SAW滤波器发展历程及特性

SAW滤波器发展历程

表面声波的应用,一般公认是公元1965年美国加州大学柏克莱分校教授White和Voltmei将叉指状电极镀在压电晶体上产生表面声波而开始,从70年代直到今日仍被大量应用在电视的中频滤波器.但一方面当时行动通讯尚未发迹,另一方面受限于材料和设计理论的不成熟(造成插入损耗相当大),因此其应用发展并未受到重视;一直到90年代行动通讯的兴起,加上其基本设计理论已达一定的水平,SAW滤波器得以其低损耗(LowLoss),高衰减特性(HighAttenuation)及轻薄短小等优点,随着无线通信产品市场的发展而快速成长

SAW滤波器在使用上主要有两大分野;(1)TV/VTR用IF滤波器与(2)通讯机器使用带通滤波器.前者频率范围约在38.90MHz到58.75MHz之间(美国NTSC为45.75MHz,日本NTSC为58.75MHz),由于电视机机壳内空间的不受限制,皆采用低成本的插件晶振型式SAW滤波器.后者由于近年来行动通讯产品的大幅成长而需求激增,其频率范围约在70MHz到2.4GHz,且行动通讯产品要求小型化及高信赖性,所以采用轻薄短小的SMD型式RFSAW灭波器已成为主流.

SAW滤波器产品特性

由于制程技术精进,以及声波物理性质等因素,SAWFilters的产品拥有下列发展特点,分述如下;

(1)以简单的叉指状电极及单一基板即可执行传统以上百个电容,电感组成之滤波器的功能.

(2)可以用半导体制程技术大量制造,而有价格上的竞争力.

(3)因为是以半导体制程制造,在性能上产品有非常高的重复性,这在移动电话用的RF及IF滤波器以及窄频,高Q值共振器尤其重要.

(4)由于声波波速为电磁波的十万分之一,因此这类元件在行动通讯对于小型化,质轻,坚固及功率要求上非常符合.

(5)傅统声表面滤波器除了工作在基本波之外也以工作在谐波频段,进而提高其工作频率而避免对于制程设备及技术的过度投资

(6)Psiudo-SAW(伪表面声波)的声速为一般表面声波的1.6倍左右,因为可以在制程方面放宽线宽及线疏的限制使得在同样制程条件下,将元件工频率提高至GHz.以上

(7)Pseudo-SAW的机电耦合系数与傅统的SAW比较而言,大了许多,因此可以设计出大频宽的滤波器,适合射频前级端使用.

(8)由于LSAW(leaky-SAW滤波器)的能量是在基板表面以下傅播(相较于表面声波是在表面以下一个波长内传递,LSAW则更深人基板内部),因此相对于RayleighSAW较不易受比表面污染而影响性能.

⑼同上,以功率密度而言,比Rayleigh-SAW小,因此可以承受较高的功率而不致使IDT损坏