SAW濾波器發展歷程

表面聲波的應用,一般公認是公元1965年美國加州大學柏克萊分校教授White和Voltmei將叉指狀電極鍍在壓電晶體上產生表面聲波而開始,從70年代直到今日仍被大量應用在電視的中頻濾波器.但一方面當時行動通訊尚未發跡,另一方面受限于材料和設計理論的不成熟(造成插入損耗相當大),因此其應用發展并未受到重視;一直到90年代行動通訊的興起,加上其基本設計理論已達一定的水平,SAW濾波器得以其低損耗(LowLoss),高衰減特性(HighAttenuation)及輕薄短小等優點,隨著無線通信產品市場的發展而快速成長

SAW濾波器在使用上主要有兩大分野;(1)TV/VTR用IF濾波器與(2)通訊機器使用帶通濾波器.前者頻率范圍約在38.90MHz到58.75MHz之間(美國NTSC為45.75MHz,日本NTSC為58.75MHz),由于電視機機殼內空間的不受限制,皆采用低成本的插件晶振型式SAW濾波器.后者由于近年來行動通訊產品的大幅成長而需求激增,其頻率范圍約在70MHz到2.4GHz,且行動通訊產品要求小型化及高信賴性,所以采用輕薄短小的SMD型式RFSAW滅波器已成為主流.

SAW濾波器產品特性

由于制程技術精進,以及聲波物理性質等因素,SAWFilters的產品擁有下列發展特點,分述如下;

(1)以簡單的叉指狀電極及單一基板即可執行傳統以上百個電容,電感組成之濾波器的功能.

(2)可以用半導體制程技術大量制造,而有價格上的競爭力.

(3)因為是以半導體制程制造,在性能上產品有非常高的重復性,這在移動電話用的RF及IF濾波器以及窄頻,高Q值共振器尤其重要.

(4)由于聲波波速為電磁波的十萬分之一,因此這類元件在行動通訊對于小型化,質輕,堅固及功率要求上非常符合.

(5)傅統聲表面濾波器除了工作在基本波之外也以工作在諧波頻段,進而提高其工作頻率而避免對于制程設備及技術的過度投資

(6)Psiudo-SAW(偽表面聲波)的聲速為一般表面聲波的1.6倍左右,因為可以在制程方面放寬線寬及線疏的限制使得在同樣制程條件下,將元件工頻率提高至GHz.以上

(7)Pseudo-SAW的機電耦合系數與傅統的SAW比較而言,大了許多,因此可以設計出大頻寬的濾波器,適合射頻前級端使用.

(8)由于LSAW(leaky-SAW濾波器)的能量是在基板表面以下傅播(相較于表面聲波是在表面以下一個波長內傳遞,LSAW則更深人基板內部),因此相對于RayleighSAW較不易受比表面污染而影響性能.

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

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