具有增强的共模抑制的薄膜声耦合变压器制造技术

薄膜声耦合变压器（ＦＡＣＴ）（２００）具有第一（１０６）和第二（１０８）去耦层叠体声谐振器（ＤＳＢＡＲ）。每个ＤＳＢＡＲ具有下部薄膜体声谐振器（ＦＢＡＲ）（１１０）、在下部ＦＢＡＲ顶部的上部ＦＢＡＲ（１２０）和在它们之间的声去耦器（１３０）。每个ＦＢＡＲ具有对置的平面电极（１１２，１１４）和在电极之间的压电元件（１１６）。第一电路（１４１）互连第一ＤＳＢＡＲ和第二ＤＳＢＡＲ的下部ＦＢＡＲ（１１０，１５０）。第二电路（１４２）互连第一ＤＳＢＡＲ和第二ＤＳＢＡＲ的上部ＦＢＡＲ（１２０，１６０）。在至少一个ＤＳＢＡＲ中，声去耦器和与该声去耦器相邻的每个下部ＦＢＡＲ和上部ＦＢＡＲ的一个电极构成寄生电容（Ｃ↓［ｐ］）。该ＦＡＣＴ另外还具有与该寄生电容并联电连接的电感器（１８０）。该电感器提高ＦＡＣＴ的共模抑制比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
变压器用于许多种电子器件，起到象转变阻抗、将单端电路与平衡电路相连或者将平衡电路与单端电路相连以及提供电隔离的作用。但是，不是所有变压器具有所有这些性质。例如，自耦变压器不提供电隔离。以高到VHF的声频和射频工作的变压器通常制造成围绕高导磁率磁芯的耦合初级和次级绕组。在绕组中的电流产生磁通。该磁芯容纳该磁通并提高绕组之间的耦合。可在这种频段工作的变压器还可以使用光学耦合器来实现。以这种方式使用的光耦合器在本领域称为光隔离器。在以耦合绕组或者光耦合器为基础的变压器中，输入的电信号转变为与适当的变换结构(即另一个绕组或光探测器)互相作用的不同形式(即磁通或者光子)，并且在输出处再形成为电信号。例如，光耦合器用发光二极管将输入电信号转换为光子。光子穿过光纤或者提供隔离的自由空间。被光子照射的光电二极管从光子流产生输出电信号。输出电信号是输入电信号的重复。在UHF和微波频率下，由于象磁芯损耗、绕组损耗、绕组之间的电容这种因素，所以基于磁芯的变压器变得不实用，并且难以将它们制造得足够小，以防止与波长有关的问题。用于这种频率的变压器是以四分之一波长传送线为基础的，例如Marchand型，串联输入/并联输出连接线等等。还存在以微型电机耦合线圈组为基础、并且足够小因而波长效应不重要的变压器。但是这种变压器具有插入损耗高的问题。刚才所述用于UHF和微波频率的所有变压器的尺寸使得它们较少适用于现代小型化、高密度应用例如蜂窝电话。因为它们不能通过批量生产来制造和因为它们基本上是脱离芯片制造的，所以这种变压器还会成本高。此外，虽然这种变压器典型地具有可用于蜂窝电话的频宽，但是它们典型地具有大于1分贝的插入损耗，该插入损耗太高。由于输入LED的结电容、光探测器固有的非线性、有限的功率处理能力和其隔离不足以得到优良的共模抑制，所以光耦合器不被用于UHF和微波频率。序列号为No.10/699,481的美国专利申请中公开了一种基于去耦的层叠体声谐振器(DSBAR)的薄膜声耦合变压器(FACT)A-10031284-2。DSBAR由在FBAR之间层叠的一对薄膜体声谐振器(FBAR)和声去耦器组成。图1A示意地说明这种FACT的实施例100。FACT100具有在衬底102中的空腔104上方悬置的第一去耦层叠体声谐振器(DSBAR)106和第二DSBAR 108。DSBAR 106具有下部FBAR 110、层叠在下部FBAR 110上的上部FBAR 120和在它们之间的声耦合器130，并且DSBAR 108具有下部FBAR 150、层叠在下部FBAR 150上的上部FBAR 160和在它们之间的声耦合器170。每个FBAR具有对置的平面电极和在该电极之间的压电元件。例如，FBAR 110具有对置的平面电极112和114以及在它们之间的压电元件116。FACT 100另外具有互连DSBAR 106的下部FBAR 110和DSBAR 108的下部FBAR 150的第一电路141以及互连DSBAR 106的上部FBAR 120和DSBAR108的上部FBAR 160的第二电路142。在图1A所示的上述FACT的实施例中，电路141以反向并联的方式连接下部FBAR 110和150，并连接到端子143和144，并且电路142在端子145和146之间串联上部FBAR 120和160。在所示的该例子中，电路142另外具有分别连接到上部FBAR 120和160的电极122和162的中心抽头端子147。该实施例在电路141和电路142之间具有1∶4的阻抗变换比，在电路142和电路141之间具有4∶1的阻抗变换比。