Высокочастотный пьезоэлемент

 

Изобретение относится к области пьезоэлектроники и может быть использовано при производстве пьезоэлементов для высокочастотных пьезорезонаторов и монолитных фильтров. Высокочастотный пьезоэлемент типа обратной мезаструктуры изготовлен из монокристаллической пластины в виде утонченной центральной части с более толстым окружающим ее буртиком, при этом буртик выполнен с разрывом, ширина которого составляет от 20 до 400 толщин утонченной части пьезоэлемента. 4 ил.

Изобретение относится к области пьезоэлектроники и может быть использовано при производстве пьезоэлементов для высокочастотных пьезорезонаторов и монолитных фильтров.

Известны высокочастотные пьезорезонаторы с пьезоэлементами в виде обратной мезаструктуры, представляющие собой монолитную структуру, центральная колеблющаяся часть которой намного тоньше окружающего ее буртика. Такая конструкция (см. например, пат. Франции N 2666705, кл. H 03 H 9/17, 9/25), 1992, позволяет выполнить пьезоэлемент толщиной до 1 мкм и повысить частоту до 1,5 ГГц. Частотная характеристика описанного пьезоэлемента имеет ряд паразитных всплесков и сопротивление такого пьезоэлемента составляет порядка нескольких десятков ом.

Улучшить частотную характеристику пьезоэлементов типа обратной мезаструктуры удается при помощи конструкции, описанной в пат. ЕПВ N 0468051 кл. H 03 H 9/19), 1992. Благодаря изменению формы пьезоэлемента удается снизить паразитные колебания, но они все равно оказывают влияние на частотную характеристику, т.к. и в этом случае пьезоэлемент зажат со всех сторон по всему периметру.

Задача предлагаемого изобретения заключается в улучшении моночастотности характеристики колебаний пьезоэлемента и уменьшении его динамического сопротивления.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в высокочастотном пьезоэлементе типа обратной мезаструктуры, изготовленном из монокристаллической пластины в виде утонченной центральной части с более толстым окружающим ее буртиком, буртик выполнен с разрывом, ширина которого составляет от 20 до 400 толщин утонченной части пьезоэлемента.

На чертежах на фиг. 1 4 представлено несколько вариантов исполнения предлагаемого пьезоэлемента. На фиг. 1 показан пьезоэлемент круглой формы с отсеченным сегментом, у которого разрыв буртика имеет переменную ширину. На фиг. 2 представлен пьезоэлемент круглой формы, у которого буртик имеет разрыв постоянной ширины. На фиг. 3 изображен пьезоэлемент прямоугольной формы с разрывом буртика постоянной ширины. На фиг. 4 представлен прямоугольный пьезоэлемент, у которого ширина разрыва буртика совпадает с шириной одной из сторон пьезоэлемента.

Предлагаемое устройство содержит (см. фиг.1) пьезоэлемент, состоящий из круглой кристаллической пластины, имеющей утонченную часть 1 и буртик 2, содержащий разрыв 3, ширина которого составляет от 20 до 400 толщин утонченной части пьезоэлемента. Аналогично утонченная часть пьезоэлемента и буртик с разрывом показаны на фиг.2, 3 и 4.

Наличие разрыва на буртике, окружающем активную часть пьезоэлемента, способствует существенному освобождению центральной колеблющейся части пьезоэлемента, что приводит к значительному уменьшению паразитных колебаний и улучшению амплитудно-частотной характеристики пьезоэлемента. При этом ширина разрыва буртика составляет от 20 до 400 толщин утонченной части пьезоэлемента. При разрыве менее 20 толщин влияние разрыва на частотную характеристику незначительно, а при разрыве более 400 толщин тонченной части пьезоэлемента конструкция становится механически непрочной, что приводит к значительным деформациям и поломкам пьезоэлемента в процессе его монтажа в кристаллодержатель.

Устройство работает следующим образом. При подаче переменного напряжения на возбуждающие электроды пьезоэлемента /на чертеже не показаны/ в утонченной части кристаллической пластины, расположенной между возбуждающими электродами, возникают колебания. При совпадении частоты возбуждающего переменного напряжения с собственной частотой толщинно-сдвиговых колебаний утонченной части пластины наступает резонанс конструкции, при этом проводимость устройства резко возрастает.

