CN1619958B

CN1619958B - 使用压电谐振器的滤波器

Info

Publication number: CN1619958B
Application number: CN2004100956717A
Authority: CN
Inventors: 山川岳彦; 山口博司; 中冢宏; 中村弘幸; 大西庆治; 石崎俊雄
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2024-11-19
Also published as: KR20050049362A; US7138888B2; EP1533897A2; EP1533897A3; CN1619958A; US20050110596A1

Abstract

串联压电谐振器(11)以串联方式连接在输入端(15a)和输出端(15b)之间。并联压电谐振器(12a)的第一电极连接至在输入端(15a)和串联压电谐振器(11)之间的连接点，以及并联压电谐振器(12a)的第二电极连接至电感器(13a)的第一端。并联压电谐振器(12b)的第一电极连接至在串联压电谐振器(11)和输出端(15b)之间的连接点，并联压电谐振器(12b)的第二电极连接至电感器(13b)的第一端。电感器(13a，13b)的第二端都接地。附加压电谐振器(14)连接在并联压电谐振器(12a)的第二电极和并联压电谐振器(12b)的第二电极之间。

Description

使用压电谐振器的滤波器

发明背景

发明领域

本发明涉及一种使用压电谐振器的滤波器，尤其涉及一种用在诸如移动电话和无线LAN之类移动通讯终端无线电路中的使用压电谐振器的滤波器。

背景技术

对于一种可以合并在诸如移动电话、无线LAN以及其它等等中的元件来说，需要进一步减小体积和重量以及改善性能。对于一种可以满足这种需求的元件来说，有一种使用由压电材料所制成的压电谐振器的滤波器(参考日本专利号No.2800905)。以下参考附图讨论一例滤波器的实例。

在讨论滤波器结构形式之前，首先讨论滤波器中所使用的压电谐振器的结构。图21是压电谐振器的基本结构的透视图。图22是沿着图21所示线B-B的剖视图。图23A图示压电谐振器的电路符号，图23B是压电谐振器的等效电路图。图24图示压电谐振器的频率特性。

正如图21所示，压电谐振器210结构是这样的，在诸如硅或玻璃之类的基片216上形成上电极211、压电材料层212、下电极213、绝缘材料层214和空腔215。空腔215设置在基片216中且使之不会贯穿基片216。绝缘材料层214是由二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)等等所制成，且形成在基片216上，使之覆盖空腔215。在绝缘材料层214上，形成了由钼(Mo)、铝(Al)、银(Ag)、钨(W)、铂(Pt)等材料所制成的下电极213。在下电极213上，形成了由氮化铝(AlN)，氧化锌(ZnO)、铌酸锂(LiNbO₃)、钛酸锂(LiTAO₃)、硝酸钾(KnbO₃)等制成的压电材料层212。在压电材料层212上，形成了由与下电极213相同材料制成的上电极211。上电极211、压电材料层212、下电极213和绝缘材料层214构成振动部分218。正是如此，振动部分218可以由基片216的支撑部分221所支撑着，正如图22所示。所设置的空腔215使得由压电材料层212所产生的机械振动限制在其中。

通过将电压施加在上电极211和下电极213之间，在压电材料层212中就产生一个电场，并由电场畸变激发机械振动，并且通过机械振动，就能够获得具有谐振点和反谐振点的电性能。压电谐振器210的谐振频率fr和反谐振频率fa可以由振动部分218层的厚度和尺寸以及诸如各种材料常数的参数所确定。图23A所示的压电谐振器210的等效电路可表示为电容C₀、等效常数C₁、等效常数L₁，正如图23B所示。值得注意的是，电阻元件是非常小的，因此在图23B所示的等效电路中可以省略。假定在上电极层211和下电极层213之间存在着电容C₀，该电容C₀可由以下公式(1)来确定：

C₀＝ε₀ε_r×S/d ...(1)

式中：ε₀是真空介电常数，ε_r是压电材料的相对导磁率，S是电极面积，以及d是压电材料的厚度。

在图23B所示的等效电路中，基于阻抗为零的串联谐振和阻抗为无穷大的并联谐振，谐振频率f_r和反谐振频率f_a可以分别由以下公式(2)和(3)来确定：

f_{r} = 1 / (2 π \times \sqrt{(C_{1} L_{1})}) \cdot \cdot \cdot (2),

和

f_{a} = f_{r} \times \sqrt{(1 + C_{1} / C_{0})} \cdot \cdot \cdot (3)

