具有組合式厚度和寬度振動模式的壓電諧振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于具有組合式厚度（220T）和寬度（220W）振動模式的壓電諧振器（200）的方法和裝置。一種壓電諧振器可包括壓電基板（210）以及耦合至該壓電基板的第一表面的第一電極（205）。該壓電諧振器可進(jìn)一步包括耦合至該壓電基板的第二表面的第二電極（215），其中第一表面和第二表面基本平行并且定義該壓電基板的厚度尺寸。此外，該壓電基板的厚度尺寸（T）和寬度（W）尺寸被配置成當(dāng)激勵信號被施加于這些電極時，產(chǎn)生來自厚度振動模式與寬度振動模式的相干組合的諧振。
【專利說明】具有組合式厚度和寬度振動模式的壓電諧振器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]所公開的各實施例涉及壓電諧振器，尤其涉及將厚度和寬度振動模式相組合以改善機(jī)電耦合的壓電諧振器。
[0002]背景
[0003]壓電諧振器可用于頻率應(yīng)用范圍很廣的各種組件中，諸如用在振蕩器和濾波器中。這些諧振器還可用于在集成電路中生成時鐘信號，其中振動頻率與時鐘頻率直接相關(guān)。
[0004]壓電諧振器可被認(rèn)為是固態(tài)換能器，其可取決于諧振器被如何配置來將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，以及將電能轉(zhuǎn)換回機(jī)械能。機(jī)械能將其自身顯現(xiàn)為諧振器的壓電材料內(nèi)的振動。
[0005]圖1A和IB示出常規(guī)壓電諧振器中不同的諧振模式。各種諧振模式可相對于產(chǎn)生振動的壓電材料的幾何關(guān)系來定義。在圖1A中，壓電諧振器100可包括壓電基板115，該壓電基板115具有耦合至其上表面的第一電極105以及耦合至其下表面的第二電極110。當(dāng)向電極105和110施加電激勵信號時,可在壓電基板115內(nèi)感生電場120。電場120可引起寬度振動模式125，其中振動的頻率可取決于壓電基板的寬度(W)。寬度振動模式也可被稱為“d31”振動，其中d31是與壓電基板115的寬度尺寸(即，圖1A中示出的橫向尺寸)有關(guān)的壓電系數(shù)。
[0006]如圖1B所示，相同的電場120也可引起壓電基板115中的厚度振動模式130。此處，振動的頻率可取決于壓電基板的厚度(T)。厚度振動模式也可被稱為“d33”振動，其中d33是與壓電基板115的厚度尺寸(即，圖1B中示出的縱向尺寸)有關(guān)的壓電系數(shù)。
[0007]機(jī)電耦合系數(shù)(記為kt2)表示能量轉(zhuǎn)換的效率，從而較高的機(jī)電耦合系數(shù)指示機(jī)械能被更高效地轉(zhuǎn)換為電能。
[0008]在實踐中，在壓電諧振器中通常利用厚度振動模式，因為這一模式往往展現(xiàn)出高機(jī)電耦合系數(shù)kt2。然而，利用僅厚度振動模式的諧振器遭受這樣的缺點的影響:τ無法提供根據(jù)布局設(shè)計來定義諧振頻率的自由，而這是具有僅寬度振動模式的諧振器的優(yōu)點所在。應(yīng)當(dāng)注意，布局設(shè)計是制造前過程，其在制造之后無法更改。換言之，通過僅進(jìn)行一個批次的制造，寬度振動模式可以在單個晶片上提供多個工作頻率，但厚度振動模式諧振器僅提供一個頻率。
[0009]另一方面，具有由氮化鋁制成的基板的寬度振動模式壓電諧振器展現(xiàn)出為與厚度振動模式諧振器相關(guān)聯(lián)的值的大約三分之一的機(jī)電耦合系數(shù)。這意味著寬度振動模式諧振器的效率可能是低下的。然而，可以在制造前設(shè)計過程期間通過耦合多個振動諧振器以形成多指諧振器來容易地改變寬度。該多個指可被毗鄰放置，并且通過它們的邊緣機(jī)械耦合，以使得包括多個指的整體結(jié)構(gòu)作為單個主體來振動。該多個指可以在電學(xué)上并聯(lián)連接，以使得整個結(jié)構(gòu)在電學(xué)上等效于單個諧振器。