Наличие разрыва в буртике снижает жесткость конструкции и способствует возникновению более активных колебаний рабочей частоты. Кроме того, отсутствие деформаций пластины, вызванных напряжениями, возникающими при замкнутом буртике, значительно уменьшает число вероятных побочных колебаний пластины и способствует уменьшению динамического сопротивления пьезоэлемента, а также существенно уменьшает возникновение двойников в утонченной части пластины, что позволяет уменьшить потери от двойникования не менее, чем на 80%

Формула изобретения

Высокочастотный пьезоэлемент типа обратной мезаструктуры, изготовленный из монокристаллической пластины в виде утонченной центральной части с более толстым окружающим ее буртиком, отличающийся тем, что буртик выполнен с разрывом, ширина которого составляет 20 400 толщин утонченной части пьезоэлемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности, касается пьезоэлектронной промышленности, выпускающей резонаторы, генераторы, фильтры и другие приборы, работающие на объемных акустических волнах в диапазоне частот от 50 до 1000 МГц

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может использоваться в акустоэлектронных устройствах для обработки сигналов на поверхностных акустических волнах (ПАВ)

Изобретение относится к термокомпенсированному резонатору, который может использоваться в частотных генераторах. Технический результат - уменьшение частотного дрейфа в зависимости от температуры. Термокомпенсированный резонатор включает основу для деформации, сердцевина которой содержит первый материал, имеет по меньшей мере первое и второе покрытия, выполненные соответственно из второго и третьего материалов, причем для каждого материала изменение модуля Юнга в зависимости от температуры различное, каждая толщина первого и второго покрытий отрегулирована так, чтобы обеспечить резонатору практически нулевое изменение частоты первого и второго порядка в зависимости от температуры. 2 н. и 16 з. п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к термокомпенсированному резонатору и может использоваться в генераторе опорной частоты, в хронометре. Достигаемый технический результат - осуществление термокомпенсации по меньшей мере первого порядка. Термокомпенсированный резонатор содержит тело в деформированном виде, внутренняя часть которого выполнена из керамики, при этом по меньшей мере одна часть тела содержит покрытие, у которого изменение модуля Юнга при изменении температуры и низком термическом коэффициенте упругости (TEC) противоположно по знаку по сравнению с ТЕС керамики, использованной для изготовления внутренней части, так что изменение частоты резонатора при изменении температуры по существу равно нулю по меньшей мере в первом порядке. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к термокомпенсированному резонатору пружинно-балансного типа или камертонного типа. Технический результат заключается в упрощении коррекции таких устройств. Заявленный резонатор (1, 11) содержит деформированное тело (5, 15), внутренняя часть (8, 18) тела (5, 15) изготовлена из первого материала. Причем по меньшей мере одна часть тела (5, 15) содержит одно покрытие (2, 4, 6, 12, 14, 16) из металла с памятью формы, изменение модуля Юнга которого в зависимости от температуры (СТЕ) имеет противоположный знак по сравнению со значениями (СТЕ) первого материала, использованного для внутренней части (8, 18), так, чтобы изменение частоты указанного резонатора в зависимости от температуры было бы, по существу, равно нулю по меньшей мере до первого порядка (α, β). 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к средствам передачи информации от забоя скважины на поверхность с использованием импульсной телеметрии. Техническим результатом является обеспечение более высокой производительности передачи данных, увеличение срока эксплуатации элементов телеметрической системы. В частности, предложена импульсная телеметрическая система для передачи цифровых данных от ствола скважины к поверхностному блоку, содержащая: бурильную трубу, расположенную в скважине, содержащую передний по ходу конец и вмещающую по меньшей мере в части буровой раствор; один или более скважинных датчиков; блок обработки, соединенный с одним или более скважинным датчиком; клапан, соединенный по текучей среде с буровым раствором для регулирования давления в бурильной трубе рядом с передним по ходу концом для обуславливания перепадов давления в буровом растворе для передачи данных через буровой раствор. Причем клапан содержит привод типа звуковой катушки для образования перепадов давления в буровом растворе. При этом блок обработки содержит датчик скорости, выполненный с возможностью измерения скорости привода типа звуковой катушки и при этом блок обработки выполнен с возможностью управления положением привода типа звуковой катушки на основе измеренной скорости. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх