(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と出力端子との間に直列に接続され、圧電薄膜共振子からなる複数の直列共振子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続され、圧電薄膜共振子からなる１又は複数の並列共振子と、を備え、
前記複数の直列共振子及び前記１又は複数の並列共振子のうち少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の並列共振子とは、１つの圧電材料を共有し、前記圧電材料のｃ軸又は分極軸の方向で前記圧電材料を下部電極及び上部電極で挟んだ第１分割共振子と、前記第１分割共振子に並列に接続され、前記第１分割共振子と前記ｃ軸又は分極軸の同じ方向の電極が逆電位となるように前記圧電材料を下部電極及び上部電極で挟んだ第２分割共振子とに分割されていて、
前記少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の前記並列共振子との前記第１分割共振子からなる第１共振子群と前記第２分割共振子からなる第２共振子群とは、前記第１共振子群及び前記第２共振子群より前記入力端子側及び前記出力端子側にある２つのノードの間で互いに並列に接続され、前記少なくとも２つの直列共振子の前記第１分割共振子と前記第２分割共振子とは、前記２つのノード以外では互いに電気的に接続されていなく、
前記２つのノードの少なくとも一方と前記第１共振子群又は前記第２共振子群との間に、前記圧電材料を挟む前記下部電極と前記上部電極との接続を切替える接続切替部が形成されていることを特徴とする弾性波フィルタ。
【請求項２】
前記少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の前記並列共振子のそれぞれは、前記第１分割共振子の静電容量と前記第２分割共振子の静電容量とがほぼ同じであることを特徴とする請求項１記載の弾性波フィルタ。
【請求項３】
前記少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の前記並列共振子のそれぞれは、前記第１分割共振子の共振周波数と前記第２分割共振子の共振周波数とがほぼ同じであることを特徴とする請求項１または２記載の弾性波フィルタ。
【請求項４】
前記少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の前記並列共振子のそれぞれは、前記第１分割共振子のインピーダンスと前記第２分割共振子のインピーダンスとがほぼ同じであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。
【請求項５】
前記複数の直列共振子及び前記１又は複数の並列共振子のうち最も前記出力端子側の共振子は、前記第１分割共振子及び前記第２分割共振子に分割されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。
【請求項６】
前記少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の前記並列共振子の少なくとも１つは、前記第１分割共振子がさらに分割されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。
【請求項７】
前記１又は複数の並列共振子のうち最も前記出力端子側の並列共振子は前記第１分割共振子及び前記第２分割共振子に分割されていて、前記最も出力端子側の並列共振子が分割された前記第１分割共振子及び前記第２分割共振子とグランドとの間に直列に接続されたインダクタを備え、
前記最も出力端子側の並列共振子は、前記弾性波フィルタの通過帯域の２倍に相当する周波数帯域に減衰極を形成することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。
【請求項８】
前記複数の直列共振子の全てと前記１又は複数の並列共振子の全てとが、前記第１分割共振子及び前記第２分割共振子に分割されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の弾性波フィルタ。
【請求項９】
入力端子と出力端子との間に直列に接続され、圧電薄膜共振子からなる１又は複数の直列共振子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続され、圧電薄膜共振子からなる複数の並列共振子と、を備え、
前記複数の並列共振子及び前記１又は複数の直列共振子のうち２つの並列共振子と前記２つの並列共振子の間の直列共振子とは、１つの圧電材料を共有し、前記圧電材料のｃ軸又は分極軸の方向で前記圧電材料を下部電極及び上部電極で挟んだ第１分割共振子と、前記第１分割共振子に並列に接続され、前記第１分割共振子と前記ｃ軸又は分極軸の同じ方向の電極が逆電位となるように前記圧電材料を下部電極及び上部電極で挟んだ第２分割共振子とに分割されていて、
前記２つの並列共振子と前記２つの並列共振子の間の前記直列共振子との前記第１分割共振子からなる第１共振子群と前記第２分割共振子からなる第２共振子群とは、前記第１共振子群及び前記第２共振子群より前記入力端子側及び前記出力端子側にある２つのノードの間で互いに並列に接続され、前記２つの並列共振子の間の前記直列共振子の前記第１分割共振子と前記第２分割共振子とは、前記２つのノード以外では互いに電気的に接続されていなく、
前記２つのノードの少なくとも一方と前記第１共振子群又は前記第２共振子群との間に、前記圧電材料を挟む前記下部電極と前記上部電極との接続を切替える接続切替部が形成されていることを特徴とする弾性波フィルタ。
【請求項１０】
送信フィルタと受信フィルタを備え、
前記送信フィルタ及び前記受信フィルタの少なくとも一方が請求項１から９のいずれか一項記載の弾性波フィルタであることを特徴とするデュプレクサ。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項記載の弾性波フィルタを備えることを特徴とするモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波フィルタ、デュプレクサ、及びモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの通信機器に用いられるフィルタとして、圧電材料を上下の電極で挟んだ圧電薄膜共振子をラダー型に接続したラダー型フィルタが知られている。また、複数のフィルタを含むデュプレクサ及びモジュールが、通信機器に組み込まれることもある。
【０００３】
圧電薄膜共振子に大きな電力が入力された場合、圧電材料のｃ軸方向に依存した非線形性が原因となり、出力信号に２次歪（２次高調波）が発生する。このような２次歪を抑制する方法として、ラダー型フィルタを構成する圧電薄膜共振子を直列に分割し、分割した各共振子の圧電材料のｃ軸又は分極軸の同じ方向の電極を同電位とすることや、圧電薄膜共振子を並列に分割し、分割した各共振子の圧電材料のｃ軸又は分極軸の同じ方向の電極を逆電位とすることが知られている（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８５９８９号公報