[0010]目前沒有能夠利用寬度振動模式和厚度振動模式兩者的積極屬性的壓電諧振器。相應(yīng)地，存在對于能夠?qū)挾群秃穸日駝幽Ｊ降膬?yōu)點相組合以改善效率而同時仍然保留單片(即，單次制造)多頻能力的壓電諧振器的需求。
[0011]概述[0012]所公開的各實施例涉及具有組合式厚度和寬度振動模式的壓電諧振器。
[0013]一個實施例可包括一種壓電諧振器，其可包括壓電基板以及耦合至該壓電基板的第一表面的第一電極。該壓電諧振器可進(jìn)一步包括耦合至該壓電基板的第二表面的第二電極，其中第一表面和第二表面基本平行并且定義該壓電基板的厚度尺寸，并且其中該壓電基板的厚度尺寸和寬度尺寸被配置成當(dāng)激勵信號被施加于這些電極時產(chǎn)生來自厚度振動模式與寬度振動模式的相干組合的諧振。
[0014]另一實施例可包括一種用于在壓電諧振器中生成振蕩信號的方法。該方法可包括跨壓電元件接收電信號，以及在該壓電元件的厚度尺寸中建立第一振動模式。該方法可進(jìn)一步包括在該壓電元件的寬度尺寸中建立第二振動模式，并且相干地組合第一振動模式和第二振動模式以產(chǎn)生諧振振動，該諧振振動將機(jī)電耦合系數(shù)(kt2)增大到超過僅寬度振動模式下的機(jī)電耦合系數(shù)而同時提供單片多頻能力。
[0015]另一實施例可包括一種在縱向方向上具有諧振并且在橫向方向具有諧振的壓電諧振器?？v向方向上的諧振與橫向方向上的諧振可被組合以生成電信號。
[0016]附圖簡述
[0017]給出附圖以幫助描述各實施例，并且提供附圖僅僅是為了解說各實施例而非對其構(gòu)成限定。
[0018]圖1A和IB示出常規(guī)壓電諧振器的圖示，該圖示示出不同的振動模式。
[0019]圖2解說具有組合式寬度和厚度振動模式的示例性單個壓電諧振器的圖示。
[0020]圖3是示出具有組合式寬度和厚度振動模式的示例性多指壓電諧振器的圖示。
[0021]圖4是示出具有中空盤狀形狀的示例性壓電諧振器的圖示。
[0022]圖5是示出具有圓柱形形狀的示例性壓電諧振器的圖示。
[0023]圖6示出機(jī)電耦合kt2與厚度寬度比(T/W)之間的關(guān)系的標(biāo)繪。
[0024]圖7是描繪將壓電諧振器納入到遠(yuǎn)程單元中的一實施例的圖示。
[0025]詳細(xì)描述
[0026]實施例的諸方面在以下針對此類實施例的描述和相關(guān)示圖中得到公開?？梢栽O(shè)計替換實施例而不會脫離本發(fā)明的范圍。另外，這些實施例中所使用和應(yīng)用的眾所周知的要素將不被詳細(xì)描述或?qū)⒈皇∪ヒ悦怃螞]相關(guān)細(xì)節(jié)。
[0027]措辭“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實例或解說”。本文中描述為“示例性”的任何實施例不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他實施例。同樣，術(shù)語“實施例”并不要求所有實施例都包括所討論的特征、優(yōu)點、或工作模式。本文所使用的術(shù)語僅出于描述特定實施例的目的，而并不旨在限定本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式的“一”、“某”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確指示。還將理解，術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”和/或“含有”在本文中使用時指明所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、和/或組件的存在，但并不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組件和/或其群組的存在或添加。