压电谐振器210的频率特性如图24所示。

图25图示使用三个具有上述频率特性的压电谐振器的常规滤波器的典型电路图。在图25中，常规滤波器250包括一个串联的压电谐振器251，并联压电谐振器252a和252b，和电感器253a和253b。串联压电谐振器251以串联的方式连接在输入端255a和输出端255b之间。并联压电谐振器252a的第一电极连接在输入端255a和串联压电谐振器251之间的连接点，以及并联压电谐振器252a的第二电极连接至电感器253a的第一端。并联压电谐振器252b的第一电极连接在串联压电谐振器251和输出端255b之间的连接点，并联压电谐振器252b的第二电极连接至电感器253b的第一端。电感器253a和253b的第二端都接地。

具有上述结构的常规滤波器250有两种频率特性，即，并联压电谐振器252a和252b的频率特性(图26图形(a)中的实线)和串联压电谐振器251的频率特性(图26图形(a)中的虚线)。因此，通过设置滤波器250的各个参数，使得并联压电谐振器252a和252b的反谐振点262基本对应于串联压电谐振器251的谐振点263，从而能够获得具有如图26中图形(b)所示的通带265的滤波器。

然而，上述常规滤波器，由于滤波器的结构原因，在通带前后的频率带宽中不能够获得大量的衰减。于是，该滤波器就不能用于设备中，例如，移动电话和无线LAN之类的典型移动通讯终端，在该终端中，两个频带中的一个是需要通过的，而另一频带是需要衰减的。例如，适用于W-CDMA的接受滤波器所具有的接受带宽为2.11至2.17GHz，而传输带宽为1.92至1.98GHz。

另外，在上述常规滤波器结构中，在并联压电谐振器和接地之间必须设置具有高值的电感器，这就需要一个诸如基片之类的附加外部电路，从而使得滤波器的尺寸增加。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种使用压电谐振器的滤波器，它能够减小在通带中的损耗，同时获得在衰减带宽中所需衰减量。此外，本发明的另一目的是提供一种使用压电谐振器的滤波器，该滤波器通过减小电路所需的电感器的数值或数量来实现其体积减小。

本发明针对一种包括多个压电谐振器的滤波器。为了能够达到上述目的，本发明的滤波器包括：串联压电谐振器部分，它包括至少一个以串联方式连接在输入和输出端之间的串联压电谐振器；并联压电谐振器部分，它包括至少两个各自具有第一电极和第二电极的并联压电谐振器，并联压电谐振器通过第一电极以并联方式连接至串联压电谐振器，和在梯形结构中；电感器部分，它包括分别为至少两个并联压电谐振器所设置的电感器，该电感器各自连接在接地和并联压电谐振器的第二电极之间；以及附加的压电谐振器部分，它包括至少一个附加压电谐振器，它连接在具有连接至电感器的并联压电谐振器的任意两个第二电极。

典型的滤波器结构可以是串联压电谐振器部分包括一个具有第一和第二电极的串联压电谐振器，并且以串联方式连接在输入和输出端之间；并联压电谐振器部分包括：具有第一电极和第二电极的第一并联压电谐振器，第一电极连接着串联压电谐振器的第一电极；以及第二并联压电谐振器具有第一电极和第二电极，第一电极连接至串联压电谐振器的第二电极；电感器部分包括：第一电感器连接在第一并联压电谐振器的第二电极和接地之间；以及第二电感器连接在第二并联压电谐振器的第二电极和接地之间；以及附加压电谐振器部分包括：连接在第一并联压电谐振器的第二电极和第二并联压电谐振器的第二电极之间附加压电谐振器。在该结构中，较佳的是，串联压电谐振器的数量等于附加压电谐振器的数量。

