JP2001345637A - 可変周波数発振装置 - Google Patents

可変周波数発振装置

Info

Publication number
JP2001345637A
JP2001345637A JP2000162610A JP2000162610A JP2001345637A JP 2001345637 A JP2001345637 A JP 2001345637A JP 2000162610 A JP2000162610 A JP 2000162610A JP 2000162610 A JP2000162610 A JP 2000162610A JP 2001345637 A JP2001345637 A JP 2001345637A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
frequency
effect transistor
terminal
dependent variable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000162610A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Mori
博司 森
Yoshihisa Minami
善久 南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000162610A priority Critical patent/JP2001345637A/ja
Publication of JP2001345637A publication Critical patent/JP2001345637A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力信号の発振周波数を決定する容量成分に
は、電圧依存型可変容量だけでなく電界効果トランジス
タの寄生容量が含まれ、バックゲート端子を接地してい
るため、寄生容量は可変できず出力信号の周波数の可変
範囲が回路から計算される値より低下する。 【解決手段】 電界効果トランジスタ10,11のバッ
クゲート端子を第2の周波数調整端子7bとし、電圧依
存型可変容量素子5,6に接続された第1の周波数調整
端子7aとの独立あるいは連動して変化させることで、
電圧依存型可変容量素子の容量値だけでなく、電界効果
トランジスタの寄生容量値も可変させ、出力信号の周波
数可変範囲を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話をはじめ
とする各種通信装置の送信,受信装置に関して、特にP
LL回路やチューナー回路などに使用される可変周波数
発振装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、放送、通信の伝送メディアはより
高周波化が進んでおり、この分野の送受信装置で用いら
れている可変周波数発振装置についてもより高周波化が
求められている。しかし高周波回路においては、その特
性に関して回路図に現れない寄生素子の影響がより大き
くなることからその設計はより困難なものとなってきて
いた。
【0003】図5は従来例の相互接続型の可変周波数発
振装置の一例を示す回路図である。
【0004】図5において、1は電源電圧、2は定電流
源、3,4はコイル、5,6は電圧依存型可変容量素
子、7は周波数調整端子、8,9は可変周波数発振装置
の出力端子、10,11は電界効果トランジスタ、1
2,13は電界効果トランジスタ10,11のバックゲ
ート端子である。
【0005】電界効果トランジスタ10はコイル3、電
圧依存型可変容量素子5による共振周波数において増幅
率が最大になる。ここで増幅された信号は電界効果トラ
ンジスタ11のゲート端子に入力される。この電界効果
トランジスタ11の増幅率はコイル4と電圧依存型可変
容量素子6の共振周波数で最大となり、その共振周波数
は電界効果トランジスタ10と同じである。そのため電
界効果トランジスタ11のゲート端子に入力した信号は
電界効果トランジスタ11で増幅され、また電界効果ト
ランジスタ10に入力される。この過程が繰り返される
と電界効果トランジスタ10,11に供給している電源
電圧1で制限されるまで増幅して発振出力信号を出力端
子8,9に得る。この時発振出力信号の周波数をf、コ
イル3,4のインダクタンス値をL、電圧依存型可変容
量素子5,6の容量値をCvarとおくと、fはLとC
varを用いて(数1)のように決まる。
【0006】
【数1】
【0007】また周波数の可変は電圧依存型可変容量素
子の周波数調整端子7に供給する電圧を変化させること
により発振周波数が可変できる。
【0008】ただし実際には、発振出力信号の周波数に
は電界効果トランジスタ10,11の寄生容量の影響が
あるので、以下図6を用いて説明する。図6は、図5の
可変周波数発振装置で使用する電界効果トランジスタ1
0,11の一例を示す模式断面図である。
【0009】図6において、14はソース端子、15は
ゲート端子、16はドレイン端子、17はポリシリコン
ゲート、18はゲート(SiO2)酸化膜、19はソー
ス領域、20はドレイン領域、21,22はウェルコン
タクト領域、23はPN接合面に形成される空乏層、2
4はソース−ウェル間にできる寄生容量、25はゲート
−ウェル領域間の寄生容量、26はドレイン−ウェル領
域間の寄生容量、27はウェル領域、28はシリコン基
板である。なお、12,13は図5に示すバックゲート
端子である。
【0010】ここでウェル領域27を接地し、ソース、
ドレイン領域19,20にゼロ以上の電圧をかけると、
ウェル領域27とソース領域19、ウェル領域27とド
レイン領域20の境界面は逆バイアスのPN接合となり
容量として働く。またゲート端子15に正電圧を与える
