Electro-thermo-mechanical model for bulk acoustic wave resonators

谐振器 非线性系统 声学 可见的 等效电路 电压 谐波分析 谐波 物理 材料科学 电子工程 机械 光电子学 工程类 量子力学
作者
Eduard Rocas,Carlos Collado,Jordi Mateu,Nathan D. Orloff,James C. Booth,Robert Aigner
出处
期刊:IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:60 (11): 2389-2403 被引量:45
标识
DOI:10.1109/tuffc.2013.6644742
摘要

We present the electro-thermo-mechanical constitutive relations, expanded up to the third order, for a BAW resonator. The relations obtained are implemented into a circuit model, which is validated with extensive linear and nonlinear measurements. The mathematical analysis, along with the modeling, allows us to identify the dominant terms, which are the material temperature derivatives and two intrinsic nonlinear terms, and explain, for the first time, all observable effects in a BAW resonator by use of a unified physical description. Moreover, the terms that are responsible for the second-harmonic generation and the frequency shift with dc voltage are shown to be the same.
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