另一典型的滤波器结构可以是这样，串联压电谐振器部分包括：第一串联压电谐振器和第二串联压电谐振器，它们都以串联方式连接在输入和输出端之间，第一和第二串联压电谐振器各自具有第一和第二电极；并联压电谐振器部分包括：第一并联压电谐振器具有第一电极和第二电极，其第一电极连接至第一串联压电谐振器的第一电极；第二并联压电谐振器具有第一电极和第二电极，其第一电极连接在第一串联压电谐振器的第二电极和第二串联压电谐振器的第一电极之间；第三并联压电谐振器具有第一电极和第二电极，其第一电极连接着第二串联压电谐振器的第二电极；电感器部分包括：第一电感器连接在第一并联压电谐振器的第二电极和接地之间；第二电感器连接在第三并联压电谐振器的第二电极和接地之间；以及附加压电谐振器部分包括：附加的压电谐振器连接在第一并联压电谐振器的第二电极和第三并联压电谐振器的第二电极之间。在这种结构中，较佳的是，所提供的多个第一和第二串联压电谐振器和多个附加压电谐振器共享在数量上的奇偶的相同状态。

还有另一典型滤波器结构是这样，串联压电谐振器部分包括：第一串联压电谐振器、第二串联压电谐振器和第三串联压电谐振器，它们以串联方式连接在输入和输出端之间，第一、第二和第三串联压电谐振器各自具有第一和第二电极；并联压电谐振器部分包括：第一并联压电谐振器具有第一电极和第二电极，其第一电极连接至第一串联压电谐振器的第一电极；第二并联压电谐振器具有第一电极和第二电极，其第一电极连接在第一串联压电谐振器的第二电极和第二串联压电谐振器的第一电极之间；第三并联压电谐振器具有第一电极和第二电极，其第一电极连接在第二串联压电谐振器的第二电极的第三串联压电谐振器的第一电极之间；以及第四并联压电谐振器具有第一电极和第二电极，其第一电极连接着第三串联压电谐振器的第二电极；电感器部分包括：第一电感器连接在第一并联压电谐振器的第二电极和接地之间，第二电感器连接在第二并联压电谐振器的第二电极和接地之间，第三电感器连接在第三并联压电谐振器的第二电极和接地之间，第四电感器连接在第四并联压电谐振器的第二电极和接地之间；以及附加压电谐振器部分包括：第一附加的压电谐振器连接在第一并联压电谐振器的第二电极和第n并联压电谐振器的第二电极之间，其中，n是数字2、3和4中的一个数字；以及第二附加压电谐振器连接在并联压电谐振器的任意两个第二电极之间不是在第一个和第n个并联压电谐振器之间。

在这种结构中，串联压电谐振器、并联压电谐振器和附加压电谐振器可以是薄膜声波谐振器。薄膜声波谐振器各自包括：上电极；下电极；夹在上下电极之间的压电材料层；以及设置在下电极下面的空腔。另外，在薄膜声波谐振器中没有设置空腔的情况下，薄膜声波谐振器各自包括：上电极；下电极；夹在上下电极之间的压电材料层，以及设置在下电极下面的声波多层薄膜，声波多层薄膜可以通过层叠低阻抗层和高阻抗层来制成。较佳的是，它可以连接在串联压电谐振器、并联压电谐振器和附加压电谐振器的电极与在相同引线层所建立的等效电路中的相邻压电谐振器的电极之间。

此外，串联压电谐振器、并联压电谐振器和附加压电谐振器可以是声表面波谐振器。声表面波谐振器各自可以包括压电基片；叉指变换器电极；反射电极；其中，叉指变换器电极和反射电极排列在压电基片上，使之以传播方向相互接近。

正如以上所讨论的，根据使用本发明的压电谐振器的滤波器，至少由一个附加压电谐振器是插入在并联压电谐振器的任意两个第二电极之间。这样，在保持通带中的导通损耗最小化的同时增加带宽，可以获得在衰减带宽中所需要的衰减量。

本发明的上述和其它目的、性能、方面和优点将通过以下结合附图的本发明的详细描述中变得更加显而易见。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例使用压电谐振器的滤波器10的电路图；

