表面声波滤波器 【技术领域】
本发明总体上涉及具有表面声波(下文中简称为SAW)谐振器的SAW滤波器，更具体地，涉及用于保护SAW滤波器不受静电放电(称为ESD)影响的技术。
背景技术
近年来，诸如移动电话的无线设备已经迅速小型化、高度发展、并且在质量方面得到很大提高。无线设备的高频电路采用具有SAW谐振器的滤波器。该滤波器结构包括梯型滤波器和多模滤波器。梯型滤波器包括以梯状结构相连的多个SAW谐振器。多模滤波器包括例如双模SAW滤波器(称为DMS)。SAW谐振器包括压电基板上的相互面对的一对梳状电极。该梳状电极被称为叉指式换能器。该梳状电极包括母线(bus bar)和从该母线沿相同方向延伸的多个电极指。相邻电极指之间的间隙以及电极指边缘与面对这些边缘的总线之间的间隙非常小。因此，在对SAW滤波器的输入端子或输出端子施加静电的情况下，在上述端子和地之间会产生静电放电。结果，设置在该端子和地之间的SAW谐振器被损坏。
日本专利申请公报No.6-224682(下文中称为文献1)公开了一种通过提供用于静电击穿的牺牲电极来保护确定滤波器特性的SAW谐振器的结构。该用于静电击穿地牺牲电极与输入端子或输出端子相连，以在施加静电的情况下代替SAW谐振器被击穿。
但是，问题在于，一旦牺牲电极被损坏，就再也不能保护SAW滤波器不受静电的影响。
【发明内容】
本发明的总体目的在于解决上述问题，并使SAW滤波器具有防静电的高可靠性措施。
根据本发明的一个方面，提供了一种表面声波(SAW)滤波器，其具有多个SAW谐振器，优选地，所述多个SAW谐振器串联，所述多个SAW谐振器设置在信号输入端子与距离该信号输入端子最近的地之间，或者设置在信号输出端子与距离该信号输出端子最近的地之间，并且所述多个SAW谐振器具有基本相等的静电电容。因此，可以保护SAW谐振器，而无需设置用于静电击穿的牺牲电极，由此，可以构造具有抗静电放电的高可靠性的SAW滤波器。
在上述SAW滤波器中，将所述多个SAW谐振器设置在所述SAW滤波器的并联支路(arm)或串联支路中。此外，可以将所述多个SAW谐振器设置在所述SAW滤波器的并联支路和所述SAW滤波器的串联支路中。
在上述SAW滤波器中。所述多个SAW谐振器可以包括第一组SAW谐振器和第二组SAW谐振器，所述第一组SAW谐振器设置在所述信号输入端子与距离该信号输入端子最近的地之间，所述第二组SAW谐振器设置在所述信号输出端子与距离该信号输出端子最近的地之间，所述第一组SAW谐振器具有基本相等的静电电容，并且所述第二组SAW谐振器具有基本相等的静电电容。
在上述SAW滤波器中，所述SAW滤波器可以包括梯型滤波器或多模滤波器。在包括多模滤波器的情况下，所述多模滤波器优选地具有平衡输出，并且串联连接的所述多个SAW谐振器分别耦接到用于所述多模滤波器的平衡输出的端子。
【附图说明】
参照下面的附图详细说明本发明的优选实施例，附图中：
图1表示根据本发明第一实施例的SAW滤波器；
图2表示根据本发明第二实施例的SAW滤波器；
图3表示根据本发明第三实施例的SAW滤波器；
图4表示根据本发明第四实施例的SAW滤波器；
图5表示根据本发明第五实施例的SAW滤波器；
图6表示根据本发明第六实施例的SAW滤波器。
【具体实施方式】
现将参照附图说明本发明的实施例。
(第一实施例)