[0028]此外，許多實施例是以將由例如計算設(shè)備的元件執(zhí)行的動作序列的形式來描述的。將可認(rèn)識到，本文中所描述的各種動作能由專用電路(例如，專用集成電路(ASIC))、由正被一個或多個處理器執(zhí)行的程序指令、或由這兩者的組合來執(zhí)行。另外，本文中所描述的這些動作序列可被認(rèn)為是完全體現(xiàn)在任何形式的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)內(nèi)，其內(nèi)存儲有一經(jīng)執(zhí)行就將使相關(guān)聯(lián)的處理器執(zhí)行本文所描述的功能性的相應(yīng)計算機(jī)指令集。因此，本發(fā)明的各種方面可以用數(shù)種不同形式來體現(xiàn)，所有這些形式都已被構(gòu)想落在所要求保護(hù)的主題內(nèi)容的范圍內(nèi)。另外，對于本文中所描述的每個實施例，任何此類實施例的對應(yīng)形式可在本文被描述為例如“配置成執(zhí)行所描述的動作的邏輯”。
[0029]本文提供的各實施例討論具有使用共同激勵信號的組合式寬度和厚度振動模式的壓電諧振器。如本文所使用的，寬度振動模式(其也可被稱為橫向振動模式)可被定義為垂直于所施加的電場的振動維度。厚度振動模式(其也可被稱為縱向振動模式)可被定義為平行于所施加的電場的振動維度。從寬度和厚度兩者中的振動產(chǎn)生的電能可被利用以提高效率并且使機(jī)電耦合最大化。通過實驗觀察到，約為I的厚度寬度比(T/W) (B卩，寬度約等于厚度)提供了改善的效率，如下文更詳細(xì)地討論的?？梢允褂靡阎夹g(shù)來制造壓電諧振器并且可將其實施在至少一個半導(dǎo)體管芯中。
[0030]圖2解說具有組合式寬度和厚度振動模式的示例性單個壓電諧振器200的圖示。壓電諧振器200可具有第一電極205和第二電極215，這兩個電極可耦合到壓電基板210的相對側(cè)上。然而在一些實施例中，電信號可被直接施加于該壓電基板而不使用所制造的電極 205,215ο
[0031]壓電基板210通?？梢允褂玫X(Α1Ν)、氧化鋅(ZnO)或具有壓電性質(zhì)的任何其他合適材料來形成。寬度厚度比(τ/w)可位于0.75到1.25之間的范圍中，并且可以例如為I。當(dāng)Τ/W等于I時，厚度和寬度范圍是相同的，并且壓電基板210具有正方形橫截面。當(dāng)T/W=l時,組合振動頻率反比地取決于各維度。即,T=W=X/2,其中λ對應(yīng)于諧振振動的波長。頻率可由f=v/X來決定，其中V是振動波穿過壓電基板210的傳播速度。傳播速度V是在壓電基板210中行進(jìn)的波的聲速。
[0032]當(dāng)向電極205和215施加電激勵信號時，可在壓電基板210內(nèi)形成電場225。電場225激勵壓電基板210并且誘發(fā)寬度(W)范圍中的振動(即，激勵起寬度振動模式220W)以及誘發(fā)厚度(T)范圍中的振動(B卩，激勵起厚度振動模式220T)。這兩種振動模式同時發(fā)生，并且能夠以相干的方式在壓電基板210內(nèi)組合，由此產(chǎn)生比僅寬度振動模式組件更高效的組合振動模式。這兩種振動模式顯現(xiàn)可被轉(zhuǎn)換回電信號的機(jī)械能。
[0033]這兩種振動模式的相干組合可導(dǎo)致比僅寬度振動模式更高的有效機(jī)電耦合kt2(其中kt2是機(jī)械能與電能之比)。相應(yīng)地，這一技術(shù)提供了通過對壓電薄膜厚度進(jìn)行工程設(shè)計來優(yōu)化橫向振動(寬度振動模式)諧振器的kt2的方式，以使得能夠在單器件技術(shù)中同時達(dá)成高kt2以及單片多頻能力兩者。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會，為達(dá)成這一目標(biāo)，Τ/ff比不必嚴(yán)格等于1，但應(yīng)當(dāng)接近于I以實現(xiàn)改善的kt2結(jié)果。
[0034]如圖2中示出的壓電諧振器200是指型諧振器，其中第一電極205可充當(dāng)輸入，而第二電極215可充當(dāng)輸出電極或接地。例如，如果第二電極215接地，則該諧振器是單端口諧振器，其為雙端子器件。如果第二電極是輸出，則該諧振器是雙端口諧振器，其為四端子器件。