图2是增加附加压电谐振器14的等效电路图；

图3图示滤波器10的带通特性；

图4A至4C是图1所示滤波器10应用方式的滤波器电路图；

图5A至5F是根据本发明第二实施例使用压电谐振器的滤波器50的电路图；

图6A至6C，7A至7X，8A和8B，9和10是等效于图1所示的滤波器10的滤波器电路图；

图11A是具有图5A所示滤波器50电路的半导体芯片110的俯视图；

图11B是具有图5A所示滤波器电路的半导体封装111的俯视图；

图12图形描述了半导体芯片11中各个压电谐振器的连接层；

图13是根据本发明第三实施例使用压电谐振器的滤波器130的电路图；

图14是等效于图13所示的滤波器130的滤波器140电路图；

图15是等效于图13所示的滤波器130的滤波器150电路图；

图16至19是显示另一压电谐振器结构的透视图和剖视图；

图20图示使用声表面波谐振器作为压电谐振器的典型声表面波滤波器200；

图21和22是显示压电谐振器的基本结构的透视图和剖视图；

图23A图示压电谐振器的电路符号；

图23B是压电谐振器的等效电路图；

图24图示压电谐振器的频率特性；

图25是使用常规压电谐振器的滤波器250的电路图；和，

图26图示滤波器250的带通特性。

较佳实施例的描述

本发明所提供的特性结构可以应用于任何滤波器，而与滤波器所包含的压电谐振器的数量无关，只要该滤波器是具有三个或更多个压电谐振器的梯形结构，且在该结构中包括一个以串联方式插入在信号输入和输出端之间的串联压电谐振器和两个并联插入于信号输入和输出端的并联压电谐振器。以下将使用一例梯形滤波器的实例来讨论本发明，该滤波器具有三个压电谐振器，其中包括一个串联压电谐振器和两个并联压电谐振器。

(第一实施例)

图1是根据本发明第一实施例使用压电谐振器的滤波器10的电路图。在图1中，第一实施例的滤波器10包括一个串联压电谐振器11，并联压电谐振器12a和12b，电感器13a和13b，和一个附加压电谐振器14。

串联压电谐振器11串联连接在输入端15a和输出端15b之间。并联压电谐振器12a的第一电极连接在输入端15a和串联压电谐振器11之间的连接点，并联压电谐振器12a的第二电极连接至电感器13a的第一端。并联压电谐振器12b的第一电极连接至串联压电谐振器11和输出端15b之间的连接点，并联压电谐振器12b的第二电极连接至电感器13b的第一端。电感器13a和13b的第二端接地。附加压电谐振器14的连接在并联压电谐振器12a的第二电极和并联压电谐振器12b的第二电极之间。

如图1所示，通过连接附加压电谐振器14，将一个如图2所示的串联网络的等效电路附加在图25所示的常规电路上。图2所示等效电路的谐振频率fr和反谐振频率fa可以采用以上所讨论的公式(2)和(3)进行相类似的确定。然而，在这种情况下，就需要考虑电感器13a和13b的影响，并因此使得谐振频率fo低于谐振频率fr。也就是说，通过适当控制谐振频率fo，就可以在任何所需位置上提供衰减带宽。

图3图示图1所示的滤波器10带通特性(实线)和图26所示常规滤波器250的带通特性(虚线)。滤波器10的带通特性使得附加压电谐振器14的谐振频率可调整且因此在所需的频率带宽中获得足够衰减量(衰减带宽)。

正如以上所讨论，在使用根据本发明第一实施例的压电谐振器的滤波器10中，附加的压电谐振器插入在并联压电谐振器的任何二个第二电极的之间。通过这一结构，在衰减带宽中获得所需衰减量的同时，可增加滤波器的通带带宽，从而与常规压电谐振器250相比可改善在通带中的损耗。因此，具有以上所讨论结构的本发明滤波器可以用于诸如移动电话和无线LAN之类移动通讯终端的接收滤波器或发送滤波器。

在另一结构中，如图4A所示，滤波器40可以包括一个插入在输入端15a和并联压电谐振器12a第一电极之间的串联压电谐振器11a；和一个插入在并联压电谐振器12b第一电极和输出端15b之间的串联压电谐振器11b。也采用滤波器40，通过适当调整附加压电谐振器14的谐振频率，就能在所需带宽中获得所需衰减量(衰减带宽)。

在另外一个结构中，如图4B和图4C所示，附加压电谐振器14可以插入在具有五个压电谐振器的梯形滤波器之间，其中，五个压电谐振器包括两个以串联方式插入的串联压电谐振器，和三个以并联方式插入的并联压电谐振器。

(第二实施例)

图5A是使用根据本发明第二实施例压电谐振器的滤波器50的电路图。在图5A中，第二实施例的滤波器50包括三个串联压电谐振器11a至11c，四个并联压电谐振器12a至12d，四个电感器13a至13d，和一个附加压电谐振器14。

