이동통신 대역통과 여파기용 압전 박막 음향공진기의 유한차분 시간영역법에 의한 해석
Finite-Difference Time-Domain (FDTD) Analysis of Thin Film Bulk Acoustic Resonator (TFBAR) for Mobile Communication Bandpass Filter
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초록
본 논문에서는 TFBAR(Thin Film Bulk Acoustic Resonator)의 전기음향적 현상을 해석하기 위해서 아직까지 이 분야에 적용되어지지 않은 유한차분 시간영역법(FDTD:Finite Difference Time Domain method)을도입하였다. 종축방향의 변화를 갖는 압전물질로 구성된 TFBAR 구조를 해석하기 위해서 시간과 공간영역에서이산화된 전류로 구동되는 연속방정식을 사용하였다. 제안된 방법의 타당성 검증을 위하여 TFBAR의 임피던스특성과 BVD 등가회로 소자값을 구하고 1차원 Mason 모델의 해석적인 결과와 비교하였다. 그 결과로부터FDTD가 임의의 형태의 압전물질로 구성된 TFBAR를 해석하는데 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.
Abstract
The finite-difference time-domain (FDTD) technique has been applied to analyze electromechanical phenomena of thinfilm bulk acoustic wave resonators (TFBARs) for the first time. To simulate several TFBARs that have one-dimensional piezoelectric material variations, current driven governing equations are discertized in spatial and temporal domain. The impedance characteristics are obtained by the proposed method and compared with the analytical solutions of the onedimensional Mason model. Also, the values of lumped elements for the Butterworth Van Dyke (BVD) equivalent circuit are extracted. The results show that the proposed scheme has the potential to analyze the characteristics of arbitrary piezoelectric material embedded structures.