Активні фільтри на тонкоплівкових п’єзоелектричних резонаторах

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЗазерін, Андрій Ігорович
dc.contributor.degreedepartmentКафедра мікроелектронікиuk
dc.contributor.degreefacultyФакультет електронікиuk
dc.contributor.degreegrantorНаціональний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"uk
dc.date.accessioned2016-10-21T07:58:43Z
dc.date.available2016-10-21T07:58:43Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenThe dissertation is devoted to the development of new frequency selection devices based on active elements and thin-film piezoelectric resonators for frequency range of 0,1..10 GHz, which combine superior electrical and performance characteristics as well as the standard IC technology integration ability. The simulation of the FBAR was carried out using finite element method and broadband resonator model was developed. The model is suitable for simulation the electrical characteristics of membrane-type and Bragg-reflector type structures. The modified OTA macromodel was developed which included nonlinear amplification section based on Chebyshev polynomials and also nonlinear thermal and flicker noise sources. The analysis of reactive loadings effect on BAW resonator was carried out. It was shown that active filter links with tunability over 200% can be developed using the reactance simulators. The circuits and calculation algorithms of the modified ladder and differential filters based on BAW resonators and active elements were developed. The method of resonator’s impedance transformation using the gyrator was shown as well as the practical possibility of electronic tuning of effective resonator square. The presented effect can be used to reduce the filter size. The filter synthesis procedure was developed based on LC prototypes replacing with the active resonator analogs, which provide improved performance due to high initial quality factor and stability of the passive subcircuit. The implementation of this approach was shown on examples of small-sized LPF and HPF based on FBAR.uk
dc.description.abstractruДиссертация посвящена разработке класса приборов для частотной селекции сигналов на основе активных элементов и тонкопленочных пьезоэлектрических резонаторов для диапазона частот 0,1..10 ГГц, сочетающих улучшенные электрические и эксплуатационные характеристики, а также возможность интеграции по технологии ИС. Проведено исследование ТПР методом конечных элементов и разработана широкополосная модель резонатора, пригодная для моделирования электрических характеристик конструкций резонаторов мембранного типа и с брэгговским отражателем. Разработана модифицированная макромодель ОПС, в которой применена секция нелинейного усиления на основе полиномов Чебышева и включены нелинейные модели теплового и фликер шумов. Проведен анализ влияния перестраиваемых реактивных нагрузок на характеристики ТПР. Приведены схемы активных имитаторов индуктивности и отрицательной емкости на основе ОПС. Показана возможность использования таких схем для реализации звеньев активных фильтров с диапазоном перестройки до 200% и выше. Предложены схемы и алгоритмы расчета модифицированных лестничных фильтров на П-, Т- и Г- звеньях, а также дифференциальных фильтров с ТПР резонаторами и активными нагрузками. Предложен метод преобразования импеданса ТПР с использованием гиратора и показана практическая возможность электронной перестройки эффективной площади резонатора, что позволяет уменьшить габариты фильтров. Разработан алгоритм синтеза фильтров, основанный на замещении прототипов пассивных LC фильтров активными аналогами на ТПР, обеспечивающими улучшенные характеристики за счет высокой исходной добротности и стабильности пассивной подсхемы. Приведены примеры применения такого подхода для реализации малогабаритных активных ФНЧ и ФВЧ на ТПР. Проведена оценка устойчивости, чувствительности и динамического диапазона активных фильтров на ТПР. Показано, что чувствительность активных узкополосных фильтров выше чувствительности пассивных аналогов, что объясняется дифференциальным выполнением фильтра и тепловой зависимостью коэффициента усиления ОПС. Чувствительность широкополосных фильтров резко снижается, что увеличивает выход годных изделий. Наиболее подверженными влиянию девиации параметров являются центральная частота и ширина полосы пропускания активных фильтров на ТПР, а наиболее влиятельными источниками их вариации – толщины резонаторов. Проведена оценка выхода годных приборов с применением допускового анализа методом Монте-Карло. Показано, что применение ТПР с брэгговским отражателем позволяет снизить чувствительность фильтра к вариациям толщины резонаторов при производстве и увеличить выход годных изделий.uk
dc.description.abstractukДисертація присвячена розробленню класу пристроїв частотної селекції сигналів на основі активних елементів і тонкоплівкових п’єзоелектричних резонаторів для діапазону частот 0,1..10 ГГц, що поєднують поліпшені електричні та експлуатаційні характеристики, а також можливість інтеграції за технологією ІС. Проведено дослідження ТПР методом скінченних елементів та розроблено широкосмугову модель резонатора, придатну для моделювання електричних характеристик конструкцій резонаторів мембранного типу та з бреггівським відбивачем. Розроблено модифіковану макромодель ОПС, у якій застосована секція нелінійного підсилення на основі поліномів Чебишева та включені нелінійні моделі теплового та флікер шумів. Проведено аналіз впливу реактивних навантажень з функцією перелаштування на характеристики ТПР. Наведено схеми активних імітаторів індуктивності та від’ємної ємності на основі ОПС. Показана можливість використання таких схем для реалізації ланок активних фільтрів з діапазоном перебудови до 200% та вище. Запропоновано метод перетворення імпедансу ТПР із використанням гіратора та показана практична можливість електронного перелаштування ефективної площі резонатора, що дозволяє зменшити габарити фільтрів. Розроблено алгоритм синтезу фільтрів, заснований на заміщенні прототипів пасивних LC фільтрів активними аналогами на ТПР, що забезпечують поліпшені характеристики за рахунок високої вихідної добротності і стабільності пасивної підсхеми. Приведені приклади застосування такого підходу для реалізації малогабаритних активних ФНЧ і ФВЧ на ТПР.uk
dc.format.page23 с.uk
dc.identifier.citationЗазерін А. І. Активні фільтри на тонкоплівкових п’єзоелектричних резонаторах : автореф. дис. ... канд. техн. наук. : 05.27.01 – твердотільна електроніка / Андрій Ігорович Зазерін. - Київ, 2016. - 23 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/17771
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ «КПІ»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectтонкоплівковий резонаторuk
dc.subjectбреггівський відбивачuk
dc.subjectактивний фільтрuk
dc.subjectфільтр з функцією перелаштуванняuk
dc.subjectімітатор від’ємної ємностіuk
dc.subjectтонкопленочный резонаторru
dc.subjectбрэгговский отражательru
dc.subjectактивный фильтрru
dc.subjectперестраиваемый фильтрru
dc.subjectимитатор отрицательной емкостиru
dc.subjectthin-film piezoelectric resonatoren
dc.subjectBragg reflectoren
dc.subjectactive filteren
dc.subjecttunable filteren
dc.subjectnegative capacitance simulatoren
dc.subjectactive inductance simulatoren
dc.subject.udc621.396:[621.372.54:621.315.612](043.3)uk
dc.subject.udc621.395.721.5(043.3)
dc.titleАктивні фільтри на тонкоплівкових п’єзоелектричних резонаторахuk
dc.typeThesisuk
thesis.degree.levelcandidateuk
thesis.degree.nameкандидат технічних наукuk
thesis.degree.speciality05.27.01 – твердотільна електронікаuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Zazerin_aref.pdf
Розмір:
966.68 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (МЕ)
Автореферати (вільний доступ)