卓胜微 MAX-SAW 滤波器是基于声表面波(SAW)技术的一种滤波器,其工作原理与传统 SAW 滤波器类似,但在材料和结构上进行了创新优化,具体如下:
一、声表面波(SAW)技术的基本原理
SAW 滤波器的工作基于压电效应和声表面波传播特性:
- 压电效应激发声表面波:
- 在压电材料(如石英、铌酸锂等)表面制作叉指换能器(IDT),当输入电信号通过 IDT 时,由于压电效应,材料表面会产生机械振动,形成沿表面传播的声表面波。
- 声表面波的滤波作用:
- 声表面波在传播过程中,会与滤波器表面的特定结构(如反射栅、沟槽等)相互作用,不同频率的声波因波长差异,会被选择性地反射、透射或吸收,最终在输出端通过 IDT 将声信号重新转换为电信号,实现对特定频率信号的滤波。
二、MAX-SAW 滤波器的技术创新与工作原理优化
卓胜微 MAX-SAW 滤波器通过材料创新和结构优化,在传统 SAW 原理基础上提升了性能,核心机制如下:
1. POI 衬底材料的应用
- 材料特性:采用多孔氧化硅(POI)衬底,相比传统 SAW 滤波器的蓝宝石或硅衬底,POI 衬底具有更优的声学特性(如更低的声损耗、更稳定的弹性常数)。
原理优势:
- POI 衬底的低损耗特性减少了声表面波传播过程中的能量衰减,提高了滤波器的品质因数(Q 值),从而提升带内插损和带外抑制性能。
- 其结构设计可有效控制声表面波的传播速度和波长,使滤波器在 sub-3GHz 频段仍能保持高效滤波能力(传统 SAW 在 1GHz 以上频段性能衰减明显)。
2. 氧化埋层与结构优化
- 内部结构创新:在压电层和功能层表面以下增加额外的氧化埋层。
对工作原理的影响:
- 改善频率温度系数(TCF):氧化埋层的热膨胀系数与压电材料匹配度更高,可降低温度变化对声表面波传播速度的影响,使滤波器在宽温范围内保持频率稳定性。
- 提升 Q 值与能量效率:氧化埋层减少了声表面波向衬底内部的能量泄漏,降低了损耗,同时优化了压电材料的机电耦合系数,使滤波器在高频段仍能保持高能量转换效率。
3. 多频段适配与集成设计
- 工作原理拓展:通过优化 IDT 的指条间距、周期数及反射栅结构,MAX-SAW 滤波器可适配 5G sub-6GHz 频段(尤其是中低频段)的多频段需求。
- 集成化设计:基于 POI 衬底的工艺兼容性,可将多个不同频段的滤波单元集成在同一芯片上,通过声表面波的空间分布和相位控制,实现多频段信号的同步滤波,满足射频前端模组化的集成需求。
卓胜微 MAX-SAW 滤波器的工作原理以传统 SAW 技术为基础,通过 POI 衬底材料创新和结构优化,在声表面波的激发、传播及滤波过程中实现了性能突破,尤其是在 sub-3GHz 频段兼具高性能与成本优势,更适配 5G 射频前端的小型化、集成化需求。未来随着异质异构技术和模组化集成的发展,其工作原理将进一步与多技术路径融合,提升综合滤波能力。