とゲート下にも空乏層23ができ、容量として働く。こ
のうちゲートとドレインにつく寄生容量は、図5の可変
周波数発振装置においては電圧依存型可変容量と回路的
に平行に接続されるため、結局図5の回路における発振
出力信号の周波数をfとおくと、コイル3,4のインダ
クタンス値をL、電圧依存型可変容量素子5,6の容量
値をCvar、ゲート−ウェル領域間の寄生容量25の
値をCg、ドレイン−ウェル領域間の寄生容量26の値
をCdとおくことでfは(数2)のように決まる。
【0011】
【数2】
【0012】これらの寄生容量Cg,Cdは電圧依存性
を持ち、両端にかかる電圧が大きいほど容量値が小さく
なる。図5の回路においてはゲートとドレインは電源電
圧1にあるため、従来はバックゲート端子12,13を
接地し、ゲートおよびドレインとバックゲートの電位差
を最大にして寄生容量の影響が最小となるような構成を
とっていた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
構成では出力信号の発振周波数を決定する容量成分に
は、電圧依存型可変容量だけでなく電界効果トランジス
タの寄生容量も含まれるが、バックゲート端子を接地し
ているためこれらの寄生容量は可変できず一定であり、
出力信号の周波数の可変範囲が回路から計算される値よ
り低下するという課題を有していた。
【0014】本発明は上記課題を鑑みてなされたもの
で、電界効果トランジスタのバックゲート端子を第2の
周波数調整端子として、電圧依存型可変容量素子に接続
された第1の周波数調整端子と連動して変化させること
で出力信号の周波数可変範囲の向上を図ることを目的と
する。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、電界効果トランジスタのバックゲート端子
を第2の周波数調整端子とし、電圧依存性型可変容量素
子に接続された第1の周波数調整端子と連動して変化さ
せることを特徴とする。
【0016】このように本発明では、電界効果トランジ
スタのバックゲート端子を第2の周波数調整端子とし、
電圧依存性可変容量素子に接続された第1の周波数制御
用端子と独立あるいは連動して変化させることで、電圧
依存型可変容量素子の容量値だけでなく電界効果トラン
ジスタの寄生容量値も可変させ、出力信号の周波数可変
範囲を向上させるようにしたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】(実施の形態)以下、本発明の実
施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の実
施の形態におけるバックゲート電圧可変可能な電界効果
トランジスタの模式断面図、図2は図1の電界効果トラ
ンジスタを用いた本発明における相互接続型の可変周波
数発振装置の一例を示す回路図である。
【0018】図1において、14はソース端子、15は
ゲート端子、16はドレイン端子、17はポリシリコン
ゲート、18はゲート(SiO2)酸化膜、19はソー
ス領域、20はドレイン領域、21,22はウェルコン
タクト領域、23はPN接合面に形成される空乏層、2
4はソース−ウェル領域間にできる寄生容量、25はゲ
ート−ウェル領域間の寄生容量、26はドレイン−ウェ
ル領域間の寄生容量、27はウェル領域、28はシリコ
ン基板である。
【0019】これらは、図6で説明した各部位と同じで
あり、本実施の形態においては、バックゲートの電圧を
取り出すウェルコンタクト領域21,22を、接地せず
に電極として取り出しバックゲート端子7bとしてい
る。
【0020】図2において、1は電源電圧、2は定電流
源、3,4は第1及び第2のコイル、5,6は電圧依存
型可変容量素子、8,9は可変周波数発振装置の出力端
子、10,11は第1及び第2の電界効果トランジスタ
であり、これらは前記従来例の図5に示す可変周波数発
振装置の各部位と同じである。次に本実施の形態におい
て、図5と異なる部位を説明すると、7a,7bは第1
及び第2の周波数調整端子であり、7aは電圧依存型可
変容量素子5,6の陽極に接続された第1の周波数調整
端子として機能し、7bは電界効果トランジスタ10,
11のバックゲート端子であり、第2の周波数調整端子
として機能する。これらの両端子7a,7bは独立ある
いは連動して変化させる構成となっている。
【0021】次に25a,25bは電界効果トランジス
タ10,11のゲート−ウェル領域間寄生容量Cg、2
6a,26bは電界効果トランジスタ10,11のドレ
イン−ウェル領域間寄生容量Cdである。
【0022】発振の原理は図5の従来例の場合と同様な
ので略す。また周波数の可変は周波数調整端子7a,7
bの電圧を可変させることにより発振周波数が可変でき
る。ここで、発振周波数はコイル3,4と電圧依存型可
変容量素子5,6と電界効果トランジスタ10,11の
寄生容量25a,25b,26a,26bによる共振周
波数により決定するが、電界効果トランジスタ10,1
1のバックゲートを周波数調整端子7bによって変化さ
せることにより、発振周波数の可変範囲を向上させるこ
とができる。
【0023】いま発振周波数を高い方に変化させるに
は、周波数調整端子7a,7bにより低い電圧を加え
る。その結果、電圧依存型可変容量素子5,6の両端に
より高い電圧が加わり静電容量が減少し、同時に電界効
果トランジスタ10,11のゲート−ウェル領域間とド
レイン−ウェル領域間により高い電圧が加わり寄生容量
の静電容量は減少する。したがって電圧依存型可変容量
素子5,6と電界効果トランジスタ10,11の寄生容
量の合成容量は、電圧依存型可変容量素子だけを変化さ
せた場合に比べより大きく減少する。
【0024】次に周波数を低い方に変化させるには、周
波数調整端子7a,7bにより高い電圧を加える。その
結果、電圧依存型可変容量素子5,6の両端により低い