[0035]根據(jù)一個實施例，壓電諧振器200可包括用于跨壓電元件接收電信號的裝置(205、215),用于在寬度方向上建立第一振動模式的裝置(210),用于在厚度方向上建立第二振動模式的裝置(210)，以及用于將第一振動模式與第二振動模式相組合以產(chǎn)生諧振振動的裝置(210)，該諧振振動將機(jī)電耦合系數(shù)(kt2)增大到超過僅寬度振動模式。
[0036]相應(yīng)地,另一實施例可包括一種在縱向方向上具有諧振并且在橫向方向上具有諧振的壓電諧振器200?？v向方向上的諧振與橫向方向上的諧振可在壓電基板210中被組合以產(chǎn)生電信號。
[0037]圖3是示出具有組合式寬度和厚度振動模式的示例性多指壓電諧振器300的圖示。壓電諧振器300包括延長的壓電基板310。第一組電極305A-30?耦合至延長的壓電基板310的第一表面,而第二組電極315A-31? f禹合至延長的壓電基板310的第二側(cè)。該第二側(cè)可以與第一側(cè)相對和/或平行。
[0038]多指壓電諧振器300包括整數(shù)個(N)子諧振器。每一個子諧振器可具有為寬度尺寸W和厚度尺寸T。T/W比可處于0.75到1.25之間的范圍中，并且例如可以等于I。相應(yīng)地，壓電基板310的寬度尺寸上的整體范圍約為N X W。相對的電極對(例如，305A、315A)跨每一個子諧振器布置。兩組電極305、315可以沿著延長的壓電基板310在寬度尺寸上等距間隔，其分隔與W成比例的節(jié)距值。
[0039]多指壓電諧振器300可以是多端口諧振器。每個端口可包括兩個端子。一般而言，這兩個端子之一通常接地；然而，這不是必須的。在一個示例中，在諧振器300可以利用雙端口電極配置的情況下，電極305A和305C能夠形成輸入端子，而315B和31?可形成輸出端子。其余的電極可形成接地端子，并且由輸入和輸出端口兩者共享。輸入端子和接地端子(兩個端子)形成輸入端口。輸出端子和接地端子形成輸出端口。
[0040]在另一示例中，多指壓電諧振器300可以利用四端口電極配置，該配置可用于支持差分輸入和差分輸出。接地端子可由這四個端子共享以形成四個端口:端口 1:輸入+和接地；端口 2:輸入-和接地；端口 3:輸出+和接地；端口 4:輸出-和接地。
[0041 ] 因為毗鄰的子諧振器一般相對彼此異相振動，所以電場線針對不同子諧振器具有交替的圖案。這一定相安排準(zhǔn)許設(shè)計出整個多指壓電諧振器的等效阻抗。kt2通過對w/τ比進(jìn)行工程設(shè)計得到改善，但與將一些電極專用于輸入信號、將另外一些電極專用于輸出信號、并將再有一些電極專用于接地的多指安排沒什么關(guān)系。例如，電極305A和315B可被指定為接收輸入信號，電極305C和31?被指定為提供輸出信號，而315A、305B、315C和30?綁定至接地。因為與毗鄰子諧振器相關(guān)聯(lián)的信號具有相反的極性，所以電場線的方向在毗鄰子諧振器中是相反的，如圖3所示。不同的電極配置可創(chuàng)建各個子諧振器之間不同的耦合。子諧振器耦合還可增強(qiáng)整個諧振器的總體等效kt2。
[0042]圖4是示出具有中空盤狀形狀的示例性壓電諧振器400的圖示。在這一實施例中，壓電諧振器400可包括中空盤形式的壓電基板410。每一個圓形子諧振器(由壓電基板上的圓形電極形成)的寬度可以是W，因此實心部分的整體厚度將約為Nx W，其中N是子諧振器的數(shù)目(例如，在圖4中，子諧振器的數(shù)目N為2)。盤的厚度為T，如圖4中所見。第一組電極405可耦合至壓電基板的第一側(cè)。第二組電極415可耦合至第二側(cè)，該第二側(cè)與第一側(cè)平行。壓電諧振器400的操作與圖2中示出的壓電諧振器200相類似，因為壓電諧振器200的長度尺寸實質(zhì)上在圖4所示的實施例中被“卷成圓”。寬度和厚度尺寸基本相同，因為T/W比可處于0.75至1.25之間的范圍中，并且可以例如等于一(I)。
[0043]圖5是示出具有圓柱形形狀的示例性壓電諧振器500的圖示。在這一實施例中，壓電諧振器500可包括實心圓柱體形式的壓電基板510。圓柱體的厚度為T，而圓柱體的寬度為W并且還是如圖5所示的圓形表面的半徑。第一電極505 (其形狀可為盤形)可耦合至壓電基板510的第一圓形側(cè)。第二電極515的形狀也可以是盤形，并且可以耦合至壓電基板510的第二圓形側(cè)，該第二圓形側(cè)與第一圓形側(cè)平行。在這一情形中，頂部(底部)圓形表面的半徑(W)決定了橫向振動的頻率。厚度(T)決定了縱向振動的頻率。寬度和厚度尺寸可被如此配置，以使得T/W比處于0.75至1.25之間的范圍中，并且可以例如等于I。當(dāng)Τ/ff比約等于I時，可以改善有效的機(jī)電耦合kt2，如上文在對圖2中示出的實施例的描述中所描述的。
