中科院聲學所薄膜體聲波諧振器及其應用

1、引言

2、FBAR的理論分析

FBAR的結構同石英諧振器相同，如圖1所示。它是由上下平麵金屬電極和夾在它們(men) 中間的一層壓電薄膜材料組成。當電壓施加在電極上時，壓電材料由於(yu) 逆壓電效應產(chan) 生機械形變並在薄膜內(nei) 激勵出體(ti) 聲波，並在兩(liang) 電極平麵之間來回反射，形成機械諧振，諧振基頻波長等於(yu) 壓電薄膜厚度的兩(liang) 倍。

由於(yu) FBAR壓電材料中體(ti) 聲波傳(chuan) 播速度一般是5000~10000m／s，比表麵聲波快，因而其結構可以製作得更加精細，例如頻率在1．6GHz諧振器可以做到厚度僅(jin) 為(wei) 3υm，電極厚度為(wei) 0．3υm，典型麵積為(wei) 0．25mm×0．25mm。

2．1、Mason模型

FBAR的特性阻抗Z_in（ω）最大和最小時對應的頻率值，分別為(wei) FBAR的並聯諧振頻率和串聯諧振頻率，從(cong) 而可進一步計算有效機電耦合係數。

目前聲學所可以提供如下成套係列產(chan) 品：

目前聲學所可以提供成套如下產(chan) 品：

壓電方麵：ZJ-3型精密D33測試儀(yi) ，ZJ-4型寬量程型D33測試儀(yi) ，ZJ-6型精密D33/D31/D15測試儀(yi) ，GDPT-900A型變溫壓電D33測試儀(yi)

介電方麵：GWJDN-1000型高低溫介電測試係統，GWJDN-600型四通道高低溫介電測試儀(yi)

鐵電方麵：ZT-4A鐵電測試儀(yi) ，FE-5000型鐵電材料測試儀(yi) ，JKTD-1000型鐵電測試儀(yi)

儲(chu) 能設備：CFD-100型儲(chu) 能電介質充放電測試係統，2．2、MBVD模型

電材料中電能轉換成機械動能的能力成反比。

該模型的串聯諧振頻率和並聯諧振頻率分別為(wei)

該模型使用六個(ge) 集總參數元件描述FBAR，符合微波電路仿真軟件設計的要求，便於(yu) 達到一定的濾波器頻率響應指標而對電路參數進行分析和優(you) 化電路參數的目的，但模型的缺點是僅(jin) 能模擬FBAR諧振頻率附近的阻抗特性，並不能給出整個(ge) 頻域的特性阻抗。