電圧が加わり静電容量が増加し、同時に電界効果トラン
ジスタ10,11のゲート−ウェル領域間とドレイン−
ウェル領域間により低い電圧が加わり寄生容量の静電容
量は増加する。したがって電圧依存型可変容量素子と電
界効果トランジスタの寄生容量の合成容量は、電圧依存
型可変容量素子だけを変化させた場合に比べより大きく
増加する。
【0025】このように図2の可変周波数発振装置は電
界効果トランジスタのバックゲートを周波数調整端子7
bによって変化させることで、電圧依存型可変容量素子
だけで周波数を調整していた従来の可変周波数発振装置
に比べ、発振周波数を決定する電圧依存型可変容量素子
と電界効果トランジスタの寄生容量の合成容量値をより
大きく可変させることができ、その結果発振周波数の可
変範囲をより大きくすることができる。
【0026】次に本発明の具体例を説明する。
【0027】(実施例)図3はコンピュータ・シミュレ
ーションを用いた本発明の実施例における可変周波数発
振装置の回路図である。図3において、301は3V直
流電圧源、302は定電流源、303,304はコイ
ル、305,306は電圧依存型可変容量素子、307
a,307bは周波数調整可変電圧源、308,309
は可変周波数発振装置の出力端子、310,311は電
界効果トランジスタである。
【0028】図3に示す可変周波数発振装置のシミュレ
ーション実行時には、電圧依存型可変容量素子の容量は
(表1)のように周波数制御電圧VT(V)に対応した
容量値(pF)を持った固定容量によって置き換えた。
【0029】
【表1】
【0030】(表1)において、VTは電圧依存型可変
容量素子の陰極から陽極を見たときの電圧である。周波
数調整可変電圧源307a,307bに対する発振出力
信号の周波数の関係のシミュレーション結果を図4に示
す。
【0031】図4において、横軸は周波数調整可変電圧
源307a,307bの可変電圧V、縦軸は出力端子3
08,309に得られる出力信号(発振出力周波数GH
z)を示す。図4に示すように本発明の可変周波数発振
装置の出力信号(a)は従来型の可変周波数発振装置の
出力信号(b)に比べて、出力信号の周波数可変幅が電
圧3Vにおいて11%向上していることがわかる。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明は、電圧依存型可変
容量素子と電界効果トランジスタの寄生容量をともに可
変させる構成となっており、出力信号の周波数の可変範
囲がより大きい可変周波数発振器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における可変周波数発振装
置で使用する電界効果トランジスタの一例を示す模式断
面図
【図2】本発明の実施の形態における可変周波数発振装
置の一例を示す回路図
【図3】本発明の実施例における可変周波数発振装置の
回路図
【図4】図3の可変周波数発振装置における周波数調整
端子に対する発振出力信号の周波数シミュレーション結
果を示す図
【図5】従来の可変周波数発振装置一例を示す回路図
【図6】図5の可変周波数発振装置で使用する電界効果
トランジスタの一例を示す模式断面図
【符号の説明】
1 電源電圧 2 定電流源 3,4 第1,第2のコイル 5,6 第1,第2の電圧依存型可変容量素子 7a,7b 第1,第2の周波数調整端子 8,9 出力端子 10,11 第1,第2の電界効果トランジスタ 14 ソース端子 15 ゲート端子 16 ドレイン端子 17 ポリシリコンゲート 18 ゲート(SiO2)酸化膜 19 ソース領域 20 ドレイン領域 21,22 ウェルコンタクト領域 23 空乏層 24 ソース−ウェル領域間寄生容量 25 ゲート−ウェル領域間寄生容量 26 ドレイン−ウェル領域 27 ウェル領域 28 シリコン基板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の電界効果トランジスタのゲート端
    子と第2の電界効果トランジスタのドレイン端子が結合
    し、前記第2の電界効果トランジスタのゲート端子と前
    記第1の電界効果トランジスタのドレイン端子が結合
    し、前記第1の電界効果トランジスタのドレイン端子に
    第1のコイルと第1の電圧依存型可変容量素子の陰極が
    接続され、前記第1のコイルの他端には電源電圧と第2
    のコイルが接続され、前記第2のコイルの他端には前記
    第2の電界効果トランジスタのドレイン端子が接続さ
    れ、前記第1の電圧依存型可変容量素子の陽極は第1の
    周波数調整端子と第2の電圧依存型可変容量素子の陽極
    に接続され、前記第2の電圧依存型可変容量素子の陰極
    は前記第2の電界効果トランジスタのドレイン端子に接
    続され、前記第1及び第2の電界効果トランジスタの各
    バックゲート端子は第2の周波数調整端子にそれぞれ接
    続されていることを特徴とする可変周波数発振装置。
JP2000162610A 2000-05-31 2000-05-31 可変周波数発振装置 Pending JP2001345637A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000162610A JP2001345637A (ja) 2000-05-31 2000-05-31 可変周波数発振装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000162610A JP2001345637A (ja) 2000-05-31 2000-05-31 可変周波数発振装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001345637A true JP2001345637A (ja) 2001-12-14

