Cristal de tantalate de lithium et son application - 07

3 L'application principale du cristal de tantalate de lithium

3.1 Filtre d'onde SAW

Il existe de nombreuses études sur les filtres dans les appareils SAW. Les filtres d'ondes présentent les avantages d'une faible perte de transmission, d'une fiabilité élevée, d'une grande flexibilité de fabrication, d'une compatibilité analogique/numérique, d'excellentes caractéristiques de sélection de fréquence et peuvent réaliser une variété de fonctions complexes. Les matériaux utilisés pour fabriquer les filtres doivent généralement avoir une bonne planéité de surface, un coefficient de couplage électromécanique élevé, une faible perte de propagation, un faible coefficient de température, une bonne répétabilité, une fiabilité élevée, une production de masse et un faible coût.

Les filtres SAW peuvent être divisés en filtres à haute perte et en filtres à faible perte en fonction de la perte d'insertion .  Ils peuvent être divisés en filtres transversaux et filtres de type résonateur selon la structure et la méthode de couplage .  La figure 2 est un diagramme structurel schématique d'un filtre SAW horizontal (SHSAW). Lorsque le signal électrique d'excitation d'entrée traverse le transducteur interdigital d'extrémité d'entrée, SAW est excité en raison de l'effet piézoélectrique inverse et se propage sur le substrat piézoélectrique pour atteindre le transducteur interdigital de sortie. Dans le même temps, en raison de l'effet piézoélectrique, le SAW est excité par le transducteur interdigital de sortie. Le dispositif est ensuite converti en un signal électrique pour la sortie, et le filtrage est mis en œuvre dans le processus de conversion électro - acoustique et acoustique- électro .

Figure 2. Schéma structurel du filtre SAW transversal

Les matériaux actuellement utilisés pour préparer les filtres SAW comprennent principalement le quartz, le cristal de tantalate de lithium et le niobate de lithium.  crystal (www.wisoptic.com) , etc. Le tableau 5 présente les principaux matériaux et leurs propriétés piézoélectriques. Comme le montre le tableau, le quartz a le coefficient de température le plus bas et la meilleure stabilité en température. Cependant, le coefficient de couplage électromécanique du quartz est trop faible. Lorsque la fréquence de fonctionnement est trop élevée, la plage de bande passante relative réalisable diminuera fortement  en raison de  l'influence de  des facteurs tels que la capacité du support après l'assemblage de la puce. Il est donc difficile pour les filtres SAW en quartz  pour atteindre des fréquences élevées et des bandes passantes larges.

Le coefficient de couplage électromécanique du tantalate de lithium et du niobate de lithium est supérieur à celui du quartz. Le tantalate de lithium peut atteindre une bande passante relative de 6 % à 7 %, tandis que le niobate de lithium peut atteindre une bande passante relative de 10 % à 12 %, mais les coefficients de température du tantalate de lithium et du niobate de lithium sont relativement élevés. Le cristal de tantalate de lithium coupé en X a une direction de coupe à température nulle . En contrôlant avec précision la coupe  direction, le point de coefficient de température zéro peut être contrôlé dans la plage de température ambiante, de sorte qu'il puisse être utilisé pour fabriquer des filtres haute fréquence et à large bande passante.

 Tableau 5. Matériaux SAW et leurs propriétés piézoélectriques