Présentation
Auteur(s)
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Eugène DIEULESAINT : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité (ESE) - Professeur émérite à l’université Pierre-et-Marie-Curie (Paris 6)
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Daniel ROYER : Ingénieur de l’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles (ESPCI) - Professeur à l’université Denis-Diderot (Paris 7)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La présentation des dispositifs acousto-électroniques est divisée en deux parties. La première porte sur les composants à ondes élastiques de volume, la deuxième sur les composants à ondes élastiques de surface de première génération et de seconde génération. Ces composants de deuxième génération sont essentiellement des filtres pour téléphones mobiles. La compacité et la contrainte de faibles pertes exigées par cette application ont imposé un nouvel examen du fonctionnement des transducteurs avec la prise en compte de la réémission piézoélectrique et de la réflexion sur les doigts. Il en est résulté d’autres méthodes d’analyse et de représentation qui ont conduit à la réalisation de filtres utilisant des résonances soit externes soit internes au transducteur. Le coefficient de réflexion d’un réseau passif est ici calculé par la méthode des modes couplés. Un transducteur de structure quelconque est décrit par une matrice mixte. Cette partie sur les filtres à faibles pertes est à rapprocher de l’article de ce traité « Filtres à ondes de surface ».
La compréhension du principe et la définition du domaine de fonctionnement des dispositifs acousto-électroniques nécessitent une analyse de la propagation des ondes élastiques dans les solides, isotropes et anisotropes, et de leur génération par effet piézoélectrique. Ces deux points sont traités dans l’article précédent Propagation et génération des ondes élastiques.
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- Version courante de juil. 2020 par Jean-Michel FRIEDT, Sylvain BALLANDRAS
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3. Conclusion
Les efforts sur les composants à ondes de surface (en particulier sur les filtres de bandes de fréquence mais aussi sur les autres dispositifs : filtres adaptés, convoluteurs) continuent en vue de satisfaire les exigences imposées par l’extension des télécommunications. Ainsi faut-il accroître :
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la puissance admissible à leur entrée (jusqu’à 1 watt) ;
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leur durée de vie ;
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leur fréquence (jusqu’à 5 GHz) ;
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leur aptitude à traiter des signaux de spectre large ;
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leur tenue en température ;
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leur légèreté.
L’amélioration de ces caractéristiques implique la poursuite des études sur :
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les modèles analytiques des structures monolithiques et stratifiées ;
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le matériau des électrodes qui doit supporter une élévation de température sans diffuser dans le substrat ni se dégrader. On cherche à remplacer l’alliage conventionnel aluminium-cuivre par des alliages binaires ou ternaires à base d’aluminium ou par une succession de diverses couches ;
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le substrat : plus grande est la vitesse de propagation des ondes, plus simple est la technologie ; plus grand est son coefficient de couplage électromécanique, plus large est la bande passante du filtre. Parmi les cristaux en cours d’évaluation se trouvent la berlinite, le tétraborate de lithium, la langasite, la langanite et le phosphate de gallium. Les matériaux à très grande vitesse tels que le corindon, le carbure de silicium, le diamant (on sait désormais le produire sous forme de membranes) ne sont pas piézoélectriques, il faut leur adjoindre une couche piézoélectrique.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DÉTAINT (J.) - Résonateurs piézoélectriques à ondes de volume : Matériaux, Modélisation, Visualisation. - Thèse de l’Université Paris 7 (20 mars 1997).
-
(2) - BERTÉ (M.), HARTEMANN (P.) - Quartz resonators at fundamental frequencies greater than 100 MHz. - IEEE Ultrason. Symp. Proc., p. 148-51 (1978).
-
(3) - BESSON (R.), MOUREY (M.), GALLIOU (S.), MARIONNET (F.), GONZALEZ (F.), GUILLEMOT (P.), TJOELKER (R.), DIENER (W.), KIRK (A.) - 10 MHz hyperstable quartz oscillator performances. - 13th European Freq. and Time Forum and IEEE Intern. Freq. Control Symp. Proc., p. 326-330; Besançon (1999).
-
(4) - ROYER (D.), DIEULESAINT (E.) - Ondes élastiques dans les solides. - Vol. 2, section 8.1, p. 145-80, Masson (1999).
-
(5) - DIERICH (P.), ROSOLEN (C.), MICHET (D.) - 12 years of experience in using acousto-optic spectrometers for radioastronomical observations. - Advances in Acousto-optics, 10th Meeting, European Optical Soc., Issy-les-Moulineaux (1996).
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