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中科院聲學所薄膜體聲波諧振器及其應用

  • 發(fā)表時間:2019-12-04
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中科院聲學所薄膜體聲波諧振器及其應用


PVDF薄膜.jpg

1、引言

2、FBAR的理論分析

FBAR的結構同石英諧振器相同,如圖1所示。它是由上下平面金屬電極和夾在它們中間的一層壓電薄膜材料組成。當電壓施加在電極上時,壓電材料由于逆壓電效應產生機械形變并在薄膜內激勵出體聲波,并在兩電極平面之間來回反射,形成機械諧振,諧振基頻波長等于壓電薄膜厚度的兩倍。

由于FBAR壓電材料中體聲波傳播速度一般是5000~10000m/s,比表面聲波快,因而其結構可以制作得更加精細,例如頻率在1.6GHz諧振器可以做到厚度僅為3υm,電極厚度為0.3υm,典型面積為0.25mm×0.25mm。

2.1、Mason模型

FBAR的特性阻抗Zin(ω)最大和最小時對應的頻率值,分別為FBAR的并聯諧振頻率和串聯諧振頻率,從而可進一步計算有效機電耦合系數

目前聲學所可以提供如下成套系列產品:

目前聲學所可以提供成套如下產品:

壓電方面:ZJ-3型精密D33測試儀,ZJ-4型寬量程型D33測試儀,ZJ-6型精密D33/D31/D15測試儀,GDPT-900A型變溫壓電D33測試儀

介電方面:GWJDN-1000型高低溫介電測試系統(tǒng),GWJDN-600型四通道高低溫介電測試儀

鐵電方面:ZT-4A鐵電測試儀,FE-5000型鐵電材料測試儀,JKTD-1000型鐵電測試儀

儲能設備:CFD-100型儲能電介質充放電測試系統(tǒng),2.2、MBVD模型

電材料中電能轉換成機械動能的能力成反比。

該模型的串聯諧振頻率和并聯諧振頻率分別為

該模型使用六個集總參數元件描述FBAR,符合微波電路仿真軟件設計的要求,便于達到一定的濾波器頻率響應指標而對電路參數進行分析和優(yōu)化電路參數的目的,但模型的缺點是僅能模擬FBAR諧振頻率附近的阻抗特性,并不能給出整個頻域的特性阻抗。


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