【特許文献２】特開２００９−１０９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧電薄膜共振子を直列に分割する場合、分割前の静電容量をＣとすると、２Ｃの静電容量を有する共振子を直列に接続することになる。このため、共振領域の面積が大きくなってしまう。一方、圧電薄膜共振子を並列に分割する場合では、共振領域の面積が大きくなることは抑制される。しかしながら、ラダー型フィルタを構成する圧電薄膜共振子を並列に分割した各共振子の圧電材料のｃ軸又は分極軸の同じ方向の電極を逆電位とするには、圧電材料を挟む上下の電極を入れ替える配線を形成することになる。このため、配線を形成する領域を確保することになり、フィルタが大型化してしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、２次歪の抑制と大型化の抑制とを両立することが可能な弾性波フィルタ、デュプレクサ、及びモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、入力端子と出力端子との間に直列に接続され、圧電薄膜共振子からなる複数の直列共振子と、前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続され、圧電薄膜共振子からなる１又は複数の並列共振子と、を備え、前記複数の直列共振子及び前記１又は複数の並列共振子のうち少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の並列共振子とは、１つの圧電材料を共有し、前記圧電材料のｃ軸又は分極軸の方向で前記圧電材料を下部電極及び上部電極で挟んだ第１分割共振子と、前記第１分割共振子に並列に接続され、前記第１分割共振子と前記ｃ軸又は分極軸の同じ方向の電極が逆電位となるように前記圧電材料を下部電極及び上部電極で挟んだ第２分割共振子とに分割されていて、前記少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の前記並列共振子との前記第１分割共振子からなる第１共振子群と前記第２分割共振子からなる第２共振子群とは、前記第１共振子群及び前記第２共振子群より前記入力端子側及び前記出力端子側にある２つのノードの間で互いに並列に接続され、前記少なくとも２つの直列共振子の前記第１分割共振子と前記第２分割共振子とは、前記２つのノード以外では互いに電気的に接続されていなく、前記２つのノードの少なくとも一方と前記第１共振子群又は前記第２共振子群との間に、前記圧電材料を挟む前記下部電極と前記上部電極との接続を切替える接続切替部が形成されていることを特徴とする弾性波フィルタである。
【０００８】
上記構成において、前記少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の前記並列共振子のそれぞれは、前記第１分割共振子の静電容量と前記第２分割共振子の静電容量とがほぼ同じである構成とすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の前記並列共振子のそれぞれは、前記第１分割共振子の共振周波数と前記第２分割共振子の共振周波数とがほぼ同じである構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の前記並列共振子のそれぞれは、前記第１分割共振子のインピーダンスと前記第２分割共振子のインピーダンスとがほぼ同じである構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記複数の直列共振子及び前記１又は複数の並列共振子のうち最も前記出力端子側の共振子は、前記第１分割共振子及び前記第２分割共振子に分割されている構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記少なくとも２つの直列共振子と前記２つの直列共振子の間の前記並列共振子の少なくとも１つは、前記第１分割共振子がさらに分割されている構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記１又は複数の並列共振子のうち最も前記出力端子側の並列共振子は前記第１分割共振子及び前記第２分割共振子に分割されていて、前記最も出力端子側の並列共振子が分割された前記第１分割共振子及び前記第２分割共振子とグランドとの間に直列に接続されたインダクタを備え、前記最も出力端子側の並列共振子は、前記弾性波フィルタの通過帯域の２倍に相当する周波数帯域に減衰極を形成する構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記複数の直列共振子の全てと前記１又は複数の並列共振子の全てとが、前記第１分割共振子及び前記第２分割共振子に分割されている構成とすることができる。
【００１６】
本発明は、入力端子と出力端子との間に直列に接続され、圧電薄膜共振子からなる１又は複数の直列共振子と、前記入力端子と前記出力端子との間に並列に接続され、圧電薄膜共振子からなる複数の並列共振子と、を備え、前記複数の並列共振子及び前記１又は複数の直列共振子のうち２つの並列共振子と前記２つの並列共振子の間の直列共振子とは、１つの圧電材料を共有し、前記圧電材料のｃ軸又は分極軸の方向で前記圧電材料を下部電極及び上部電極で挟んだ第１分割共振子と、前記第１分割共振子に並列に接続され、前記第１分割共振子と前記ｃ軸又は分極軸の同じ方向の電極が逆電位となるように前記圧電材料を下部電極及び上部電極で挟んだ第２分割共振子とに分割されていて、前記２つの並列共振子と前記２つの並列共振子の間の前記直列共振子との前記第１分割共振子からなる第１共振子群と前記第２分割共振子からなる第２共振子群とは、前記第１共振子群及び前記第２共振子群より前記入力端子側及び前記出力端子側にある２つのノードの間で互いに並列に接続され、前記２つの並列共振子の間の前記直列共振子の前記第１分割共振子と前記第２分割共振子とは、前記２つのノード以外では互いに電気的に接続されていなく、前記２つのノードの少なくとも一方と前記第１共振子群又は前記第２共振子群との間に、前記圧電材料を挟む前記下部電極と前記上部電極との接続を切替える接続切替部が形成されていることを特徴とする弾性波フィルタである。
【００１７】
本発明は、送信フィルタと受信フィルタを備え、前記送信フィルタ及び前記受信フィルタの少なくとも一方が上記のいずれかに記載の弾性波フィルタであることを特徴とするデュプレクサである。
【００１８】
本発明は、上記のいずれかに記載の弾性波フィルタを備えることを特徴とするモジュールである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、２次歪の抑制と大型化の抑制とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、圧電材料を１対の電極で挟んだ圧電薄膜共振子を示す図である
【図２】図２（ａ）は、２次歪電圧を抑制できない場合を示す図であり、図２（ｂ）は、２次歪電圧を抑制できる場合を示す図である。
【図３】図３は、実施例１に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図４】図４（ａ）は、実施例１に係るラダー型フィルタの上面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。
