深入剖析saw, baw, fbar滤波器.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————深入剖析 SAW, BAW, FBAR 滤波器很多通信系统发展到某种程度都会有小型化的趋势。一方面小型化可以让系统更加轻便和有效,另一方面,日益发展的 IC 制造技术可以用更低的成本生产出大批量的小型产品。 MEMS(MicroElectromechanical System) 是这种小型产品的相关技术之一。 MEMS 可以检测环境的变化并通过微型电路产生相关反应。 MEMS 的主要部分包括 sensor( 微传感器)或 actuator( 微执行器)和 transducer( 转换装置), 其中 sensor 可以检测某种物理, 化学或生物的存在或强度,比如温度,压力,声音或化学成分, transducer 会把一种 energy 转换成另外一种( 比如从电信号到机械波)。目前 MEMS 被广泛的利用在多个领域里,如下图。这篇文章主要说说 MEMS 的几种 RF 相关应用产品 SAW,BAW, FBAR filter ,也是目前手机中最常用的几种 filter 。 SAW,BAW 和 FBAR 中, A 都代表着 Acoustic 。 Acoustic wave 中文翻译成声波,声波按频率分成 3 段, audio,infrasonic( 次声波)和 ultrasonic( 超声波)。 Audio 的频率为 20Hz ~ 20KHz, 是人耳能听见的范围。 Infrasonic( 次声波) 是低频率, 20Hz 一下, 人耳听不到, 可以用来研究地理现象( 比如地震)。 Ultrasonic( 超声波)是 20KHz 到 109KHz ,也是人耳听不到的范围。下面提到的声波都是超声波的范围,首先我们看看 SAW filter 。------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— Surface Acoustic Wave(SAW) filter 顾名思义, SAW 是一种沿着固体表面(surface) 传播的声波(acoustic wave) 。一个基本的 SAW filter 由压电材料(piezoelectric substrate) 和2个 Interdigital Transducers(IDT) 组成,如下图。 IDT 是由交叉排列的金属电极组成,上图中左边的 IDT 把电信号(electrical signal) 转成声波(acoustic wave) , 右边的 IDT 把接收到的声波再转成电信号。电信号和声波( 属于 mechanical wave) 之间转换也称为 electromechanical coupling 。那 IDT 是怎么把电信号转成声波呢?原因在于 IDT 下方的压电材料。压电(piezoelectricity or piezoel