[实用新型]声表面波器件用新型锥形叉指换能器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电子器件，更具体地说，尤其涉及一种声表面波器件。

背景技术：

声表面波器件是现今电子电路的关键元件，其主要功能部分，是采用现代微电子技术在表面抛光压电材料基片上制作的叉指换能器、反射体和耦合栅等金属电极结构，基于(逆)压电效应，射频信号在叉指换能器中经历声电换能过程得到处理，达到预定功能要求。

常规声表面波叉指换能器的叉指电极是在压电晶体表面上周期排列的平行等宽直线状金属条，垂直于选定的声表面波传播方向，故构成的换能器呈矩形状。由此种换能器构成的滤波器，有效带宽与换能器的有效叉指对数成反比，因此宽带滤波器换能器的叉指数会很少，体波影响较严重，而且器件电容小，寄生参数影响大，不易匹配，插入衰耗很大。

近期，锥形叉指换能器克服了上述常规叉指换能器的缺点，已被广泛应用。锥形叉指换能器滤波器原理如图1所示(图1是锥形叉指换能器滤波器的原理图，表明锥形叉指换能器可认为是由不同中心频率且有较窄通带的极窄子换能器的并联组合)，其关键特征是：锥形换能器在声表面波传播方向上任一个极窄声通道(称为子换能器)的叉指电极有相同的周期，而在垂直声表面波传播方向的孔径方向上叉指周期不同，一般为单调变化，故换能器整体形成锥形，故得名。为区别，称常规叉指换能器为矩形叉指换能器。

锥形叉指换能器可认为是由不同中心频率且有较窄通带的极窄矩形子换能器的并联组合，其滤波器特性是构成子换能器特性的叠加。叉指电极周期小的部分对器件高频特性贡献大，叉指周期大的部分对器件低频特性贡献大。可见，器件频响的过渡特性主要是换能器两端附近周期连续变化的子换能器特性的叠加结果，计算表明，过渡区会比相应矩形换能器的大。如要提高过渡区陡峭度，就要增加叉指电极对数，不但增加了器件尺寸，还会加大二次效应的影响。

目前通用的锥形换能器叉指电极结构如图2所示(图2表示了常规锥形换能器的两种叉指结构：左为连续曲线结构，右为直线串接结构，连接段斜率大)，主要分为两类：连续曲线形和直线串接形。前者是经典结构，通过器件模拟，设计特定的电极曲线形状，达到平坦宽带频率特性。在实际光刻掩膜版制作时，也可以采用多段折线来近似设计曲线，只要折线的段数较大时，就可达到设计要求。而后者也被广泛应用，连接段长度越短越好，优点是光刻掩膜版制作简单，但通带波动较大，而且在器件工艺制作中，因为组成子矩形换能器的周期相差较大，又要求直线间连接段长度短，所以使得连接段斜率很大，连接段电极要比直线部分细得多，还易与两边电极发生短路。

发明内容：

针对现有技术中的不足，本发明的目的是：采用两端矩形换能器与中部锥形换能器结合的夹心结构换能器，优化器件频响过渡区。

一种声表面波器件用新型锥形叉指换能器，其特征在于：它由两端矩形换能器中间夹住一个锥形换能器构成，所述上端矩形换能器叉指电极周期与中部锥形换能器叉指电极的最小周期接近，所述下端矩形换能器叉指电极周期与中部锥形换能器叉指电极的最大周期接近，所属两端矩形换能器与中部锥形换能器分别通过两个连接段相连。

本发明具有如下的有益效果：本发明结构的换能器提高了器件频响过渡区陡峭度；矩形换能器和锥形换能器的周期相差极小，两者间的连接段不会对器件性能和制作带来任何困难。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

附图说明

图1是锥形叉指换能器滤波器原理；

图2是现有技术中常规锥形换能器叉指结构；

图3是本发明的锥形换能器叉指夹心结构；

图4是305MHz滤波器模拟图；

图5是305MHz滤波器实际器件性能比较图。

具体实施方式

本专利提出，采用两矩形换能器夹住一常规锥形换能器的夹心结构，提高了器件频响过渡区陡峭度。

本专利提出的夹心结构换能器，两端矩形换能器的电极结构与原锥形换能器相同，而其周期与其相连的锥形换能器的最大或最小周期相近，频差约为矩形换能器通带半宽，这样有利于充分体现矩形换能器的频响过渡特性。矩形换能器和锥形换能器的连接处，由于两者周期相差极小，即使连接段长度很短，也不会对器件性能和制作带来任何困难。

通过器件模拟，可以确定夹心结构的设计参数。