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浅析FBAR技术的优越性

作者:angelazhang时间:2015-10-10

世强代理的FBAR系列产品,全部采用AVAGO基于片上集成电路(Above-IC)FBAR技术(包括硅集成技术、FBAR技术和MicroCap封装技术),根据不同频段和功能需求而制作的专用的混合微波集成器件。根据不同频段和功能需求,系列化了各种型号的滤波器、双工器、多工器,滤波器+放大器、放大器+双工器等产品。


FBAR:其英文全称是Film BulkAcoustic Resonator,也就是薄膜体声波谐振器。FBAR是基于硅底板,利用微电子机械系统MEMS精细加工技术和薄膜技术来制作所需微波频段专用的滤波器、双工器、多工器、振荡器等多种高性能、小封装表面贴装微波器件。


FBAR不仅体积小、工作频率高、插入损耗低、带外抑制好、Q值高、功率容量大、温度系数低以及良好的抗静电冲击能力,而且它与现有的半导体工艺技术兼容,也就是说它很容易和射频系统前端集成,从而实现射频系统的微型化和低功耗。


传统的射频频率器件,主要采用声表面波(SAW)技术和微波陶瓷技术,微波陶瓷器件成本低、性能高,但体积大,SAW器件的电性能比微波陶瓷器件好、可再制造性高、选择性好、体积小,但插入损耗大、功率承受能力小、性能随温度变化飘移。最主要的是,微波陶瓷器件和SAW器件均不能与现有的硅集成技术兼容,也就是说它们难以实现射频系统的微型化和低功耗。

FBAR的工作区由金属底电极-压电膜-金属上电极组成,器件工作于能陷-厚度振动模式,工作频率与压电材料的厚度成反比。当电信号加载到FBAR上时,器件中的压电薄膜通过逆压电效应将电信号转变为声信号,器件特点的声学结构对不同频率的声信号呈现出选择性,其中的器件内满足声波全反射条件的声信号将在器件内实现谐振,而不满足谐振条件的声信号就会衰减,在频谱上与谐振的声信号频率相差越多的声信号衰减越快。最后,在器件内幅度相位已产生差异的声信号又通过压电薄膜等比例地转变成输出电信号,这样FBAR最终就表现出对电信号的选频作用

FBAR与工作在千赫兹~兆赫兹的晶振中晶体谐振器及陶瓷滤波器中的陶瓷谐振器的工作原理是相同的。不同的是,一方面,FBAR的压电膜厚度在微米量级,从而使其工作频率可提高到吉赫兹级。另一方面,由于压电膜太薄,使FBAR不可能象晶体谐振器那样由压电晶片来承托上下电极,因此FBAR必须有一个衬底,加工时先将金属底电极蒸发或溅射到衬底上,然后在电极上沉积压电薄膜,最后再在压电薄膜上形成金属上电极。



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