[0044]圖6示出機(jī)電耦合kt2與厚度寬度比(T/W)之間的示例性關(guān)系的標(biāo)繪。圖6解說了一模擬的結(jié)果，該模擬預(yù)測最大機(jī)電耦合kt2可能發(fā)生在T/W=l時。在這一情形中，寬度振動模式和厚度振動模式可以相干地組合以產(chǎn)生圖6中示出的峰。然而，當(dāng)T/W比處于0.75至1.25的范圍內(nèi)時，可以在機(jī)電耦合kt2上得到增益。
[0045]圖7是示出可以在其中采用本公開的各實施例的示例性無線通信系統(tǒng)700的圖示。出于解說目的，圖7示出了三個遠(yuǎn)程單元720、730和750以及兩個基站740。注意到，常規(guī)無線通信系統(tǒng)可具有多得多的遠(yuǎn)程單元和基站。遠(yuǎn)程單元720、730和750可包括壓電諧振器725A、725B和725C，其可以是上文討論的本公開的一實施例。圖7進(jìn)一步示出從基站740到遠(yuǎn)程單元720、730和750的前向鏈路信號780，以及從遠(yuǎn)程單元720、730和750到基站740的反向鏈路信號790。
[0046]在圖7中，遠(yuǎn)程單元720被示為移動電話，遠(yuǎn)程單元730被示為便攜式計算機(jī)，而遠(yuǎn)程單元750被示為無線本地環(huán)路系統(tǒng)中的位置固定的遠(yuǎn)程單元。例如，這些遠(yuǎn)程單元可以是移動電話、手持式個人通信系統(tǒng)(PCS)單元、便攜式數(shù)據(jù)單元(諸如個人數(shù)據(jù)助理)、啟用GPS的設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、機(jī)頂盒、音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、位置固定的數(shù)據(jù)單元(諸如儀表讀數(shù)裝置)、或者存儲或檢索數(shù)據(jù)或計算機(jī)指令的任何其他設(shè)備，或者其任何組合。盡管圖7解說根據(jù)本公開的教義的遠(yuǎn)程單元，但本公開并不限于這些所解說的示例性單元。本公開的各實施例可適于用在包括有源集成電路系統(tǒng)(包括存儲器和用于測試和表征的片上電路系統(tǒng))的任何設(shè)備中。本公開的各實施例可適于用在包括有源集成電路系統(tǒng)(包括存儲器和用于測試和表征的片上電路系統(tǒng))的任何設(shè)備中。本文所述的壓電諧振器可在各種各樣的應(yīng)用中使用，諸如舉例而言時鐘的頻率源、本地振蕩器、諧振器濾波器、諧振傳感器、雙工器等等。
[0047]上文所公開的設(shè)備和方法可被設(shè)計并可被配置在⑶SII和GERBER計算機(jī)文件中，其可存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)上。這些文件進(jìn)而被提供給制造處理者，制造處理者基于這些文件來制造設(shè)備。結(jié)果產(chǎn)生的產(chǎn)品是半導(dǎo)體晶片，其隨后被切割為半導(dǎo)體管芯并被封裝成半導(dǎo)體芯片。這些芯片隨后用在上文描述的設(shè)備中。
[0048]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會，信息和信號可使用各種不同技術(shù)和技藝中的任何一種來表示。例如，以上描述通篇引述的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、位(比特)、碼元、和碼片可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光學(xué)粒子、或其任何組合來表不。
