FBAR,其英文全称是Film Bulk Acoustic Resonator,也就是薄膜体声波谐振器。它不同于以前的滤波器,是使用硅底板、借助MEMS技术以及薄膜技术而制造出来的。在无线收发器中实现镜像消除、寄生滤波和信道选择等功能,有较高Q值和易实现微型化等特点。
FBAR具有体积小、工作频率高、效率高、插入损耗低、带外抑制大、高Q、大功率容量、低温度系数以及良好的抗静电冲击能力和半导体工艺兼容性等优点。利用FBAR技术可以制作滤波器、振荡器、双工器等多种高性能频率器件。与当前传统的介质滤波器和声表滤波器(SAW)相关技术相比,FBAR技术能提供更完善的功率处理能力、插入损耗和选择度特性。
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,在频谱上与谐振声信号频率相差越多的声信号衰减越快。,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,再在压电薄膜上形成金属上电极。
FBAR的主要应用领域有PCS,CDMA和W-CDMA用射频滤波器,FBAR振荡器等,在手机滤波器,双工器,射频前端及PGS接收前端模块已大量使用。当今的无线移动产品除了对体积,省电要求越来越高之外,频率资源也越来越拥挤。高性能的FBAR滤波器,应用也更加充分。
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