基于微机电系统的薄膜体声波谐振器技术.pdfVIP

2014年第6期总第150期 S_LIC0N VALLEY 基于微机电系统的薄膜体声波谐振器技术 郭晓慧 (广东省轻工业高级技工学校电气工程系 。广东广州 511400) 摘 要 随着我国无线通讯的飞速发展 ，通讯器件的微型化、低功耗、低成本、高性能与集成化等越来越受~-ffl关注。 基于微机电系统的薄膜体声波谐振器技术是实现系统低功耗与微型化的重要技术 ，薄膜体声波谐振器具有体积小、频 率高、换能效率高等诸多优势。为了对基于微机电系统的薄膜体声波谐振器有一个更深层次的认识 ，文章阐述了薄膜 体声波谐振器的基本结构与工作原理 ，并分析了薄膜体声波谐振器及技术的应用与发展趋势。 关键词 微机电系统 ；薄膜体声谐振器 ；技术 ；原理 ；应用 中图分类号 ：TN015 文献标识码 ：A 文章编号 ：1671-7597(2014)06-0007-02 薄膜体声谐振器及相关技术是现今技术领域 的研究热点 ， 反射阵型是一种基于布喇格谐振腔原理的结构 ，在薄膜体 其具有频率高、承受功率大、体积小等多种优势 ，因此越来越 声谐振器中声波会沿着衬底进行传播 ，因此可 以在衬底上部设 引起相关研究者的重视。在市场需求不断增加和微加工技术的 置一定的反射层 ，尽可能的将声波能量反射 回去。若其在工作 日益成熟 ，薄膜体声谐振器技术在各种器件生产制造 中的应用 中满足布喇格谐振 的条件 ，那么声波将会在反射层与压电膜形 也越来越广泛 ，对实现各种器件的低成本制造具有一定的经济 成驻波 ，从而实现器件的谐振。另外 ，薄膜体声谐振器在声波 学意义。 传播 中，在声阻抗不连续的状况下声波会产生一定的反射 ，一 1薄膜体声波谐振器的工作原理与基本结构 般情况下声阻抗差异性越大 ，那么其反射的效率也会随之增高。 2基于微机电系统的薄膜体声波谐振器技术应用 1．1薄膜体声谐振器的工作原理 薄膜体声谐振器英文简称 FBAR，其是利用声学谐振实现电 2．1基于薄膜体声谐振器技术的滤波器 学选频的一种器件 ，该器件的工作区主要是 由压电膜、金属底 基于薄膜体声谐振器技术的滤波器工作频率较高 ，并且损 电机、金属上电级等元件组成。薄膜体声谐振器的工作原理是 耗量较低 ，功率承受能力较强、并且温度十分稳定。那么在工 当电信号加载到薄膜体声谐振器上时 ，该器件内部的压 电薄膜 作中要提高滤波器的频率 ，可以将多个谐振频率不同的薄膜体 会利用逆压电效应把电信号转换成声信号 ，并根据器件特有的 声谐振器级联在一起 ，通过这种方法可 以满足射频滤波器 的 声学结构对不同频率的声信提供可选择性 。薄膜体声谐振器在 要求。 工作过程 中声信号若满足声波全反射条件 ，那么其将会器件内 现今基于薄膜体声谐振器技术 的滤波器有三种基本架构 ， 部产生谐振 ，若声信号不满足谐振条件 ，那么其声信号就会相 分别是梯形结构、桥式结构、桥式结构与梯形结构组合的结构 对衰减 ，在频谱上声信号与谐振的频率差距越大 ，那么声信号 形式 。其中梯形结构的滤波器是基于薄膜体声谐振器技术的滤 的衰减速度会越来越快 。在薄膜体声谐振器 内部幅度相位存在 波器常用的机构 ，该结构具有陡峭抑制 的响应 。桥式结构的滤 差异的声信号可 以利用压 电薄膜转变为电信号 ，并将其等 比例 波器 的滚降系数较低 ，但是其无用频带抑制与梯形结构滤波器 输 出。薄膜体声谐振器与陶瓷滤波器及晶体谐振器的工作原理 相比更高。三种结构各有其优势及局限性 ，利用WCDMA射频前 具有一定的共通 ，