温度补偿的压电薄膜体声波滤波器.pdf

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1、温度补偿的压电薄膜体声波滤波器TemperatureCompensatedPiezoelectricBulkAcousticWaveFilters学科专业：微电子学与固体电子学研究生：胡念楚指导教师：张之圣教授天津大学电子信息工程学院二零一一年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意

2、。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要小型化、高性能的薄膜体声波（BAW）带通滤波器在移动无线通讯系统中受到了广泛的欢迎。薄膜体声波带通滤波器是基于高Q值的谐振器，该薄膜体声波谐振器是利用压电氮

3、化铝（AlN）薄膜的厚度延伸模式。滤波器和谐振器采用1维纵向的电-声的梅森模型。多模移动通讯终端需要高性能的射频滤波器解决方案，例如在UMTS系统中集成移动电视功能而产生的互相干扰问题。TD-CDMA的移动电视（TDtv）是一种起源于欧洲的移动电视技术，TDtv发送电视信号到移动终端的通带是从1900-1910MHz，比UMTS3G的发射频带（1920-1980MHz）仅低10MHz。为了使TDtv和UMTS在无线手机中同时使用需要一个高选择性的带通滤波器来抑制TDtv带外的干扰。同时，为了抑制UMTSTx输出信号增加TDtv接收机的信噪比，需要在U

4、MTSTx通信支路增加一个滤波器，该滤波器在UMTS通带内具有极低的插入损耗，同时在TDtv频带具有良好的抑制性能。我们设计和制造了基于温度补偿的薄膜体声波技术的带通和带阻滤波器。实测结果显示，两个滤波器在通带内的具有较低的插入损耗（~3dB），高带外抑制（35~40dB）和快速的滚降特性（从通带到阻带仅有10MHz）。此外，这o一对滤波器具有极低的频率温度系数（TCF），为-4ppm/c，相比传统的BAW滤波器提高了5倍。低的频率温度系数是一个至关重要的参数，尤其是在滤波器非常陡峭的滚降区域，由于温度变化而引起细微的频率漂移都有可能导致滤波器在滚降

5、区域不满足技术指标。该温度补偿的薄膜体声波滤波器技术非常具有代表性，它还可以应用在相类似系统中，在解决不同通讯标准互相干扰的问题中起到了关键作用，例如集成卫星收音机或者GPS导航的移动手机系统。关键词：薄膜体声波压电梅森模型频率温度系数滤波器ABSTRACTSmallsized,highperformancebulkacousticwave(BAW)bandpassfiltersareofgreatinterestformobileandwirelesssystems.Thesefiltersarebasedonelectro-acoustichig

6、hQresonators,whichexploitthethicknessextensionalmodeofathinpiezoelectricAlNfilm.Modellingofthefilterandresonatorresponseisperformedbymeansofa1Delectro-acousticMasonmodel.Multi-modemobileequipmentsrequireefficientradio-frequency(RF)filteringsolutionstosolveinterferenceproblemsin

7、aUMTSsystemintegratedwithamobiletelevisionfunction.TD-CDMAmobiletelevision(TDtv)isoneofthemobiletelevisiontechnologiesdevelopedinEurope;itseeksthe1900-1910MHzfrequencyspectrumthatis10MHzbelowtheUMTS3Gtransmitter(Tx)band(1920-1980MHz)totransmittelevisiondatatomobilehandsets.Toal

8、lowTDtvandUMTStocoexistinawirelessphonerequiresahighly