ADI-FDTD를 이용한 이동통신 대역통과 여파기용 압전 박막 음향 공진기의 효율적인 시간영역 해석
Efficient Time-Domain Analysis of Thin Film Bulk Acoustic Resonator (TFBAR) for Mobile Communication Bandpass Filter Using the ADI-FDTD method
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초록
본 논문에서는 ADI-FDTD를 적용하여 압전 박막 음향 공진기(TFBAR: Thin-Film Bulk Acoustic Resonator) 의 전기음향적 특성을 해석하였다. ADI-FDTD는 시간 진행 간격에 상관없이 무조건 안정한 특성을 가지고 있기 때문에 기존의 FDTD로 해석이 어려운 세밀한 구조와 매질의 변화를 갖는 TFBAR 해석에 효과적으로 사용될 수 있다. 간단한 TFBAR 구조의 임피던스 해석을 통하여 CFLN이 10.4와 16.25 일때의 ADI-FDTD 해석으로 기존의 FDTD 에 대하여 비슷한 정확도를 유지하면서 각각 40%와 74%의 계산시간 감소 효과를 얻었다.
Abstract
In this paper, electromechanical phenomena of thin-film bulk acoustic wave resonator (TFBAR) is analyzed using the finite-difference time-domain based on the alternating direction implicit time marching scheme (ADIFDTD). Because the ADI-FDTD method is unconditionally stable independently of the simulation time step size, this method could be very useful to simulate TFBARs having fine geometrical/material variations, which is the challenging problem to the traditional FDTD modeling. Through the impedance characteristic analysis of a simple TFBAR structure, about 60% and 74% of the computation time saving with respect to FDTD is achieved for CFLN=10.4 and 16.25 respectively while maintaining comparable accuracy.