串联压电谐振器11a至11c以串联方式连接在输入端15a和输出端15b之间。并联压电谐振器12a至12d的第一电极分别连接在输入端15a和串联压电谐振器11a间，串联压电谐振器11b和11a之间，串联压电谐振器11b和11c之间串联压电谐振器11c和输出端15b之间。并联压电谐振器12a至12d的第二电极分别连接着电感器13a至13d的第一端。电感器13a至13d的第二端接地。附加压电谐振器14连接在并联压电谐振器12b的第二电极和并联压电谐振器12c的第二电极之间。值得注意的是，附加压电谐振器14可以连接在并联压电谐振器12a至12d的任何两个第二电极之间。也就是说，连接方式并不限制于图5A所示的图形，可以采用图5B至5F所示的任何其它连接图形。

正如以上所讨论的，采用图5A所示的方式来连接附加压电谐振器14，就能够附加图2所示的串联网络的等效电路。因此，通过适当控制谐振频率fo，就能够在所需位置上提供衰减带宽。

正如以上所讨论的，在使用根据本发明第二实施例的压电谐振器的滤波器50中，附加压电谐振器插入在并联压电谐振器的任何两个第二电极之间。这样，在获得衰减带宽中所需衰减量的同时，也能够增加该滤波器的通带带宽，使之与常规滤波器250相比可以改善在通带中的损耗。

值得注意的是，尽管第二实施例讨论了单个附加压电谐振器14可以连接在并联压电谐振器12a至12d的任何两个第二电极之间的情况，但是在图6A至6C所示的条件下也可以使用两个附加压电谐振器14，两个附加压电谐振器可各自连接在并联压电谐振器12a至12d的任何两个第二电极之间，这样，连接点不会相互连接。

另外，附加压电谐振器的数量并不限制于一个或两个，可以根据所需的带通特性、产品的体积/成本、或者其它等等任意选择。此外，正如图5A至5F，6A至6C和图7A至7X所示，考虑其特性，连接并联压电谐振器的附加压电谐振器的数量较佳的是一个；然而，正如图8A和8B所示，多个附加压电谐振器也可连接至单个并联压电谐振器。采用这一结构，也可以通过适当设置压电谐振材料层的材料、厚度、尺寸等等，也可以充分地获得所需带通特性。

在本发明的滤波器结构为电感器13a至13d连接至并联压电谐振器12a至12d第二电极的情况下，可以取消附加压电谐振器14没有连接着的电感器。特别是，没有连接着附加压电谐振器的并联压电谐振器的第二电极可以直接接地(例如，见图9)。另外，电感器可以插入在输入端和串联压电谐振器之间和串联压电谐振器和输出端之间(例如，见图10)。值得注意的是，插入在本发明滤波器中的电感器的数值可以随着在常规滤波器(例如，见图25)中插入附加压电谐振器而减小。由于本发明的滤波器通常是形成在半导体基片上的，因此滤波器所需的电感器可以使用寄生电感器来形成，例如，电极、引线、键合引线、和块状引脚。图11A显示使用引线形成电感器的典型半导体芯片110，以及图11B显示使用键合引线形成电感器的典型半导体封装111。具有所形成滤波器的半导体芯片可以根据需要安置在印刷电路板上或者低温共熔陶瓷基片上。

(第三实施例)

正如以上所讨论的，附图中所显示的滤波器电路各自如此构成，压电谐振器可以通过它们各自电极与半导体基片上的另一压电谐振器相连接。上述图11A是半导体芯片110的俯视图，该半导体芯片包括图5A所示的滤波器电路。在该附图中，格状区域表示压电谐振器11a至11z，12a至12d和14的上电极，点状区域表示电感器13a至13d的上层引线以及斜线区域表示其下层引线。为了有效地使用图11A所示半导体芯片的空间，就需要有效地连接压电谐振器，使得每次插入压电材料层时，连接前面的压电谐振器电极的层也可以采用连接着后面的压电谐振器电极的层，正如图12所示。因此，通过在上层和下层之间插入附加压电谐振器14，芯片设计就更方便。

