[发明专利]具有改进的功率耐久性和耐热性的BAW谐振器以及包括BAW谐振器的RF滤波器

说明书

一种具有改进的功率耐久性和改进的耐热性的BAW谐振器(BAWR)被提供。谐振器包括层堆叠和分流路径(PCPP)，层堆叠具有在底部电极(EL1)与顶部电极(EL2)之间的压电材料(PM)，分流路径(PCPP)与层堆叠并联且被提供以使得RF信号能够绕过层堆叠，例如通向地(GND)。分流路径(PCPP)具有依赖于温度的电导，该电导具有电阻的负温度系数NTC。当设备的温度由于高功率操作而上升时，电流通过依赖于温度的分流路径被分流到地或另一专用端子，否则这些电流将永久地损坏设备。一经冷却，正常操作重新开始。

技术领域

本发明涉及一种具有改进的功率耐久性和改进的耐热性的BAW谐振器，例如用于移动通信设备中的RF滤波器。此外，本发明涉及RF滤波器。

背景技术

在移动通信设备中，RF滤波器被用来在想要的RF信号和不想要的RF信号之间进行区分。例如，在功率放大器与天线端口之间的传输滤波器被用来使仅发射信号传播到天线端口。在接收信号路径中，接收信号被用来传递接收信号，并且特别是用来针对发射信号隔离接收端口。

RF滤波器包括可以与声波(诸如体声波)一起工作的谐振器。BAW谐振器(BAW＝体声波)包括具有底部电极和顶部电极的夹层构造。在底部电极与顶部电极之间，压电层中的压电材料被布置。如果压电层的厚度被选取为匹配RF信号的工作频率，则谐振器在RF信号与声波之间进行转换。

因此，RF滤波器的谐振器被暴露于RF功率。电极中的欧姆损耗或其他能量耗散效应导致从RF能量到热量的能量转换。对应地，加热的谐振器遭受特性频率(诸如，谐振频率或反谐振频率)的移位，这归因于压电层的膨胀和材料性质(例如，高温下的弹性刚度)的改变。此外，如果谐振器例如是带通滤波器配置的一部分，则通带在频率上移位，并且谐振器的对应自加热引起附加损耗。如果温度增加超过某个临界值，则有可能发生永久性损坏，导致对应滤波器组件的永久性故障。

上面提到的风险被导致更高电路密度的朝向小型化的趋势进一步增加。

因此，所需要的是一种具有改进的功率耐久性和改进的耐热性的BAW谐振器。

发明内容

为了该目的，根据独立权利要求的BAW谐振器和对应的RF滤波器被提供。从属权利要求提供了优选实施例。

BAW谐振器包括层堆叠，层堆叠具有底部电极、顶部电极、以及在底部电极与顶部电极之间的压电材料。此外，BAW谐振器包括与层堆叠并联的分流路径，其被提供以使得RF信号能够绕过层堆叠。分流路径具有依赖于温度的电导。

因此，分流路径实现了并联电导保护路径，经由该并联电导保护路径，RF功率可以被旁路以保护层堆叠的完整性。

作为结果，功率耐久性增加，耐热性增强，并且永久性损坏(例如，由于电极分层)的风险显著减小。

有可能使用分流路径将不想要的RF功率传导到特殊端口或特殊电位。对应地，有可能将不想要的RF功率旁路到地电位。

分流路径的电导的温度依赖性具有以下优点：自动保护系统被获得，而不需要用于控制温度和/或激活分流路径开关的附加控制部件。

优选的是，分流路径的电导随着增加的温度的而增加。因此，尤其是当达到某个临界温度时，与滤波器电路内的常规信号路径的电导相比，分流路径的电导可以是如此之小，以使RF功率的过多量经由分流路径传播。这导致在前向传输方向上可见的增大的插入损耗，例如，对于矩阵元素S₂₁。

从例如移动通信设备的用户角度来看时，则设备是自保护的。在最坏的情况下，电池可能更快耗尽或者通话可能掉线。但是，一旦在温度减小到正常操作温度时正常操作重新开始，指定的滤波器性能被恢复并且不造成永久性损坏。

分流路径的电导率可以按以下方式被定制：指定性能被给出，而不限于指定功率和指定温度范围。