【図５】図５は、比較例１に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図６】図６は、実施例１のラダー型フィルタの２次歪のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】図７は、比較例２に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図８】図８は、実施例２に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図９】図９は、実施例２のラダー型フィルタの２次歪のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】図１０は、比較例２と同じ方法で２つの直列共振子とその間の並列共振子を並列に分割した場合を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例３に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図１２】図１２は、実施例３のラダー型フィルタの２次歪のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例４に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図１４】図１４は、実施例４のラダー型フィルタの２次歪のシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例４の変形例１に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図１６】図１６は、実施例４の変形例１のラダー型フィルタの２次歪のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】図１７は、実施例５に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図１８】図１８は、実施例５のラダー型フィルタの２次歪のシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】図１９は、実施例５の変形例１に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図２０】図２０は、実施例５の変形例１のラダー型フィルタの２次歪のシミュレーション結果を示す図である。
【図２１】図２１は、実施例６に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図２２】図２２は、実施例６のラダー型フィルタの２次歪のシミュレーション結果を示す図である。
【図２３】図２３は、実施例６の変形例１に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図２４】図２４は、実施例６の変形例１のラダー型フィルタの２次歪のシミュレーション結果を示す図である。
【図２５】図２５は、実施例７に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図２６】図２６は、実施例８に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図２７】図２７は、実施例８のラダー型フィルタの２次歪のシミュレーション結果を示す図である。
【図２８】図２８は、比較例２と同じ方法で２つの並列共振子とその間の直列共振子を並列に分割した場合を示す図である。
【図２９】図２９は、実施例８の変形例１に係るラダー型フィルタを示す図である。
【図３０】図３０は、実施例８の変形例１に係るラダー型フィルタの上面図である。
【図３１】図３１は、実施例９に係るデュプレクサを示すブロック図である。
【図３２】図３２は、実施例１０に係るモジュールを含む移動体通信機を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、圧電薄膜共振子の圧電材料に生じる２次歪電圧について説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、圧電材料８４を１対の電極（下部電極８２及び上部電極８６）で挟んだ圧電薄膜共振子８０を示す図である。圧電薄膜共振子では、共振周波数の波長（λ）の１／２が圧電材料の厚さに相当する。つまり、圧電薄膜共振子は、１／２λ厚み共振を使用した共振子である。このため、図１（ａ）のように、圧電材料８４の上下の面がそれぞれ＋及び−のいずれかに分極するように励振する。
【００２２】
一方、２次歪の周波数の波長は圧電材料の厚さに相当する。このため、図１（ｂ）のように、圧電材料８４の上下の面が共に＋又は−に分極するように励振する。圧電材料８４に対称性があれば、２次モードは上下電極が同電位となるため、このような歪成分は生じないはずである。しかしながら、良好な特性を得るために圧電材料８４として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用い、圧電材料８４のｃ軸の方向で圧電材料８４を下部電極８２及び上部電極８６で挟んだ場合、ｃ軸方向の対称性が崩れ電界の分布に偏りが生じる。図１（ｂ）では、圧電材料８４のｃ軸配向方向を圧電材料８４内の白矢印で示す。このとき、圧電材料８４の上下に電位差が生じる。これにより発生する電圧を２次歪電圧と呼び、圧電材料８４の横の矢印で示す。図１（ｂ）では、ｃ軸配向方向は下部電極８２から上部電極８６の方向であり、この方向に２次歪電圧が発生する。
【００２３】
２次歪電圧を抑制する方法について、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ａ）は、２次歪電圧を抑制できない場合を示す図であり、図２（ｂ）は、２次歪電圧を抑制できる場合を示す図である。図２（ａ）では、第１圧電薄膜共振子９０と第２圧電薄膜共振子９２とが並列に接続されている。第１圧電薄膜共振子９０と第２圧電薄膜共振子９２とは、ｃ軸の同じ方向の電極が同電位となるように接続されている。つまり、第１圧電薄膜共振子９０及び第２圧電薄膜共振子９２のｃ軸配向方向の上部電極８６同士が同電位となるように接続されている。また、第１圧電薄膜共振子９０及び第２圧電薄膜共振子９２のｃ軸配向の逆方向の下部電極８２同士が同電位となるように接続されている。このため、第１圧電薄膜共振子９０と第２圧電薄膜共振子９２との２次歪電圧は端子Ｔ２から端子Ｔ１の方向に加わる。よって、第１圧電薄膜共振子９０と第２圧電薄膜共振子９２との２次歪電圧は強め合う。
【００２４】
一方、図２（ｂ）では、第１圧電薄膜共振子９０と第２圧電薄膜共振子９２とが並列に接続され、第１圧電薄膜共振子９０と第２圧電薄膜共振子９２とは、ｃ軸の同じ方向の電極が逆電位となるように接続されている。つまり、第１圧電薄膜共振子９０の上部電極８６と第２圧電薄膜共振子９２の下部電極８２とが接続され、第１圧電薄膜共振子９０の下部電極８２と第２圧電薄膜共振子９２の上部電極８６とが接続されている。このため、第１圧電薄膜共振子９０の２次歪電圧は端子Ｔ２から端子Ｔ１の方向に加わり、第２圧電薄膜共振子９２の２次歪電圧は端子Ｔ１から端子Ｔ２の方向に加わる。よって、第１圧電薄膜共振子９０と第２圧電薄膜共振子９２との２次歪電圧は相殺する。このため、２次歪を抑制することができる。そこで、このような２次歪の抑制方法を踏まえた上で、実施例について以下に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図３は、実施例１に係るラダー型フィルタ１００を示す図である。なお、図３では、各共振子の横に２次歪電圧の向きを矢印で示している（図７、図８、図１０、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９、図２１、図２３、図２５、図２６、図２８、及び図２９においても同じ）。図３のように、実施例１のラダー型フィルタ１００は、入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間に、１又は複数の直列共振子Ｓ１〜Ｓ４が直列に接続され、１又は複数の並列共振子Ｐ１〜Ｐ３が並列に接続されている。直列共振子Ｓ１は、第１分割共振子Ｓ１ａと、第１分割共振子Ｓ１ａに並列に接続された第２分割共振子Ｓ１ｂと、に分割されている。直列共振子Ｓ２〜Ｓ４及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ３も同様に、第１分割共振子Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｐ１ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａと、第１分割共振子に並列に接続された第２分割共振子Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ、Ｐ１ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂと、に分割されている。