在图12所示的实例中，由于并联压电谐振器12b的第二电极形成在“上层”，而压电谐振器12c的第二电极形成在“下层”，所以附加压电谐振器14的插入就更容易。另一方面，并联压电谐振器12a和12c的第二电极是在同一层中形成的，以及并联压电谐振器12b和12d是在同一层中形成的。于是，在同一层的电极之间插入附加压电谐振器的情况下，就需要短路部分上电极层和下电极层并且在上层和下层之间连接。

就此而言，第三实施例讨论了能够通过调整压电谐振器的数量在上层和下层之间插入附加压电谐振器的滤波器架构。图13和14是根据本发明第三实施例也采用这类架构的使用压电谐振器的滤波器的典型电路。

图13图示使用附加压电谐振器134的滤波器结构的示意图，该压电谐振器134具有两个相互串联连接的压电谐振器。通过连接之后，即使并联压电谐振器12a和12c的第二电极是形成在同一层中，但是附加压电谐振器134可插入在并联压电谐振器12a和12c之间。图14是显示滤波器140架构的示意图，在该图中，压电谐振器141还可附加在串联压电谐振器一侧，并且附加压电谐振器14的电极可形成在不同层中。

值得注意的是，即使在附加压电谐振器的电极最初是形成在不同层中，附加压电谐振器可以图15所示的串联压电谐振器151和附加压电谐振器154的方式来构成。

采用这种方式，可通过控制在滤波器中所包括的压电谐振器的数量，使得插入在滤波器中的附加压电谐振器的数量和可以在其中插入附加压电谐振器的串联压电谐振器的数量享有奇数和偶数的同一状态，这就变得对于在上电极和下电极之间的连接来说就不一定要短路部分上电极和下电极。

(压电谐振器的结构1)

所讨论的本发明各个实施例中的滤波器所使用的串联、并联和附加压电谐振器的一般结构如图21所示，除此之外，也可以采用其它结构。以下将讨论一种不同于图21所示的压电谐振器的结构。

在图21中，是采用绝缘材料层214来覆盖空腔215，然而，如图16所示，所提供的空腔165并没有采用绝缘材料层214来完全覆盖。采用这一结构，在沉积振动部分218的层之后，可以采用腐蚀的方式来去除在空腔165中所填入的材料。值得注意的是，空腔可以采用任何形状，只要空腔不妨碍振动部分218的振动；例如，除了矩形的形状之外，空腔的开孔也可以是多边形的、圆形和椭圆形的形状。另外，空腔可以是从侧面看去是锥形形状。空腔可以设置成贯穿基片216的下半部分。

除了使用部分基片216来提供空腔215和支撑部分221之外，正如图17所示，也可能在基片216上提供独立的支撑部分171以及提供适用于振动部分218振动的空腔175，正如图17所示。

没有空腔的结构如图18和19所示。图18和19所示的压电谐振器180的结构是这样，包括上电极211、下电极213，以及夹在上和下电极之间的压电材料层212的振动部分218设置在基片216上所提供的声多层薄膜上。声多层薄膜可以采用交叉层叠各自具有四分之一波长厚度的低声阻抗层184和高声阻抗层185来形成。在该结构中，从振动部分218一侧观察到的第一层声多层薄膜是使用低阻抗层184所制成的，使得与压电材料层212有关的负载阻抗变得非常之小，从而使得压电材料层212和基片216是声隔离的。采用这一结构，不论振动部分218是否固定在基片216上，振动部分218都接近于自由振动条件，在该条件下，振动部分218没有被任何东西所支撑着，并且可采用图21所示压电谐振器210的相同方式进行工作。所层叠的低阻抗层184和高阻抗层185的数量越多，则振动部分218与基片216的声隔离就越强。

对于低阻抗层184来说，也可以使用诸如二氧化硅(SiO₂)或氮化硅(Si₃N₄)之类的材料。对于高阻抗层185来说，也可以使用诸如氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)、钼(Mo)、二氧化铪(HfO₂)、二氧化钛(TiO₂)，或者二氧化锆(ZrO₂)。

值得注意的是，压电谐振器219的层结构仅仅只是例子；即使在上电极上提供的薄的压电材料层作为钝化薄膜；或即使在压电材料层和电极之间提供绝缘层，都可以获得压电谐振器210所能够获得的相同优点。于是，本发明的元件并不限制于压电谐振器210的元件。