图1表示根据本发明第一实施例的SAW滤波器。该SAW滤波器包括：压电基板10；设置在压电基板10上的多个SAW谐振器S1、S2、P1、P2、P3、P4和P5；信号输入端子12和信号输出端子14。这些SAW谐振器以梯状结构相连。压电基板10由诸如钽酸锂(LT)或铌酸锂(LN)的压电单晶制成。上述SAW谐振器S1、S2、P1、P2、P3、P4和P5中的每一个包括IDT电极16和设置在传播方向两端的反射电极18和20。为了简化附图，在SAW谐振器S2中仅示出了标号16、18和20。IDT电极16包括一对梳状电极。SAW谐振器S1和S2中的每一个以梯型结构设置在串联支路中，并且SAW谐振器P1到P5中的每一个设置在并联支路中。因此，将SAW谐振器S1和S2特别称为串联支路谐振器或串联型谐振器，而将SAW谐振器P1到P5特别称为并联支路谐振器或并联型谐振器。在下文中，将S1和S2称为串联支路谐振器，将P1到P5称为并联支路谐振器。串联支路谐振器S1和S2以及并联支路谐振器P1到P5确定了滤波器特性。如图1所示的SAW滤波器用作为带通滤波器。
根据本发明的第一实施例，将串联连接的多个SAW谐振器P1和p2设置在输入端子12与最接近该输入端子12的地G1之间。将串联连接的多个SAW谐振器P4和P5设置在输出端子14与最接近该输出端子14的地G3之间。SAW谐振器P1和P2具有基本相等的静电电容Cp1和Cp2。SAW谐振器P4和P5具有基本相等的静电电容Cp4和Cp5。更具体地，串联连接的多个SAW谐振器P1和P2连接到信号输入端子12与最接近该信号输入端子12的地G1之间的串联支路，而串联连接的多个SAW谐振器P4和P5连接到信号输出端子14与最接近该信号输出端子14的地G3之间的串联支路。为了方便，第一组SAW谐振器由设置在信号输入端子12与最接近该信号输入端子12的地G1之间的多个谐振器P1和P2组成。第二组SAW谐振器由设置在信号输出端子14与最接近该信号输出端子14的地G3之间的多个谐振器P4和P5组成。上述结构也适用于其它实施例。在信号输入端子12与地G1之间的串联支路中或者在信号输出端子14与地G3之间的串联支路中没有设置SAW谐振器。此外，基本相等表示电容比值处于0.9到1.1之内。即，Cp1除以Cp2等于0.9到1.1，Cp4除以Cp5也等于0.9到1.1。通过设置如上所述的静电电容，在对信号输入端子12施加静电的情况下，施加在信号输入端子12与地G1之间的电压在并联支路谐振器P1和P2之间大致等分。这提高了静电容限。同样，在对信号输出端子施加静电的情况下，施加在信号输出端子14与地G3之间的电压在串联谐振器P4和P5之间大致等分。在没有如上所述大致等分静电的情况下，过量的电压会施加给该多个SAW谐振器之一，并且可能发生击穿。
将该SAW谐振器的静电电容定义为IDT电极16的孔径长度乘以电极指对数。孔径长度是交叉或相邻的电极指的重叠或交叉长度。由于SAW谐振器P1和P2具有基本相等的静电电容Cp1和Cp2，所以孔径长度或电极指对数可以不同。同样，由于SAW谐振器P4和P5具有基本相等地静电电容Cp4和Cp5，所以孔径长度或电极指对数可以不同。
如上所述来构造确定滤波器特性的部分SAW谐振器。由此，不必提供与滤波器特性无关的用于静电击穿的牺牲电极。这使得器件可以小型化。该器件只会因为该SAW谐振器的损坏而受到静电放电的影响。因此，这是防静电的一种高可靠性措施。
如图1所示的SAW滤波器包括串联连接的两个SAW谐振器，其设置在信号输入端子12与最接近该信号输入端子12的地G1之间。该SAW滤波器还包括串联连接的两个SAW谐振器，其设置在信号输出端子14与最接近该信号输出端子14的地G3之间。类似地，可以分别包括三个或更多个SAW谐振器，并且该三个或更多个SAW谐振器具有基本相等的静电电容。此外，可以将串联连接的多个SAW谐振器设置在信号输入端子12与最接近该信号输入端子12的地G1之间，或者设置在信号输出端子14与最接近该信号输出端子14的地G3之间。例如，设置在信号输入端子12与最接近该信号输入端子12的地G1之间的并联支路谐振器P1和P2可以由单个并联支路谐振器代替。在这种情况下，不能保护器件不受施加给信号输入端子12的静电的影响。但是，根据该目的，可能存在只需对输出端子采取防静电措施的情况。同样，设置在信号输出端子14与最接近该信号输出端子14的地G3之间的并联支路谐振器P4和P5可以由单个并联支路谐振器来代替。在这种情况下，不能保护器件不受施加给信号输出端子14的静电的影响。但是根据该目的，可能存在只需对输入端子采取防静电措施的情况。