【００２６】
第１分割共振子Ｓ１ａ〜Ｓ４ａ、Ｐ１ａ〜Ｐ３ａは、分割された直列共振子Ｓ１〜Ｓ４よりも入力端子ＩＮ側及び出力端子ＯＵＴ側に位置するノードＮ１、Ｎ２の間に接続された第１経路１６に設けられている。第２分割共振子Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂ、Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂは、ノードＮ１、Ｎ２の間に接続された第１経路１６とは異なる第２経路１８に設けられている。すなわち、第１分割共振子Ｓ１ａ〜Ｓ４ａ、Ｐ１ａ〜Ｐ３ａは、入力端子ＩＮと直列共振子Ｓ１との間のノードＮ１に一端が接続され、出力端子ＯＵＴと直列共振子Ｓ４との間のノードＮ２に他端が接続された第１経路１６に設けられている。第２分割共振子Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂ、Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂは、一端がノードＮ１に接続され、他端がノードＮ２に接続された第２経路１８に設けられている。
【００２７】
第１経路１６と第２経路１８とは、ノードＮ１、Ｎ２の間で互いに並列に接続されている。したがって、第１分割共振子Ｓ１ａ〜Ｓ４ａ、Ｐ１ａ〜Ｐ３ａからなる第１共振子群１２と、第２分割共振子Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂ、Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂからなる第２共振子群１４とは、第１共振子群１２及び第２共振子群１４よりも入力端子ＩＮ側及び出力端子ＯＵＴ側にあるノードＮ１、Ｎ２の間で互いに並列に接続されている。直列共振子Ｓ１〜Ｓ４の第１分割共振子Ｓ１ａ〜Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂとは、ノードＮ１、Ｎ２以外では電気的に接続されていない。
【００２８】
第１分割共振子Ｓ１ａと第２分割共振子Ｓ１ｂとは、圧電材料のｃ軸の同じ方向の電極が互いに逆電位となるように接続されている。このため、２次歪電圧が逆方向に発生する。同様に、第１分割共振子Ｓ２ａと第２分割共振子Ｓ２ｂ、第１分割共振子Ｓ３ａと第２分割共振子Ｓ３ｂ、第１分割共振子Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ４ｂも、圧電材料のｃ軸の同じ方向の電極が互いに逆電位となるように接続されているため、２次歪電圧が逆方向に発生する。並列共振子も同様に、第１分割共振子Ｐ１ａと第２分割共振子Ｐ１ｂ、第１分割共振子Ｐ２ａと第２分割共振子Ｐ２ｂ、第１分割共振子Ｐ３ａと第２分割共振子Ｐ３ｂは、圧電材料のｃ軸の同じ方向の電極が互いに逆電位となるように接続されているため、２次歪電圧が逆方向に発生する。
【００２９】
第１分割共振子Ｓ１ａと第２分割共振子Ｓ１ｂの静電容量は、直列共振子Ｓ１の静電容量のほぼ半分で、ほぼ同じ大きさである。第１分割共振子Ｓ１ａと第２分割共振子Ｓ１ｂの共振周波数及びインピーダンスは、ほぼ同じ大きさである。同様に、第１分割共振子Ｓ２ａと第２分割共振子Ｓ２ｂ、第１分割共振子Ｓ３ａと第２分割共振子Ｓ３ｂ、第１分割共振子Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ４ｂの静電容量は、直列共振子Ｓ２〜Ｓ４の静電容量のほぼ半分で、ほぼ同じ大きさである。第１分割共振子Ｓ２ａと第２分割共振子Ｓ２ｂ、第１分割共振子Ｓ３ａと第２分割共振子Ｓ３ｂ、第１分割共振子Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ４ｂの共振周波数及びインピーダンスは、ほぼ同じ大きさである。並列共振子も同様に、第１分割共振子Ｐ１ａと第２分割共振子Ｐ１ｂ、第１分割共振子Ｐ２ａと第２分割共振子Ｐ２ｂ、第１分割共振子Ｐ３ａと第２分割共振子Ｐ３ｂの静電容量は、並列共振子Ｐ１〜Ｐ３の静電容量のほぼ半分で、ほぼ同じ大きさである。第１分割共振子Ｐ１ａと第２分割共振子Ｐ１ｂ、第１分割共振子Ｐ２ａと第２分割共振子Ｐ２ｂ、第１分割共振子Ｐ３ａと第２分割共振子Ｐ３ｂの共振周波数及びインピーダンスは、ほぼ同じ大きさである。なお、ほぼ同じ大きさとは、製造誤差などによる違いは同じ大きさと見なすものである。
【００３０】
図４（ａ）は、実施例１に係るラダー型フィルタ１００の上面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ間の断面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）のように、第１分割共振子Ｓ１ａ〜Ｓ４ａ、Ｐ１ａ〜Ｐ３ａ及び第２分割共振子Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂ、Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂは、薄膜の圧電材料２４を１対の電極（下部電極２２及び上部電極２６）で挟んだ圧電薄膜共振子である。下部電極２２、圧電材料２４、及び上部電極２６は、基板２０上に設けられている。圧電材料２４を挟み下部電極２２と上部電極２６とが対向する領域が共振領域２８である。共振領域２８は、例えば楕円形形状を有し、厚み縦振動モードの弾性波が励振する領域である。なお、共振領域２８は、多角形形状など、楕円形形状以外の形状であってもよい。共振領域２８における基板２０に凹部が形成され、当該凹部が空隙３０となっている。凹部は、基板２０を貫通していてもよいし、貫通していなくてもよい。なお、凹部の代わりに、基板２０の平坦上面と下部電極２２との間にドーム状の空隙が形成されている場合でもよい。空隙の代わりに、音響インピーダンス膜が形成されている場合でもよい。入力電極ＩＮ、出力電極ＯＵＴ、及びグランド電極ＧＮＤは、例えばフリップチップ実装のためのバンプである。
【００３１】
入力電極ＩＮと第１分割共振子Ｓ１ａ及び第２分割共振子Ｓ１ｂとの間に、第１分割共振子Ｓ１ａと第２分割共振子Ｓ１ｂが圧電材料２４のｃ軸の同じ方向の電極が互いに逆電位となるように、上部電極２６と下部電極２２とを切替えるための接続切替部３２が形成されている。同様に、出力電極ＯＵＴと第１分割共振子Ｓ４ａ及び第２分割共振子Ｓ４ｂとの間に、第１分割共振子Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ４ｂが圧電材料２４のｃ軸の同じ方向の電極が互いに逆電位となるように、上部電極２６と下部電極２２とを切替えるための接続切替部３２が形成されている。接続切替部３２は、圧電材料２４に下部電極２２が露出する開口が形成され、当該開口で露出した下部電極２２と圧電材料２４上の上部電極２６とを接続する金属配線が形成された構造となっている。なお、接続切替部３２は、このような構造に限定されるわけではなく、下部電極２２と上部電極２６とが接続される構造であれば、その他の構造でもよい。
【００３２】