[0049]盡管前面的公開示出了解說性實施例，但是應(yīng)當(dāng)注意在其中可作出各種變更和修改而不會脫離如所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍。根據(jù)本文中所描述的實施例的方法權(quán)利要求的功能、步驟和/或作不必按任何特定次序來執(zhí)行。此外，盡管本發(fā)明的要素可能是以單數(shù)來描述或主張權(quán)利的，但是復(fù)數(shù)也是已料想了的，除非顯式地聲明了限定于單數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種壓電諧振器，包括: 壓電基板； 耦合至所述壓電基板的第一表面的第一電極；以及 耦合至所述壓電基板的第二表面的第二電極，其中所述第一表面和所述第二表面基本平行并且定義所述壓電基板的厚度尺寸，以及 其中所述壓電基板的所述厚度尺寸和寬度尺寸被配置成當(dāng)激勵信號被施加于所述電極時，產(chǎn)生來自厚度振動模式與寬度振動模式的相干組合的諧振。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于，所述厚度尺寸與所述寬度尺寸之比處于0.75至1.25之間的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的壓電諧振器，其特征在于，所述厚度尺寸與所述寬度尺寸之比約等于I。
4.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于，所述第一電極是輸入端子，而所述第二電極是輸出端子或接地端子。
5.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于，所述壓電基板在寬度上延長到所述寬度尺寸的多倍以形成多個子諧振器，所述壓電諧振器進(jìn)一步包括: 耦合至延長的壓電基板的第一表面并且沿著延長的寬度尺寸等距間隔的多個第一電極，其中所述多個第一電極中的每一個第一電極基本以每一子諧振器為中心；以及 耦合至所述延長的壓電基板的第二延長表面且沿著所述延長的寬度尺寸等距間隔的多個第二電極，其中所述多·個第二電極中的每一個第二電極基本以每一子諧振器為中心，并且所述第一延長表面與所述第二延長表面基本平行；并且 其中所述子諧振器中的每一個子諧振器的所述厚度尺寸和寬度尺寸被配置成當(dāng)激勵信號被施加于所述電極中的每一個電極時，產(chǎn)生來自厚度振動模式與寬度振動模式的相干組合的諧振。
6.如權(quán)利要求5所述的壓電諧振器，其特征在于，進(jìn)一步包括: 輸入端口，進(jìn)一步包括: 一組輸入電極，所述一組輸入電極選自所述多個第一電極中的非毗鄰電極，以及第一組接地電極，所述第一組接地電極選自所述多個第二電極中的非毗鄰電極，其中所述一組輸入電極與所述第一組接地電極徑向相對；以及輸出端口，進(jìn)一步包括: 一組輸出電極，所述一組輸出電極選自所述多個第二電極中的非毗鄰電極，以及第二組接地電極，所述第二組接地電極選自所述多個第一電極中的非毗鄰電極，其中所述一組輸出電極與所述第二組接地電極徑向相對。
7.如權(quán)利要求5所述的壓電諧振器，其特征在于，進(jìn)一步包括: 第一端口，進(jìn)一步包括選自所述多個第一電極的正輸入端子以及選自所述多個第二電極的第一接地端子，其中所述正輸入端子和所述第一接地端子徑向相對； 第二端口，進(jìn)一步包括選自所述多個第一電極的負(fù)輸入端子以及選自所述多個第二電極的第二接地端子，其中所述負(fù)輸入端子和所述第二接地端子徑向相對； 第三端口，進(jìn)一步包括選自所述多個第一電極的正輸出端子以及選自所述多個第二電極的第三接地端子，其中所述正輸出端子和所述第三接地端子徑向相對；以及第四端口，進(jìn)一步包括選自所述多個第一電極的負(fù)輸出端子以及選自所述多個第二電極的第四接地端子，其中所述負(fù)輸出端子和所述第四接地端子徑向相對。
8.如權(quán)利要求5所述的壓電諧振器，其特征在于，施加于毗鄰子諧振器的所述激勵信號具有相反極性。