在其它的实施例中，电路141以反向并联或串联的形式电连接下部FBAR 110和150，并且电路142以反向并联或串联的形式电连接上部FBAR。上述FACT的所有实施例都尺寸小，能够用平衡电路连接单端电路或者反之亦然，并且在初级和次级之间提供电隔离。上面具体描述的实施例也是名义上的电平衡。图1A所示实施例对于许多应用具有特别的重要性。但是，尽管这些实施例是名义上的电平衡，但是它的共模抑制小于许多潜在的应用要求。差动装置的共模抑制由共模抑制比(CMRR)来量化，该共模抑制比是差动装置的差模电压增益与共模电压增益的比率。一个提高共模抑制比的方法是增大声去耦器的厚度。但是，提高声去耦器的厚度使FACT的频率呈现由于更厚的声去耦器支持大于一个声模的能力引起的假象。假信号响应假象在许多应用中是不合需要的。因此，需要的是具有如上所述FACT的优点但具有更高共模抑制比和平稳的频率响应的FACT。
技术实现思路
在第一方面中，本专利技术提供一种薄膜声耦合变压器(FACT)，包括第一去耦层叠体声谐振器(DSBAR)和第二DSBAR。各个DSBAR包括下部薄膜体声谐振器(FBAR)、层叠在下部FBAR上的上部FBAR和在该FBAR之间的声去耦器。每个FBAR包括对置的平面电极和在该电极之间的压电元件。该FACT另外包括连接第一DSBAR的下部FBAR到第二DSBAR的下部FBAR的第一电路以及连接第一DSBAR的上部FBAR到第二DSBAR的上部FBAR的第二电路。在至少一个DSBAR中，该声去耦器、与该声去耦器相邻的下部FBAR的一个电极以及与该声去耦器相邻的上部FBAR的一个电极构成寄生电容。该FACT另外包括与该寄生电容并联电连接的电感器。该电感器提高该FACT的共模抑制比。在最后的方面，本专利技术提供一种具有由中心频率表征的通带性能的DSBAR器件。该DSBAR器件包括下部薄膜体声谐振器(FBAR)、层叠在下部FBAR上的上部FBAR和在该FBAR之间的声去耦器。每个FBAR包括对置的平面电极和在该电极之间的压电元件。该声去耦器构成为对频率等于中心频率的声信号施加名义上等于π/2的相变。附图说明1A是根据现有技术的1∶4或者4∶1薄膜声耦合变压器(FACT)的实施例的电路简图；图1B是显示当中间抽头接地时存在于图1A所示FACT中的寄生电容的示意图；图1C是显示当中间抽头浮动(floating)时存在于图1A所示FACT中的寄生电容的示意图；图2A是根据本专利技术具有高共模抑制比(CMRR)的薄膜声耦合变压器(FACT)的典型接地中间抽头实施例的示意图；图2B是根据本专利技术具有高CMRR的典型浮动中间抽头实施例的示意图；图3A是根据本专利技术在初级和次级之间提供DC隔离的、具有高CMRR的典型接地中间抽头实施例的示意图；图3B是根据本专利技术在初级和次级之间提供DC隔离的、具有高CMRR的典型浮动中间抽头实施例的示意图；图4A、4B和4C分别是形成根据本专利技术的FACT的实用实施例的基础、具有高CMRR的FACT的平面图和沿着图4A中截面线4B-4B和4C-4C的横截面图；图5是根据本专利技术具有高CMRR的FACT的第一实用实施例的平面图；图6是根据本专利技术具有高CMRR的FACT的第二实用实施例的平面图；图7是根据本专利技术在初级和次级之间提供DC隔离的、具有高CMRR的FACT的第三实用实施例的平面图；图8A、8B和8C分别是根据本专利技术具有高CMRR的FACT的第四实用实施例的平面图、侧视图和沿着图8A中截面线8C-8C的横截面图；图8D和8E是构成图8A-8C所示部分F本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜声耦合变压器（ＦＡＣＴ），包括：第一去耦层叠体声谐振器（ＤＳＢＡＲ）和第二ＤＳＢＡＲ，每个ＤＳＢＡＲ包括：下部薄膜体声谐振器（ＦＢＡＲ）和上部ＦＢＡＲ，该上部ＦＢＡＲ层叠在该下部ＦＢＡＲ的顶上，每个ＦＢＡＲ包括对置的 平面电极和在该电极之间的压电元件，和在ＦＢＡＲ之间的声去耦器；互连该下部ＦＢＡＲ的第一电路；和互连该上部ＦＢＡＲ的第二电路；其中：在至少一个ＤＳＢＡＲ中，该声去耦器、与该声去耦器相邻的下部ＦＢＡＲ的一个电极以 及与该声去耦器相邻的上部ＦＢＡＲ的一个电极构成寄生电容；和该ＦＡＣＴ另外包括与该寄生电容并联电连接的电感器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD拉森三世，SL艾利斯，N萨克西克，
申请(专利权)人：阿瓦戈科技无线IP新加坡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]