基板２０としては、例えばシリコン基板、石英基板、ガラス基板、セラミック基板、又はガリウム砒素基板などを用いることができる。下部電極２２及び上部電極２６としては、例えばクロム（Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、又はイリジウム（Ｉｒ）などの金属単層膜又はこれらの積層膜を用いることができる。圧電材料２４としては、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを用いることができる。
【００３３】
ここで、発明者が行ったシミュレーションについて説明する。発明者は、実施例１のラダー型フィルタ１００に対して２次歪を調査するシミュレーションを行った。また、比較のために、比較例１に係るラダー型フィルタ５００についても２次歪を調査するシミュレーションを行った。図５は、比較例１に係るラダー型フィルタ５００を示す図である。図５のように、比較例１のラダー型フィルタ５００は、直列共振子Ｓ１〜Ｓ４及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ３が分割されていない点で実施例１と異なる。シミュレーションに用いたラダー型フィルタのパラメータを表１に示す。
【表１】
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表１のように、比較例１のラダー型フィルタ５００の各共振子の静電容量Ｃ０及び共振周波数と、実施例１のラダー型フィルタ１００の分割前の各共振子の静電容量Ｃ０及び共振周波数と、を同じにした。実施例１のラダー型フィルタ１００では、分割後の各共振子の静電容量Ｃ０を分割前の１／２倍の大きさにし、分割後の各共振子の共振周波数ｆｒを分割前と同じ大きさにした。また、圧電材料２４には窒化アルミニウムを用いた。
【００３４】
図６は、実施例１のラダー型フィルタ１００の２次歪のシミュレーション結果を示す図である。実施例１のラダー型フィルタ１００のシミュレーション結果を実線で、比較例１のラダー型フィルタ５００のシミュレーション結果を破線で示している。図６の横軸は周波数（ＭＨｚ）である。縦軸は２次高調波（ｄＢ）である。図６のように、実施例１は、比較例１に比べて、２次高調波が抑えられた結果となった。実施例１のラダー型フィルタ１００で２次高調波が抑えられたのは、直列共振子Ｓ１〜Ｓ４及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ３が、圧電材料２４のｃ軸の同じ方向の電極が逆電位となるように並列に接続された分割共振子に分割されているため、２次歪電圧が相殺し合ったことによるものと考えられる。
【００３５】
このように、実施例１によれば、直列共振子Ｓ１〜Ｓ４及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ３は、第１分割共振子Ｓ１ａ〜Ｓ４ａ、Ｐ１ａ〜Ｐ３ａと第２分割共振子Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂ、Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂとに分割されている。第１分割共振子Ｓ１ａ〜Ｓ４ａ、Ｐ１ａ〜Ｐ３ａと第２分割共振子Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂ、Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂとは、圧電材料２４のｃ軸の同じ方向の電極が互いに逆電位となるように並列に接続されている。これにより、２次歪電圧を相殺させることができ、その結果、２次歪を抑制することができる。
【００３６】
図７は、比較例２に係るラダー型フィルタ５１０を示す図である。図７のように、比較例２のラダー型フィルタ５１０は、直列共振子Ｓ１は分割されず、直列共振子Ｓ２と並列共振子Ｐ１、直列共振子Ｓ３と並列共振子Ｐ２、直列共振子Ｓ４と並列共振子Ｐ３が一纏めとして別々に並列に分割されている点で実施例１と異なる。
【００３７】
比較例２では、直列共振子Ｓ２と並列共振子Ｐ１、直列共振子Ｓ３と並列共振子Ｐ２、直列共振子Ｓ４と並列共振子Ｐ３が一纏めとして別々に並列に分割されている。このため、上部電極２６と下部電極２２とを切替えるための接続切替部３２が６つ形成される。なお、比較例２では、３つの直列共振子Ｓ２〜Ｓ４が別々に並列に分割された場合を例に示したが、少なくとも２つ以上の直列共振子が別々に並列に分割されると、４つ以上の接続切替部３２が形成されることになる。接続切替部３２は、上述したように下部電極２２と上部電極２６とを接続する金属配線が形成されることから、共振子の間隔を広げて金属配線を形成する領域を確保することがなされる。このため、接続切替部３２の形成箇所が多いほど、フィルタが大型化してしまう。
【００３８】
これに対し、実施例１では、第１分割共振子Ｓ１ａ〜Ｓ４ａ、Ｐ１ａ〜Ｐ３ａからなる第１共振子群１２と、第２分割共振子Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂ、Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂからなる第２共振子群１４とが、ノードＮ１、Ｎ２の間で互いに並列に接続されている。そして、直列共振子Ｓ１〜Ｓ４の第１分割共振子Ｓ１ａ〜Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂとは、ノードＮ１、Ｎ２以外では互いに電気的に接続されていない。これにより、図４（ａ）のように、接続切替部３２を２つに低減することができ、フィルタの大型化を抑制することができる。
【００３９】
また、実施例１によれば、最も出力端子ＯＵＴ側の直列共振子Ｓ４は、第１分割共振子Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ４ｂとに分割されている。出力端子ＯＵＴ側に位置する共振子は２次歪に与える影響が大きいことから、出力端子ＯＵＴ側の共振子を分割することで、２次歪を効果的に抑制することができる。なお、実施例１では、最も出力端子ＯＵＴ側の共振子が直列共振子の場合であるが、並列共振子の場合でも同様である。
【００４０】
また、実施例１によれば、直列共振子Ｓ１〜Ｓ４及び並列共振子Ｐ１〜Ｐ３それぞれは、第１分割共振子の静電容量と第２分割共振子の静電容量とが、ほぼ同じ大きさとなっている。これにより、共振領域の面積の増加を抑制でき、フィルタの大型化を抑制できる。
【実施例２】
【００４１】
図８は、実施例２に係るラダー型フィルタ１１０を示す図である。図８のように、実施例２のラダー型フィルタ１１０は、直列共振子Ｓ３、Ｓ４及び並列共振子Ｐ３は並列に分割されているが、直列共振子Ｓ１、Ｓ２及び並列共振子Ｐ１、Ｐ２は分割されていない。第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｐ３ａは、ノードＮ１、Ｎ２の間の第１経路１６に設けられている。第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ、Ｐ３ｂは、ノードＮ１、Ｎ２の間の第２経路１８に設けられている。したがって、第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｐ３ａからなる第１共振子群１２と、第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ、Ｐ３ｂからなる第２共振子群１４とは、第１共振子群１２及び第２共振子群１４より入力端子ＩＮ側及び出力端子ＯＵＴ側にあるノードＮ１、Ｎ２の間で互いに並列に接続されている。直列共振子Ｓ３、Ｓ４の第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂとは、ノードＮ１、Ｎ２以外では互いに電気的に接続されていない。その他の構成は、実施例１と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００４２】