组成振动部分218的上电极层211、压电材料层212、下电极213、和绝缘材料层214可以具有不同尺寸的面积。此外，各个压电谐振器的所有层，除了上电极211和下电极213之外，都可以集成形成。

对于电极形状来说，又如空腔形状，无论电极采用怎样的形状(例如，圆形，多边形和狭窄形)，都可以获得相同的优点。

(压电谐振器的结构2)

图20是显示典型声表面波滤波器200的示意图，该滤波器根据上述第一实施例，使用声表面波谐振器作为滤波器10的压电谐振器。声表面波谐振器如此形成，使得叉指变换器电极和反射器电极以传输方向相互接近地排列在压电基片206上。声表面波滤波器200可以如此构成，使得串联声表面波谐振器201a至201c、并联声表面波谐振器202a至202d、和附加声表面波谐振器204都形成在压电基片206上，并且这些谐振器由在压电基片206上的引线电极相互连接。声表面波谐振器的谐振频率可通过调整电极叉指间的间距、金属化比率、电极薄膜的厚度或者其它等等进行优化设置，以获得所需的滤波器特性。第一电极引脚205a可通过电感元件连接至输入和输出端中的一个，而第二电极引脚205b可通过电感元件连接至输入和输出端中的另一个。接地电极引脚203a至203d连接至并联声表面波谐振器202a至202d并通过电感元件接地。此外，附加声表面波谐振器可连接在接地电极引脚203a和203b之间。

在详细讨论本发明的过程中，上述各方面的讨论是说明性的，并不是限制性的。应该理解的是，可以在不背离本发明范围的条件下引伸出众多的改进和变化。

Claims

1.一种包括多个压电谐振器的滤波器，其特征在于，它包含：

一个串联压电谐振器部分，它包括至少一个以串联方式连接在输入端和输出端之间的串联压电谐振器；

一个并联压电谐振器部分，它包括各自具有一个第一电极和一个第二电极的多个并联压电谐振器；

一个电感器部分，它包括分别为所述多个并联压电谐振器中至少两个而提供的电感器，所述电感器各自连接在接地和相应并联压电谐振器的第二电极之间；和，

一个附加压电谐振器部分，它包括至少一个附加压电谐振器，所述附加压电谐振器各自连接在所述至少两个并联压电谐振器中连接着所述电感器的两个并联压电谐振器的各自第二电极之间，其中，所述至少一个串联压电谐振器中的一个或多个连接在具有所述至少一个附加压电谐振器与其第二电极相连的所述两个并联压电谐振器的各自第一电极之间。

2.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述串联压电谐振器部分包括一个串联压电谐振器(11)，它具有第一电极和第二电极，且以串联方式连接在所述输入端和所述输出端之间；

所述并联压电谐振器部分包括：

一个第一并联压电谐振器(12a)，它具有一个第一电极和一个第二电极，所述第一电极连接着所述串联压电谐振器的第一电极；和，

一个第二并联压电谐振器(12b)，它具有一个第一电极和一个第二电极，所述第一电极连接着所述串联压电谐振器的第二电极；

所述电感器部分包括：

一个第一电感器(13a)，它连接在所述第一并联压电谐振器的第二电极和接地之间；和

一个第二电感器(13b)，它连接在所述第二并联压电谐振器的第二电极和接地之间；并且，

所述附加压电谐振器部分包括一个附加压电谐振器(14)，它连接在所述第一并联压电谐振器的第二电极和所述第二并联压电谐振器的第二电极之间。

3.根据权利要求2所述的滤波器，其特征在于，所述串联压电谐振器的数量等于所述附加压电谐振器的数量。

4.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述串联压电谐振器部分包括以串联方式连接在所述输入端和所述输出端之间的一个第一串联压电谐振器(11a)和一个第二串联压电谐振器(11b)，所述第一和第二串联压电谐振器各自具有一个第一电极和一个第二电极；

所述并联压电谐振器部分包括：

一个第一并联压电谐振器(12a)，它具有一个第一电极和一个第二电极，其第一电极在所述输入端连接至所述第一串联压电谐振器的第一电极；

一个第二并联压电谐振器(12b)，它具有一个第一电极和一个第二电极，其第一电极连接在所述第一串联压电谐振器的第二电极和所述第二串联压电谐振器的第一电极之间，并且其第二电极通过电感器接地；

