基于CMOS工藝的高性能射頻濾波器：體聲波濾波器BAW

BVD模型的阻抗特性實際上與從Mason模型得到的結果是一致的。BVD模型的基本參數有：

C諧振器靜態電容[F]
fs串聯諧振頻率[Hz]
bwr諧振器相對帶寬
Q聲學諧振品質因子

這些基本參數可以通過實際測量或對Mason模型的仿真方便地獲得。通過阻抗測量，可以相對容易地提取出fs 、fp和C。再用下面幾個公式可以估算出基本參數：

bwr=frac{f_{p}-f_{s}}{f_{s}}
C=frac{-1}{f·2 ·Im(Z)_{f Q=frac{f}{2} frac{ z}{ f}

從基本參數出發，等效電路中各元件的值都可以算出。這里需要指出的是所有這些值都是緊密相關的，不可能通過單獨調整某個元件值來改善濾波器。

Ca=C·2·bwr
C_{0}=frac{C·2}{2+bwr}
L_{a}=frac{1}{(2 ·f_{s})^{2}C_{a}}
R_{a}=frac{2 f_{s}·L_{a}}{Q}

基本參數以外的主要寄生效應可以通過在等效電路中增加后面這些附加元件來描述：

Rs諧振器的串聯電阻[ ]
Cox底部電極－襯底電容[F]
Csub襯底－地電容[F]
Rsub襯底損耗電阻[ ]

BVD模型是設計濾波器的一種非常實用的方法，而且在諧振器工作正常的前提下，其結果與其它幾種模型相比同樣地接近實際。任何電路仿真器都可用來處理BVD模型。

BAW濾波器的當前水平

BAW/FBAR濾波器在各種性能上全面優于SAW濾波器。當設法做出有效耦合系數keff2為6.5％，Q值高于500的諧振器時，這種性能上無損失的全面超越就得以實現。在此基礎上，濾波器的插入損耗得到改進，濾波器沿也更陡。

英飛凌公司目前實現的性能如下。通過優化聲學鏡，頻率的溫度系數（TCF）可以進一步降低到-19ppm/K，這與SAW濾波器相比性能提高了一倍。用于PCS（US-CDMA波段）的諧振器的性能指數（Q·keff2）已達94（1400·0.067）。

一般來說，在1.8GHz的應用中，芯片尺寸比SAW濾波器芯片至少小一倍。ESD的魯棒性也更好。可處理的信號功率即使在2GHz以上也可達到3瓦，這使得BAW濾波器成為雙工器中陶瓷濾波器的理想替代品。

以下不用發布
什么是聲表面波SAW - Surface Acoustic Wave

• 聲表面波濾波器（surface acoustic wave）簡稱SAW 濾波器，聲表面波是沿物體表面傳播的一種彈性波。
• 表面波首先由瑞利于1885 年解釋，介紹了表面聲波的傳播模式，并在他經典論文里預測表面聲波的屬性。以發現者命名，瑞利波有縱向和垂直剪切組件，可以與任何媒體接觸表面耦合。這種耦合強烈影響波的幅度和速度，使聲傳感器直接感應質量和力學性能。

• 該 理論是由布勒特凱爾開發（Blotekjaer ET AL. 1973年），用來研究電極表面沉積于壓電彈性空間的周期系統- 聲表面波叉指換能器。這理論推測，外部電壓源激發了壓電彈性空間的一些電極。精確表達為互導納矩陣耦、合電流、和電極電位元素的數值模擬和實驗結果。
• SAW 濾波器的基本結構，是在具有壓電特性的基片材料拋光面上，制作兩個聲電換能器- 叉指換能器(Interdigital Transducer,IDT)，分別用作發射換能器和接收換能器。發射換能器將RF 信號轉換為聲表面波，在基片表面上傳播，經過一定的延遲后，接收換能器將聲信號轉換為電信號輸出。

• Precision - 雙向，高損耗Bidirectional, High Loss。
• SPUDT - 單相單向換能器Single Phase Unidirectional Transducer。
• TCRF - 橫向耦合諧振濾波器Transversely-Coupled Resonator filter。
• LCRF - 縱向耦合諧振濾波器Longitudinally-Coupled Resonator Filter。
• SFIT - 傾斜梳式叉指換能器Slanted Finger Interdigital Transducer。
• IEF - 阻抗元件過濾器Impedance Element Filter。

聲表面波典型應用

• SONET - 同步光纖網絡Synchronous Optical Network。
• DECT - 歐洲數字無繩電話Digital European Cordless Telephone。
• GSM - 全球移動通信系統Global System for Mobile Communications。
• VCO - 壓控振蕩器Voltage Controlled Oscillator。
• PCS - 個人通信系統Personal Communication System。
• IF - 中頻濾波器Intermediate Frequency Filter。
• RF - 無線電頻率濾波器Radio Frequency Filter。
• 3G- 第三代移動通信系統Third Generation Systems。
• PCN - 個人通信網絡Personal Communications Network。
• PHS - 個人手持電話系統Personal Handyphone System。
• CDMA - 碼分多址聯接方式Code Division Multiple Access。
• SCDMA - 同步碼分多址接入Synchronous Code Division Multiple Access。
• VOFDM - 矢量正交頻分復用Vector Orthogonal Frequency Division Multiplexing。
• TDMA - 分時多路訪問Time Division Multiple Access。
• EGSM - 擴展的全球移動Extended Global System for Mobile。
• AMPS - 高級移動電話系統Advanced Mobile Phone System。
• GSM - 全球移動通信系統Global System for Mobile Communications。
• SDH - 同步數字體系Synchronous Digital Hierarchy。
• DCS - 數字通信系統Digital Communications System。
• PDC - 個人數字蜂窩電話Personal Digital Cellular