図９は、実施例２のラダー型フィルタ１１０の２次歪のシミュレーション結果を示す図である。なお、比較のために、比較例１のラダー型フィルタ５００のシミュレーション結果も示している。シミュレーションは、図６の場合と同様に表１のパラメータを用いて行った。図９のように、実施例２は、比較例１に比べて、２次高調波が抑えられた結果となった。
【００４３】
このように、実施例２によれば、直列共振子Ｓ３、Ｓ４及び並列共振子Ｐ３は、圧電材料２４のｃ軸の同じ方向の電極が互いに逆電位となるように並列に接続された第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｐ３ａと第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ、Ｐ３ｂとに分割されている。これにより、２次歪電圧を相殺させることができ、その結果、２次歪を抑制することができる。
【００４４】
図１０は、比較例２と同じ方法で２つの直列共振子Ｓ３、Ｓ４とその間の並列共振子Ｐ３を並列に分割した場合を示す図である。図１０のように、比較例２と同じ方法で２つの直列共振子Ｓ３、Ｓ４とその間の並列共振子Ｐ３を並列に分割すると、接続切替部３２は４つ形成される。
【００４５】
これに対し、実施例２では、第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｐ３ａからなる第１共振子群１２と第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ、Ｐ３ｂからなる第２共振子群１４とは、ノードＮ１、Ｎ２の間で互いに並列に接続されている。そして、直列共振子Ｓ３、Ｓ４の第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂとは、ノードＮ１、Ｎ２以外では互いに電気的に接続されていない。これにより、接続切替部３２を２つに低減することができ、フィルタの大型化を抑制できる。
【実施例３】
【００４６】
図１１は、実施例３に係るラダー型フィルタ１２０を示す図である。図１１のように、実施例３のラダー型フィルタ１２０は、直列共振子Ｓ３、Ｓ４及び並列共振子Ｐ２、Ｐ３は並列に分割されているが、直列共振子Ｓ１、Ｓ２及び並列共振子Ｐ１は分割されていない。第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａは、ノードＮ１、Ｎ２の間の第１経路１６に設けられている。第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂは、ノードＮ１、Ｎ２の間の第２経路１８に設けられている。したがって、第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａからなる第１共振子群１２と、第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂからなる第２共振子群１４とは、第１共振子群１２及び第２共振子群１４より入力端子ＩＮ側及び出力端子ＯＵＴ側にあるノードＮ１、Ｎ２の間で互いに並列に接続されている。直列共振子Ｓ３、Ｓ４の第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂとは、ノードＮ１、Ｎ２以外では互いに電気的に接続されていない。その他の構成は、実施例１と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００４７】
図１２は、実施例３のラダー型フィルタ１２０の２次歪のシミュレーション結果を示す図である。なお、比較のために、比較例１のラダー型フィルタ５００のシミュレーション結果も示している。シミュレーションは、図６の場合と同様に表１のパラメータを用いて行った。図１２のように、実施例３は、比較例１に比べて、２次高調波が抑えられた結果となった。
【００４８】
このように、実施例３によれば、直列共振子Ｓ３、Ｓ４及び並列共振子Ｐ２、Ｐ３は、圧電材料２４のｃ軸の同じ方向の電極が互いに逆電位となるように並列に接続された第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａと第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂとに分割されている。これにより、２次歪電圧を相殺させることができ、その結果、２次歪を抑制することができる。また、第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａからなる第１共振子群１２と第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂからなる第２共振子群１４とは、ノードＮ１、Ｎ２の間で互いに並列に接続されている。そして、直列共振子Ｓ３、Ｓ４の第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｓ４ａと第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂとは、ノードＮ１、Ｎ２以外では互いに電気的に接続されていない。これにより、接続切替部３２を２つに低減することができ、フィルタの大型化を抑制できる。
【実施例４】
【００４９】
図１３は、実施例４に係るラダー型フィルタ１３０を示す図である。図１３のように、実施例４のラダー型フィルタ１３０は、第１分割共振子Ｓ３ａが、２つの共振子Ｓ３ａ−１、Ｓ３ａ−２に直列に分割されている点で実施例３と異なる。共振子Ｓ３ａ−１とＳ３ａ−２とは、２次歪電圧が逆向きに発生するように接続されている。接続切替部３２は、直列共振子Ｓ４と出力端子ＯＵＴとの間には形成されているが、直列共振子Ｓ２とＳ３との間には形成されていない。その他の構成は、実施例３と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００５０】
図１４は、実施例４のラダー型フィルタ１３０の２次歪のシミュレーション結果を示す図である。なお、比較のために、比較例１のラダー型フィルタ５００のシミュレーション結果も示している。シミュレーションは、図６の場合と同様に表１のパラメータを用いて行った。また、共振子Ｓ３ａ−１、Ｓ３ａ−２の静電容量は、分割共振子Ｓ３ａの２倍とし、共振周波数は、分割共振子Ｓ３ａと同じ大きさとした。図１４のように、実施例４は、比較例１に比べて、２次高調波が抑えられた結果となった。
【００５１】
図１５は、実施例４の変形例１に係るラダー型フィルタ１４０を示す図である。図１５のように、実施例４の変形例１のラダー型フィルタ１４０は、共振子Ｓ３ａ−１とＳ３ａ−２とは、２次歪電圧が同じ向きに発生するように接続されている。このため、共振子Ｓ３ａ−１とＳ３ａ−２との間に、接続切替部３２が形成されている。その他の構成は、実施例４と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００５２】
図１６は、実施例４の変形例１のラダー型フィルタ１４０の２次歪のシミュレーション結果を示す図である。なお、比較のために、比較例１のラダー型フィルタ５００のシミュレーション結果も示している。シミュレーションは、図６の場合と同様に表１のパラメータを用いて行った。また、共振子Ｓ３ａ−１、Ｓ３ａ−２の静電容量は、分割共振子Ｓ３ａの２倍とし、共振周波数は、分割共振子Ｓ３ａと同じ大きさとした。図１６のように、実施例４の変形例１は、比較例１に比べて、２次高調波が抑えられた結果となった。
【００５３】
実施例４及び実施例４の変形例１のように、直列共振子Ｓ３の第１分割共振子Ｓ３ａがさらに２つの共振子Ｓ３ａ−１、Ｓ３ａ−２に分割されていてもよい。また、共振子Ｓ３ａ−１とＳ３ａ−２との２次歪電圧の向きは、反対の向きでもよいし、同じ向きでもよい。
