BAW filter可以把多个resonator按一定拓扑结构连接。BAW filter有多种类型,包括ladder type filter,lattice type filter,stacked crystal filter和coupled resonator filter。这里只简单介绍ladder type和lattice type。
Ladder type(SAW最后也提过)使用的resonator包括串联和并联,一个串联的resonator加一个并联的resonator称为一个stage,整个ladder type filter可以由好几个stage组成。
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了解ladder type filter的工作原理之前我们再看看BAW resonator的基本模型,如下图。
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- U) {+ h' p8 U4 k3 W! ?典型的基本结构如上图(a),上下金属电极中间夹着压电层,对应的mBVD等效电路如上图(b),对应的阻抗如上图(c),可以看出有两个resonance频率,串联(fs)和并联(fp)。工作原理如下图。
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在通频带(pass band)上,series resonator fs阻抗很小,保证信号通过,shunt resonator fp阻抗很大,阻止信号通过。
Lattice filter中每一个stage有4个resonator,包括2个串联和2个并联,基本模型如下图。
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Ladder type可以用在单端(single-ended/unbalanced)和差分(balanced)信号上,而lattice type更适合用在差分(balanced)信号上。7 z1 t7 d$ t! D: V* O* { P
BAW filter常用的压电材料
石英(quartz)作为常见的压电材料,在高电压和高压力的情况下表现出线性反应,但还没有合适的方法把石英做成薄膜deposit在Si衬底上。合适的BAW压电材料需要high electromechanical coupling coefficient,low electromechanical loss,high thermal stability,还要符合IC工艺技术。
目前最常用的BAW压电材料有AlN(aluminum nitride),PZT(lead zirconate titanate),ZnO(zinc oxide)。
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