一个第三并联压电谐振器(12c)，它具有一个第一电极和一个第二电极，其第一电极在所述输出端连接至所述第二串联压电谐振器的第二电极；

所述电感器部分包括：

一个第一电感器(13a)，它连接在所述第一并联压电谐振器的第二电极和接地之间；和，

一个第二电感器(13c)，它连接在所述第三并联压电谐振器的第二电极和接地之间；并且，

所述附加压电谐振器部分包括一个附加压电谐振器(14)，它连接在所述第一并联压电谐振器的第二电极和所述第三并联压电谐振器的第二电极之间。

5.根据权利要求4所述的滤波器，其特征在于，所述串联压电谐振器部分所包含的串联压电谐振器的数量与所述附加压电谐振器部分所包含的附加压电谐振器的数量共享奇数或偶数的同一状态。

6.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，

所述串联压电谐振器部分包括一个第一串联压电谐振器(11a)、一个第二串联压电谐振器(11b)和一个第三串联压电谐振器(11c)，这些压电谐振器以串联方式连接在所述输入端和所述输出端之间，所述第一、第二和第三串联压电谐振器各自都具有一个第一电极和一个第二电极，

所述并联压电谐振器部分包括：

一个第一并联压电谐振器(12a)，它具有一个第一电极和一个第二电极，其第一电极在所述输入端连接着所述第一串联压电谐振器的第一电极；

一个第二并联压电谐振器(12b)，它具有一个第一电极和一个第二电极，其第一电极连接在所述第一串联压电谐振器的第二电极和所述第二串联压电谐振器的第一电极之间；

一个第三并联压电谐振器(12c)，它具有一个第一电极和一个第二电极，其第一电极连接在所述第二串联压电谐振器的第二电极和所述第三串联压电谐振器的第一电极之间；和，

一个第四并联压电谐振器(12d)，它具有一个第一电极和一个第二电极，其第一电极在所述输出端连接着所述第三串联压电谐振器的第二电极；

所述电感器部分包括：

一个第一电感器(13a)，它连接在所述第一并联压电谐振器的第二电极和接地之间；

一个第二电感器(13b)，它连接在所述第二并联压电谐振器的第二电极和接地之间；

一个第三电感器(13c)，它连接在所述第三并联压电谐振器的第二电极和接地之间；

一个第四电感器(13d)，它连接在所述第四并联压电谐振器的第二电极和接地之间；并且，

所述附加压电谐振器部分包括：

一个第一附加压电谐振器(14)，它连接在所述第一并联压电谐振器的第二电极和所述第n个并联压电谐振器的第二电极之间，其中，n是2、3和4中的一个数字；和

一个第二附加压电谐振器(14)，它连接在所述并联压电谐振器中除所述第一和第n个并联压电谐振器之外的任何两个第二电极之间。

7.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述串联压电谐振器、所述并联压电谐振器和所述附加压电谐振器都是薄膜声波谐振器。

8.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述薄膜声波谐振器各自包括：一个上电极；一个下电极；一个夹在所述上电极和所述下电极之间的压电材料层；以及一个设置在所述下电极之下的空腔。

9.根据权利要求7所述的滤波器，其特征在于，所述薄膜声波谐振器各自包括：一个上电极；一个下电极；一个夹在所述上电极和所述下电极之间的压电材料层；以及一层设置在所述下电极之下的声多层薄膜，所述声多层薄膜是通过交替层叠低阻抗层和高阻抗层而形成的。

10.根据权利要求8所述的滤波器，其特征在于，等效电路中所述串联压电谐振器、并联压电谐振器和附加压电谐振器的电极与它们各自的相邻压电谐振器的电极之间的连接可以在同一引线层中建立。

11.根据权利要求9所述的滤波器，其特征在于，等效电路中所述串联压电谐振器、并联压电谐振器和附加压电谐振器的电极与它们各自的相邻压电谐振器的电极之间的连接可以在同一引线层中建立。

12.根据权利要求1所述的滤波器，其特征在于，所述串联压电谐振器、并联压电谐振器和附加压电谐振器都是声表面波谐振器。

13.根据权利要求12所述的滤波器，其特征在于，所述声表面波谐振器各自包括：一个压电基片；一个叉指变换器电极；以及一个反射器电极，其中所述叉指变换器电极和所述反射器电极被排列在所述压电基片上，使之以传输方向相互接近。