、但正電荷(positivecharge)會(huì)和附近負(fù)電荷(negativecharge)相互抵消(更確切是electricdipolemoments相互抵消)，所以整體的晶體不帶電。當(dāng)晶體受到壓力時(shí)外形會(huì)變化，一些原子間距離會(huì)變得更近或者更遠(yuǎn)，打亂了原來保持的平衡，出現(xiàn)凈電荷(netelectricalcharge)，晶體表面出現(xiàn)positivecharge和negativecharge。這種現(xiàn)象稱為壓電(piezoelectriceffect)。...相反地，晶體兩端加電壓時(shí)原子受到“electricalpressure”，為了保持電荷的平衡，原子來回震
7、動(dòng)使壓電晶體形狀輕微變形。這種現(xiàn)象稱為reverse-piezoelectriceffect。石英(quartz)是很常見的壓電材料，我們平時(shí)生活中使用的石英表也利用了石英的壓電特性。紐扣電池給手表里面的電路供電，電路會(huì)讓石英晶體精確的震蕩(震動(dòng))32768次/秒，再把震蕩轉(zhuǎn)成一次/秒的脈沖，脈沖再驅(qū)動(dòng)小型電機(jī)進(jìn)而轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪(指針)。SAWfilter常用的壓電材料有LiTaO3，LiNbO3，SiO2等。其基本結(jié)構(gòu)中左邊IDT交叉排列的電極之間交流電壓產(chǎn)生壓電材料的mechanicalstress并以SAW的形式沿著表面?zhèn)鞑?，而在垂直方向上SAW幅度快速
8、衰落。右邊的IDT也是同樣結(jié)構(gòu)，只是接收SAW，輸出電信號(hào)。中間部分的shiel