9.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其為矩形棱柱體、中空圓柱體、或盤形之一。
10.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于，所述基板用氮化鋁、PZT、鈮酸鋰、鉭酸鋰或氧化鋅之一形成。
11.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其被集成在至少一個半導(dǎo)體管芯中。
12.如權(quán)利要求1所述的壓電諧振器，其特征在于，進(jìn)一步包括其中集成有所述壓電諧振器的電子設(shè)備，所述電子設(shè)備選自包括以下各項的組:機(jī)頂盒、音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導(dǎo)航設(shè)備、通信設(shè)備、個人數(shù)字助理(PDA)、位置固定的數(shù)據(jù)單元、以及計算機(jī)。
13.—種用于在壓電諧振器中產(chǎn)生振蕩信號的方法,包括: 跨壓電元件接收電信號； 在所述壓電兀件的厚度尺寸中建立第一振動模式； 在所述壓電元件的寬度尺寸中建立第二振動模式；以及 相干地組合所述第一振動模式和所述第二振動模式以產(chǎn)生諧振振動，所述諧振振動將機(jī)電耦合系數(shù)(kt2)增大到超過僅寬度振動模式而同時提供單片多頻能力。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述壓電諧振器應(yīng)用于其中集成有所述壓電設(shè)備的電子設(shè)備中，所述電子設(shè)備選自`包括以下各項的組:機(jī)頂盒、音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導(dǎo)航設(shè)備、通信設(shè)備、個人數(shù)字助理(PDA)、位置固定的數(shù)據(jù)單元、以及計算機(jī)。
15.—種用于在壓電諧振器中產(chǎn)生振蕩信號的方法,包括: 用于跨壓電元件接收電信號的步驟； 用于在所述壓電元件的厚度尺寸中建立第一振動模式的步驟； 用于在所述壓電元件的寬度尺寸中建立第二振動模式的步驟；以及用于相干地組合所述第一振動模式和所述第二振動模式以產(chǎn)生諧振振動的步驟，所述諧振振動將機(jī)電耦合系數(shù)(kt2)增大到超過僅寬度振動模式而同時提供單片多頻能力。
16.—種壓電諧振器,包括: 用于跨壓電元件接收電信號的裝置； 用于在寬度方向上建立第一振動模式的裝置； 用于在厚度方向上建立第二振動模式的裝置；以及 用于組合所述第一振動模式和所述第二振動模式以產(chǎn)生諧振振動的裝置，所述諧振振動將機(jī)電耦合系數(shù)(kt2)增大到超過僅寬度振動模式。
17.—種壓電諧振器,包括: 縱向方向上的諧振；以及 橫向方向上的諧振，其中所述縱向方向上的諧振與所述橫向方向上的諧振被組合以生成電信號。
18.如權(quán)利要求17所述的壓電諧振器，其特征在于，所述縱向方向上的諧振頻率基于厚度尺寸，而所述橫向方向上的諧振頻率基于寬度尺寸。
19.如權(quán)利要求18所述的壓電諧振器，其特征在于，所述厚度尺寸與所述寬度尺寸之比約等于I。
20.如權(quán)利要求17所述的壓電諧振器，其特征在于，有效機(jī)電耦合系數(shù)基于所述縱向方向和所述橫向方向上的諧振的機(jī)電耦合之和。
21.如權(quán)利要求17所述的壓電諧振器，其特征在于，進(jìn)一步包括頂部電極和底部電極，以使得電流在所述縱向方向上。
22.如權(quán)利要求17所述的壓電諧振器，其特征在于，進(jìn)一步包括多個頂部電極和底部電極，以使得電流在所述縱向方向上。
23.如權(quán)利要求17所述的壓電諧振器，其特征在于，所述電信號的頻率能夠通過更改所述寬度尺寸來更改。
【文檔編號】H03H9/56GK103828233SQ201280046484
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月23日
【發(fā)明者】C·左, C·S·羅, S·朱, C·尹, J·金 申請人:高通股份有限公司