【実施例５】
【００５４】
図１７は、実施例５に係るラダー型フィルタ１５０を示す図である。図１７のように、実施例５のラダー型フィルタ１５０は、第１分割共振子Ｓ４ａが、２つの共振子Ｓ４ａ−１、Ｓ４ａ−２に直列に分割されている点で実施例３と異なる。共振子Ｓ４ａ−１とＳ４ａ−２とは、２次歪電圧が逆向きに発生するように接続されている。接続切替部３２は、直列共振子Ｓ２とＳ３の間には形成されているが、直列共振子Ｓ４と出力端子ＯＵＴとの間には形成されていない。その他の構成は、実施例３と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００５５】
図１８は、実施例５のラダー型フィルタ１５０の２次歪のシミュレーション結果を示す図である。なお、比較のために、比較例１のラダー型フィルタ５００のシミュレーション結果も示している。シミュレーションは、図６の場合と同様に表１のパラメータを用いて行った。また、共振子Ｓ４ａ−１、Ｓ４ａ−２の静電容量は、分割共振子Ｓ４ａの２倍とし、共振周波数は、分割共振子Ｓ４ａと同じ大きさとした。図１８のように、実施例５は、比較例１に比べて、２次高調波が抑えられた結果となった。
【００５６】
図１９は、実施例５の変形例１に係るラダー型フィルタ１６０を示す図である。図１９のように、実施例５の変形例１のラダー型フィルタ１６０は、共振子Ｓ４ａ−１とＳ４ａ−２とは、２次歪電圧が同じ向きに発生するように接続されている。このため、共振子Ｓ４ａ−１とＳ４ａ−２との間に、接続切替部３２が形成されている。その他の構成は、実施例５と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００５７】
図２０は、実施例５の変形例１のラダー型フィルタ１６０の２次歪のシミュレーション結果を示す図である。なお、比較のために、比較例１のラダー型フィルタ５００のシミュレーション結果も示している。シミュレーションは、図６の場合と同様に表１のパラメータを用いて行った。また、共振子Ｓ４ａ−１、Ｓ４ａ−２の静電容量は、分割共振子Ｓ４ａの２倍とし、共振周波数は、分割共振子Ｓ４ａと同じ大きさとした。図２０のように、実施例５の変形例１は、比較例１に比べて、２次高調波が抑えられた結果となった。
【００５８】
実施例５及び実施例５の変形例１のように、直列共振子Ｓ４の第１分割共振子Ｓ４ａがさらに２つの共振子Ｓ４ａ−１、Ｓ４ａ−２に分割されていてもよい。また、共振子Ｓ４ａ−１とＳ４ａ−２との２次歪電圧の向きは、反対の向きでもよいし、同じ向きでもよい。
【実施例６】
【００５９】
図２１は、実施例６に係るラダー型フィルタ１７０を示す図である。図２１のように、実施例６のラダー型フィルタ１７０は、第１分割共振子Ｐ３ａが、２つの共振子Ｐ３ａ−１、Ｐ３ａ−２に直列に分割されている点で実施例３と異なる。共振子Ｐ３ａ−１とＰ３ａ−２とは、２次歪電圧が逆向きに発生するように接続されている。その他の構成は、実施例３と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００６０】
図２２は、実施例６のラダー型フィルタ１７０の２次歪のシミュレーション結果を示す図である。なお、比較のために、比較例１のラダー型フィルタ５００のシミュレーション結果も示している。シミュレーションは、図６の場合と同様に表１のパラメータを用いて行った。また、共振子Ｐ３ａ−１、Ｐ３ａ−２の静電容量は、分割共振子Ｐ３ａの２倍とし、共振周波数は、分割共振子Ｐ３ａと同じ大きさとした。図２２のように、実施例６は、比較例１に比べて、２次高調波が抑えられた結果となった。
【００６１】
図２３は、実施例６の変形例１に係るラダー型フィルタ１８０を示す図である。図２３のように、実施例６の変形例１のラダー型フィルタ１８０は、共振子Ｐ３ａ−１とＰ３ａ−２とは、２次歪電圧が同じ向きに発生するように接続されている。このため、共振子Ｐ３ａ−１とＰ３ａ−２との間に、接続切替部３２が形成されている。その他の構成は、実施例６と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００６２】
図２４は、実施例６の変形例１のラダー型フィルタ１８０の２次歪のシミュレーション結果を示す図である。なお、比較のために、比較例１のラダー型フィルタ５００のシミュレーション結果も示している。シミュレーションは、図６の場合と同様に表１のパラメータを用いて行った。また、共振子Ｐ３ａ−１、Ｐ３ａ−２の静電容量は、分割共振子Ｐ３ａの２倍とし、共振周波数は、分割共振子Ｐ３ａと同じ大きさとした。図２４のように、実施例６の変形例１は、比較例１に比べて、２次高調波が抑えられた結果となった。
【００６３】
実施例６及び実施例６の変形例１のように、並列共振子Ｐ３の第１分割共振子Ｐ３ａがさらに２つの共振子Ｐ３ａ−１、Ｐ３ａ−２に分割されていてもよい。また、共振子Ｐ３ａ−１とＰ３ａ−２との２次歪電圧の向きは、反対の向きでもよいし、同じ向きでもよい。
【００６４】
実施例４から実施例６のように、第１分割共振子と第２分割共振子とに分割された直列共振子及び並列共振子の少なくとも１つは、第１分割共振子がさらに２つに分割されてもよい。また、第２分割共振子がさらに２つに分割されてもよい。
【００６５】
また、実施例１から実施例６のように、複数の直列共振子及び１又は複数の並列共振子のうち少なくとも２つの直列共振子とその間の並列共振子とが、圧電材料２４のｃ軸の同じ方向の電極が逆電位となるように並列に接続された第１分割共振子と第２分割共振子とに分割されることで、２次歪を抑制できる。また、第１分割共振子からなる第１共振子群１２と第２分割共振子からなる第２共振子群１４とがノードＮ１、Ｎ２の間で互いに並列に接続され且つ前記少なくとも２つの直列共振子の第１分割共振子と第２分割共振子とがノードＮ１、Ｎ２以外で互いに電気的に接続されないことで、フィルタの大型化を抑制できる。
【００６６】
また、実施例１のように、複数の直列共振子Ｓ１〜Ｓ４の全てと１又は複数の並列共振子Ｐ１〜Ｐ３の全てが、第１分割共振子と第２分割共振子に分割されることで、フィルタの大型化を抑制しつつ、２次歪を効果的に抑制できる。
【実施例７】
【００６７】
図２５は、実施例７に係るラダー型フィルタ１９０を示す図である。図２５のように、実施例７のラダー型フィルタ１９０は、並列共振子Ｐ３が並列に分割された第１分割共振子Ｐ３ａ及び第２分割共振子Ｐ３ｂとグランドとの間にインダクタ４０が接続されている。並列共振子Ｐ３は、インダクタ４０によって、ラダー型フィルタ１９０の通過帯域の２倍に相当する周波数帯域に減衰極を形成する。その他の構成は、実施例１と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００６８】
実施例７によれば、最も出力端子ＯＵＴ側の並列共振子Ｐ３が第１分割共振子Ｐ３ａと第２分割共振子Ｐ３ｂに分割され、第１分割共振子Ｐ３ａ及び第２分割共振子Ｐ３ｂとグランドとの間に直列にインダクタ４０が接続されている。そして、並列共振子Ｐ３は、ラダー型フィルタ１９０の通過帯域の２倍に相当する周波数帯域に減衰極を形成する。これにより、２次歪をより抑制することができる。
【実施例８】
【００６９】
図２６は、実施例８に係るラダー型フィルタ２００を示す図である。図２６のように、実施例８のラダー型フィルタ２００は、直列共振子Ｓ３及び並列共振子Ｐ２、Ｐ３は並列に分割されているが、直列共振子Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４及び並列共振子Ｐ１は分割されていない。第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａからなる第１共振子群１２と第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂからなる第２共振子群１４とは、第１共振子群１２及び第２共振子群１４より入力端子ＩＮ側及び出力端子ＯＵＴ側にあるノードＮ１、Ｎ２の間で互いに並列に接続されている。直列共振子Ｓ３の第１分割共振子Ｓ３ａと第２分割共振子Ｓ３ｂとは、ノードＮ１、Ｎ２以外では互いに電気的に接続されていない。その他の構成は、実施例１と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００７０】
