原标题：深入剖析BAWSAW和FBARfbar滤波器器

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很多通信系统发展到某种程度都会有小型化的趋势。一方面小型化可以让系统更加轻便和有效另一方面，日益发展的IC制造技术可以用更低的成本生产出大批量的小型产品

System)是这种小型产品的相关技术之一。MEMS可以检测环境的变化并通过微型电蕗产生相关反应MEMS的主要部分包括sensor(微传感器)或actuator(微执行器)和transducer(转换装置)，其中sensor可以检测某种物理化学或生物的存在或强度，比如温度压力，声音或化学成分transducer会把一种energy转换成另外一种(比如从电信号到机械波)。

目前MEMS被广泛的利用在多个领域里如下图。

Infrasonic(次声波)是低频率20Hz一下，人耳听不到可以用来研究地理现象(比如地震)。

下面提到的声波都是超声波的范围首先我们看看SAW filter。

IDT是由交叉排列的金属电极组成上圖中左边的IDT把电信号(electrical signal)转成声波(acoustic wave)，右边的IDT把接收到的声波再转成电信号

那IDT是怎么把电信号转成声波呢？原因在于IDT下方的压电材料

Piezoelectricity这词来源于希腊语 piezein，表示施加压力1880年由两位法国物理学家(Pierre，Paul-Jacques Curie)发现压电是指某些晶体(Crystal)受到外部压力时会产生电压，相反地如果某些晶体两面存在电压，晶体形状会轻微变形

为什么会发生这种现象？

首先说晶体科学意义上的晶体指其原子或分子在三维空间内以非常有规律地排列，而且隔一段距离重复着unit cell(基本组成单元)的固体比如食盐和糖也是晶体。大部分晶体的unit cell原子排列是对称的(with a center of symmetry)不管有没有外部压力，基夲单元里的net electric dipole始终是零而压电晶体的原子排列是不对称的(lacks a

压电晶体原子排列虽然不对称，但正电荷(positive charge)会和附近负电荷(negative charge)相互抵消(更确切是electric dipole moments相互抵消)所以整体的晶体不带电。当晶体受到压力时外形会变化一些原子间距离会变得更近或者更远，打乱了原来保持的平衡出现净电荷(net electrical

相反地，晶体两端加电压时原子受到“electrical pressure”为了保持电荷的平衡，原子来回震动使压电晶体形状轻微变形这种现象称为reverse-piezoelectric effect。

石英(quartz)是很常見的压电材料我们平时生活中使用的石英表也利用了石英的压电特性。纽扣电池给手表里面的电路供电电路会让石英晶体精确的震荡(震动)32768次/秒，再把震荡转成一次/秒的脉冲脉冲再驱动小型电机进而转动齿轮(指针)。

SAW filter常用的压电材料有LiTaO3LiNbO3，SiO2等其基本结构中左边IDT交叉排列嘚电极之间交流电压产生压电材料的mechanical stress并以SAW的形式沿着表面传播，而在垂直方向上SAW幅度快速衰落右边的IDT也是同样结构，只是接收SAW输出电信号。中间部分的shielding会影响输入和输出之间的耦合(coupling)关系到通带内的幅度ripple和群时延(group delay)。

SAW的频率可以大致参考以下公式:F = V/λ

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