优选地，气密地密封图1所示的压电基板10。
(第二实施例)
图2表示根据本发明第二实施例的SAW滤波器。该SAW滤波器包括压电基板10、多个SAW谐振器S1到S4和P1到P3、信号输入端子12、以及信号输出端子14。将这些SAW谐振器设置为梯型。SAW谐振器S1到S4和P1到P3确定滤波器特性。根据本发明的第二实施例，将串联连接的多个谐振器S1和P1设置在信号输入端子12与最接近该信号输入端子的地G1之间。将串联连接的多个谐振器S4和P3设置在信号输出端子14与最接近该信号输出端子14的地G3之间。SAW谐振器S1的静电电容Cs1与SAW谐振器P1的静电电容Cp1基本相等，SAW谐振器S4的静电电容Cs4与SAW谐振器P3的静电电容Cp3基本相等。更具体地，将串联连接的串联支路谐振器S1和并联支路谐振器P1设置在信号输入端子12与最接近该信号输入端子12的地G1之间，将串联支路谐振器S4与并联支路谐振器P3设置在信号输出端子14与最接近该信号输出端子14的地G3之间。上述结构与本发明第一实施例的不同。但是，具有基本相等的静电电容的限定与本发明第一实施例的相同。即，Cs1除以Cp1等于0.9到1.1。Cs4除以Cp3等于0.9到1.1。通过设置如上所述的静电电容，施加给信号输入端子12的静电在串联支路谐振器S1与并联支路谐振器P1之间等分。施加给信号输出端子14的静电在串联支路谐振器S4与并联支路谐振器P3之间等分。
如上所述来构造确定滤波器特性的部分SAW谐振器。由此，不必提供与滤波器特性无关的用于静电击穿的牺牲电极。这使得器件可以小型化。该器件只会因为该SAW谐振器的损坏而受到静电放电的影响。因此，这是防静电的一种高可靠性措施。此外，输入端和输出端中的任何一个可以满足上述静电电容。
(第三实施例)
图3表示根据本发明第三实施例的SAW滤波器。将该滤波器构造为组合本发明的第一实施例和第二实施例。更具体地，将串联连接的并联支路谐振器P1和P2设置在信号输入端子12与最接近该信号输入端子12的地G1之间。将串联连接的串联支路谐振器S2与并联支路谐振器P3设置在信号输出端子14与最接近该信号输出端子14的地G2之间。并联支路谐振器P1的静电电容Cp1与并联支路谐振器P2的静电电容Cp2基本相等。Cp1除以Cp2等于0.9到1.1。串联支路谐振器S2的静电电容Cs2与并联支路谐振器P3的静电电容Cp3基本相等。Cs2除以Cp3等于0.9到1.1。如上所述构造确定滤波器特性的部分SAW谐振器。由此，不必提供与滤波器特性无关的用于静电击穿的牺牲电极。这使得器件可以小型化。该器件只会因为该SAW谐振器的损坏而受到静电放电的影响。因此，这是防静电的一种高可靠性措施。
(第四实施例)
图4表示根据本发明第四实施例的SAW滤波器。该SAW滤波器包括压电基板10、多个SAW谐振器S1到S4和P1到P4、信号输入端子12、以及信号输出端子14。这些SAW谐振器被设置为梯型。SAW谐振器S1到S4以及P1到P4确定滤波器特性。根据本发明的第四实施例，将串联连接的多个谐振器S1、S2和P1设置在信号输入端子12与最接近该信号输入端子12的地G1之间。SAW谐振器S1的静电电容Cs1、SAW谐振器S2的静电电容Cs2、以及SAW谐振器P1的静电电容Cp1基本相等。SAW谐振器P3的静电电容Cp3和SAW谐振器P4的静电电容Cp4基本相等。将两个串联支路谐振器S1和S2设置在该串联支路中，将并联支路谐振器P1设置在输入端的并联支路中。在将静电施加给信号输入端子12的情况下，电压在这三个谐振器之间大致等分(分为三部分)。相反地，在将静电施加给信号输出端子14的情况下，电压在两个并联支路谐振器P3与P4之间大致等分(分为两半)。如上所述，在分配电压方面，输入端和输出端的分配比率可以不同。该输入端和输出端的分配比率也可以应用于本发明的第一到第三实施例。