Family

ID=18666489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000162610A Pending JP2001345637A (ja) 2000-05-31 2000-05-31 可変周波数発振装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001345637A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003056697A1 (fr) * 2001-12-25 2003-07-10 Ntt Electronics Corporation Oscillateur
KR100513972B1 (ko) * 2003-07-01 2005-09-13 학교법인 한국정보통신학원 광대역 가변 주파수 전압 제어 발진기
KR100531004B1 (ko) * 2003-08-25 2005-11-28 학교법인 한국정보통신학원 백게이트를 이용한 저전력 4위상 전압 제어 발진기
JP2014112885A (ja) * 2014-01-07 2014-06-19 Renesas Electronics Corp 発振回路及び半導体装置
JP2017512445A (ja) * 2014-03-11 2017-05-18 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated トランスコンダクタンス(gm)デジェネレーションを使用する低雑音および低電力電圧制御発振器(VCO)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003056697A1 (fr) * 2001-12-25 2003-07-10 Ntt Electronics Corporation Oscillateur
KR100513972B1 (ko) * 2003-07-01 2005-09-13 학교법인 한국정보통신학원 광대역 가변 주파수 전압 제어 발진기
KR100531004B1 (ko) * 2003-08-25 2005-11-28 학교법인 한국정보통신학원 백게이트를 이용한 저전력 4위상 전압 제어 발진기
US7145409B2 (en) 2003-08-25 2006-12-05 Information And Communication University And Industrial Cooperation Group Low power quadrature voltage controlled oscillator using back gate
JP2014112885A (ja) * 2014-01-07 2014-06-19 Renesas Electronics Corp 発振回路及び半導体装置
JP2017512445A (ja) * 2014-03-11 2017-05-18 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated トランスコンダクタンス(gm)デジェネレーションを使用する低雑音および低電力電圧制御発振器(VCO)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6509805B2 (en) LC resonance circuit and voltage-controlled oscillation circuit
JP3877597B2 (ja) マルチ端子型mosバラクタ
JP3506229B2 (ja) Soimosfetの閾値電圧制御を利用する電圧制御発振器
CN1812252B (zh) 压控振荡器
JPH08256015A (ja) 断熱形mos発振器
US7369008B2 (en) MOS varactor and voltage-controlled oscillator using the same
US20050206465A1 (en) Voltage control oscillator
US6320474B1 (en) MOS-type capacitor and integrated circuit VCO using same
JP4667924B2 (ja) 可変容量回路および可変容量回路の制御方法
JP2001345637A (ja) 可変周波数発振装置
JP4669130B2 (ja) 発振装置
JP3940063B2 (ja) 可変容量素子および可変容量素子内蔵集積回路
JP2003318417A (ja) Mos型可変容量および半導体集積回路
US7310506B2 (en) Differential voltage control oscillator including radio-frequency switching circuits
US6864528B2 (en) Integrated, tunable capacitor
JP2003243521A (ja) 容量素子及び容量素子を用いた半導体集積回路
JP2000252480A (ja) Mos型キャパシタ及び半導体集積回路装置
JP2004260301A (ja) 差動周波数制御端子を有する電圧制御発振器
JP2001345681A (ja) 発振装置
JP4316865B2 (ja) 消費電力低減のための相補型電子システム
JP2001332931A (ja) 高周波発振回路
WO2005046046A1 (ja) 水晶発振器
US6054904A (en) Voltage controlled ring oscillator and charge pump circuit
JP3332657B2 (ja) ミキサ回路
JP2000188373A (ja) スパイラルインダクター