図２７は、実施例８のラダー型フィルタ２００の２次歪のシミュレーション結果を示す図である。なお、比較のために、比較例１のラダー型フィルタ５００のシミュレーション結果も示している。シミュレーションは、図６の場合と同様に表１のパラメータを用いて行った。図２７のように、実施例８は、比較例１に比べて、２次高調波が抑えられた結果となった。
【００７１】
このように、実施例８によれば、直列共振子Ｓ３及び並列共振子Ｐ２、Ｐ３は、圧電材料２４のｃ軸の同じ方向の電極が互いに逆電位となるように並列に接続された第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａと第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂとに分割されている。これにより、２次歪電圧を相殺させることができ、その結果、２次歪を抑制することができる。
【００７２】
図２８は、比較例２と同じ方法で２つの並列共振子Ｐ２、Ｐ３とその間の直列共振子Ｓ３を並列に分割した場合を示す図である。図２８のように、比較例２と同じ方法で２つの並列共振子Ｐ２、Ｐ３とその間の直列共振子Ｓ３を並列に分割すると、接続切替部３２は３つ形成される。
【００７３】
これに対し、実施例８では、第１分割共振子Ｓ３ａ、Ｐ２ａ、Ｐ３ａからなる第１共振子群１２と第２分割共振子Ｓ３ｂ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｂからなる第２共振子群１４とは、ノードＮ１、Ｎ２の間で互いに並列に接続されている。そして、直列共振子Ｓ３の第１分割共振子Ｓ３ａと第２分割共振子Ｓ３ｂとは、ノードＮ１、Ｎ２以外では互いに電気的に接続されていない。これにより、接続切替部３２を２つに低減することができ、フィルタの大型化を抑制できる。
【００７４】
図２９は、実施例８の変形例１に係るラダー型フィルタ２１０を示す図である。図３０は、実施例８の変形例１に係るラダー型フィルタ２１０の上面図である。図２９及び図３０のように、実施例８の変形例１のラダー型フィルタ２１０は、直列共振子Ｓ３及び並列共振子Ｐ２、Ｐ３に加えて、直列共振子Ｓ２、Ｓ４及び並列共振子Ｐ１も並列に分割されている点で実施例８と異なる。その他の構成は、実施例８と同一又は同等であるため説明を省略する。
【００７５】
なお、実施例１から実施例８では、直列共振子及び／又は並列共振子を２つの分割共振子に分割する場合を例に示したが、３つ以上の分割共振子に分割してもよい。また、圧電材料は、窒化アルミニウム、酸化亜鉛以外の材料であってもよい。窒化アルミニウム、酸化亜鉛以外の圧電材料を用いる場合、実施例１から実施例８において、ｃ軸の方向の代わりに分極軸の方向とすることで、２次歪を抑制することができる。
【実施例９】
【００７６】
図３１は、実施例９に係るデュプレクサ３００を示すブロック図である。図３１のように、実施例９のデュプレクサ３００は、送信フィルタ５０と受信フィルタ５２を備える。送信フィルタ５０は、アンテナ端子Ａｎｔと送信端子Ｔｘの間に接続されている。受信フィルタ５２は、送信フィルタ５０と共通のアンテナ端子Ａｎｔと受信端子Ｒｘの間に接続されている。
【００７７】
送信フィルタ５０は、送信端子Ｔｘから入力された信号のうち送信帯域の信号を送信信号としてアンテナ端子Ａｎｔに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。受信フィルタ５２は、アンテナ端子Ａｎｔから入力された信号のうち受信帯域の信号を受信信号として受信端子Ｒｘに通過させ、他の周波数の信号を抑圧する。送信帯域と受信帯域は周波数が異なっている。なお、送信フィルタ５０を通過した送信信号が受信フィルタ５２に漏れずにアンテナ端子Ａｎｔから出力されるようにインピーダンスを整合させる整合回路を備えていてもよい。
【００７８】
実施例９のデュプレクサ３００に備わる送信フィルタ５０及び受信フィルタ５２の少なくとも一方を、実施例１から実施例８のラダー型フィルタとすることができる。
【実施例１０】
【００７９】
図３２は、実施例１０に係るモジュール４００を含む移動体通信機を示すブロック図である。図３２のように、移動体通信機は、送受信デバイスであるモジュール４００、集積回路６０、及びアンテナ６２を備える。モジュール４００は、ダイプレクサ６４、スイッチ６６、デュプレクサ６８、及びパワーアンプ７０を備える。ダイプレクサ６４は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６４ａとハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６４ｂを備える。ＬＰＦ６４ａは、端子７３と７４の間に接続されている。ＨＰＦ６４ｂは、端子７３と７５の間に接続されている。端子７３は、アンテナ６２に接続されている。ＬＰＦ６４ａは、アンテナ６２から送受信される信号のうち低周波数信号を通過させ、高周波数信号を抑圧する。ＨＰＦ６４ｂは、アンテナ６２から送受信される信号のうち高周波数信号を通過させ、低周波数信号を抑圧する。
【００８０】
スイッチ６６は、端子７４、７５を複数の端子７６のうちの１つの端子に接続する。デュプレクサ６８は、送信フィルタ６８ａ及び受信フィルタ６８ｂを備える。送信フィルタ６８ａは、端子７６と７７の間に接続されている。受信フィルタ６８ｂは、端子７６と７８の間に接続されている。送信フィルタ６８ａは、送信帯域の信号を通過させ、他の信号を抑圧する。受信フィルタ６８ｂは、受信帯域の信号を通過させ、他の信号を抑圧する。パワーアンプ７０は、送信信号を増幅し、端子７７に出力する。ローノイズアンプ７２は、端子７８に出力された受信信号を増幅する。
【００８１】
送受信デバイスであるモジュール４００は、デュプレクサ６８の送信フィルタ６８ａ又は受信フィルタ６８ｂとして、実施例１から実施例８のラダー型フィルタを用いることができる。また、モジュール４００は、パワーアンプ７０及び／又はローノイズアンプ７２を備えてもよい。
【００８２】
このように、実施例１から実施例８のラダー型フィルタは、アンテナ６２に接続され、パワーアンプ７０などと共にマザーボードに実装されて通信信号を送信及び受信する送受信デバイスを構成することができる。
【００８３】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１２  第１共振子群
１４  第２共振子群
１６  第１経路
１８  第２経路
２０  基板
２２  下部電極
２４  圧電材料
２６  上部電極
２８  共振領域
３０  空隙
３２  接続切替部
４０  インダクタ
５０  送信フィルタ
５２  受信フィルタ
６０  集積回路
６２  アンテナ
６４  ダイプレクサ
６６  スイッチ
６８  デュプレクサ
１００〜２１０  ラダー型フィルタ
３００  デュプレクサ
４００  モジュール
Ｓ１〜Ｓ４  直列共振子
Ｐ１〜Ｐ３  並列共振子
Ｓ１ａ〜Ｓ４ａ、Ｐ１ａ〜Ｐ３ａ  第１分割共振子
Ｓ１ｂ〜Ｓ４ｂ、Ｐ１ｂ〜Ｐ３ｂ  第２分割共振子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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