(第五实施例)
图5表示根据本发明第五实施例的SAW滤波器。该SAW滤波器包括压电基板10、一组SAW谐振器30，S1、S2、P1和P2、信号输入端子12、以及信号输出端子14。这组SAW谐振器30用于双模SAW滤波器。在下文中，将由该组SAW谐振器30构成的滤波器称为DMS滤波器30，该DMS滤波器30为多模滤波器之一。信号输入端子12通过串联支路谐振器S1耦接到DMS滤波器30的输入端32。DMS滤波器30的输出端34通过串联支路谐振器S2耦接到信号输出端子14。
DMS滤波器30、串联支路谐振器S1和S2、以及并联支路谐振器P1和P2确定了滤波器特性。根据本发明的第五实施例，将串联连接的串联支路谐振器S1和并联支路谐振器P1设置在信号输入端子12与最接近该信号输入端子12的地G1之间。将串联连接的并联支路谐振器P2和串联支路谐振器S2设置在信号输出的端子14与最接近该信号输出端子14的地G2之间。SAW谐振器S1的静电电容Cs1与SAW谐振器P1的静电电容Cp1基本相等。Cs1除以Cp1等于0.9到1.1。SAW谐振器S2的静电电容Cs2与SAW谐振器P2的静电电容Cp2基本相等。Cs2除以Cp2等于0.9到1.1。在将静电施加给信号输入端子12的情况下，电压在串联支路谐振器S1与并联支路谐振器P1之间大致等分。同样，在将静电施加给信号输出端子14的情况下，电压在串联支路谐振器S2与并联支路谐振器P2之间大致等分。
如上所述来构造确定滤波器特性的部分SAW谐振器。由此，不必提供与滤波器特性无关的用于静电击穿的牺牲电极。这使得器件可以小型化。该器件只会因为该SAW谐振器的损坏而受到静电放电的影响。因此，这是防静电的一种高可靠性措施。此外，如果需要，输入端与输出端中的任何一个可以包括串联连接的多个SAW谐振器。
(第六实施例)
图6表示根据本发明第六实施例的SAW滤波器。根据本发明第六实施例的SAW滤波器是根据如图5所示的根据本发明第五实施例的SAW滤波器的一种变化。DMS滤波器30进行平衡输出。将串联连接的多个SAW谐振器(在图6中为两个SAW谐振器)设置在用于平衡输出的端子14和36与最接近端子14和36的地G2和G3之间。更具体地，在用于平衡输出的一个端子14与最接近该端子14的地G2之间设置串联连接的串联支路谐振器S2和并联支路谐振器P2。在用于平衡输出的另一端子36与最接近该端子36的地G3之间设置串联连接的串联支路谐振器S3和并联支路谐振器P3。SAW谐振器S2的静电电容Cs2与SAW谐振器P2的静电电容Cp2基本相等。Cs2除以Cp2等于0.9到1.1。SAW谐振器S3的静电电容Cs3与SAW谐振器P3的静电电容Cp3基本相等。Cs3除以Cp3等于0.9到1.1。当然，SAW谐振器S1的静电电容Cs1与SAW谐振器P1的静电电容Cp1基本相等。Cs1除以Cp1等于0.9到1.1。
如上所述来构造确定滤波器特性的部分SAW谐振器。由此，不必提供与滤波器特性无关的用于静电击穿的牺牲电极。这使得器件可以小型化。该器件只会因为该SAW谐振器的损坏而受到静电放电的影响。因此，这是防静电的一种高可靠性措施。此外，如果需要，输入端与输出端中的任何一个可以包括串联连接的多个SAW谐振器。
本发明并不限于上述实施例，可以在不脱离本发明的范围的情况下实现其它示例、变化和修改。
本发明基于2003年12月19日提交的日本专利申请No.2003-423859，在此通过引用并入其全部公开内容。