JP2005039596A - 集積化発振回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】帰還用キャパシタを集積回路内に形成した場合であっても、発振周波数の周波数可変範囲を損なうことなく、発振することができる集積化発振回路を提供する。
【解決手段】印加電圧に応じてキャパシタンスが変化する可変キャパシタCvとインダクタ(コイル)とを含み、印加電圧により共振周波数が設定される共振回路部110と、内部寄生キャパシタCpを含み、共振回路部110と接続された帰還キャパシタCfと、共振回路部110が設定された共振周波数をもって発振する発振信号を、帰還キャパシタCfを介して正帰還して増幅する増幅回路部120とを設け、帰還キャパシタCfには、増幅回路部120の入力側に接続し、端子T02が接続された電極205と、共振回路部110に接続し、電極205よりも内部寄生キャパシタCpのキャパシタンスが小さい電極204とを設ける。
【選択図】図2
【解決手段】印加電圧に応じてキャパシタンスが変化する可変キャパシタCvとインダクタ(コイル)とを含み、印加電圧により共振周波数が設定される共振回路部110と、内部寄生キャパシタCpを含み、共振回路部110と接続された帰還キャパシタCfと、共振回路部110が設定された共振周波数をもって発振する発振信号を、帰還キャパシタCfを介して正帰還して増幅する増幅回路部120とを設け、帰還キャパシタCfには、増幅回路部120の入力側に接続し、端子T02が接続された電極205と、共振回路部110に接続し、電極205よりも内部寄生キャパシタCpのキャパシタンスが小さい電極204とを設ける。
【選択図】図2
Description
本発明は、例えば、放送/通信機器等の局部発振信号の生成に使用される発振回路に関し、特に、半導体集積回路に発振用増幅回路、共振回路、および帰還用キャパシタを内蔵した集積化発振回路に関するものである。
従来、例えば図6に示すように、放送/通信機器の集積回路(IC等)の電圧制御発振回路100aの発振用増幅回路部120aはIC内部素子で構成され、共振回路部110aは発振用増幅回路部120aと共振回路部110aの間にある帰還用キャパシタCfaと共にIC外部の外部素子で構成されていた(例えば、特許文献1参照。)。
例えば、図6に示すように、端子TA,TBを介してIC内部の増幅回路部120aと、IC外部の帰還用キャパシタCfa、Ccおよび共振回路部110aが接続されている。
IC内部では、例えば、抵抗R11,R12、および一対のトランジスタQ1,Q2により構成された差動型の増幅回路部120aが形成されている。共振回路部110aは、キャパシタCvおよびインダクタ(コイル)Lにより構成されている。
特開2001−244735号公報
IC内部では、例えば、抵抗R11,R12、および一対のトランジスタQ1,Q2により構成された差動型の増幅回路部120aが形成されている。共振回路部110aは、キャパシタCvおよびインダクタ(コイル)Lにより構成されている。
近年、放送/通信機器の小型化に伴い、共振回路ブロックも含めた電圧制御発振回路全体を、集積回路(IC)内の内部素子で構成されていることが要求されている。
しかし、半導体集積回路内の内部素子で帰還用キャパシタ等を形成した場合、その素子に内在する寄生素子の影響を受けることになり、位相雑音の発生や、発振周波数可変範囲が劣化するという問題点がある。
しかし、半導体集積回路内の内部素子で帰還用キャパシタ等を形成した場合、その素子に内在する寄生素子の影響を受けることになり、位相雑音の発生や、発振周波数可変範囲が劣化するという問題点がある。
このため、発振周波数の周波数可変範囲を損なうことなく発振することができる発振回路が望まれてる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、帰還用キャパシタを集積回路内に形成した場合であっても、発振周波数の周波数可変範囲を損なうことなく、発振することができる集積化発振回路を提供することである。
前記目的を達成するために、本発明の第1の観点は、共振回路と、内部寄生キャパシタを含み、前記共振回路と接続された帰還用キャパシタと、前記共振回路が共振周波数をもって発振する発振信号を、前記帰還用キャパシタを介して正帰還して増幅する増幅回路とを有し、前記帰還用キャパシタは、第1の電極と、前記共振回路に接続し、前記第1の電極よりも前記内部寄生キャパシタのキャパシタンスが小さい第2の電極とを含む集積化発振回路である。
さらに、前記目的を達成するために、本発明の第2の観点は、印加電圧に応じてキャパシタンスが変化する可変キャパシタとインダクタとを含み、前記印加電圧により共振周波数が設定される共振回路と、内部寄生キャパシタを含み、前記共振回路と接続された帰還用キャパシタと、前記共振回路が前記設定された共振周波数をもって発振する発振信号を、前記帰還用キャパシタを介して正帰還して増幅する増幅回路とを有する集積化発振回路であって、前記帰還用キャパシタは、第1の電極と、前記共振回路に接続し、前記第1の電極よりも前記内部寄生キャパシタのキャパシタンスが小さい第2の電極とを含む。
本発明の観点によれば、帰還用キャパシタは内部寄生キャパシタを含み、共振回路と接続されている。
増幅回路は、共振回路が共振周波数をもって発振する発振信号を、帰還用キャパシタを介して正帰還して増幅する。
上記帰還用キャパシタの第2の電極が共振回路に接続し、前記第1の電極よりも前記内部寄生キャパシタのキャパシタンスが小さい。
増幅回路は、共振回路が共振周波数をもって発振する発振信号を、帰還用キャパシタを介して正帰還して増幅する。
上記帰還用キャパシタの第2の電極が共振回路に接続し、前記第1の電極よりも前記内部寄生キャパシタのキャパシタンスが小さい。
本発明によれば、帰還用キャパシタを集積回路内に形成した場合であっても、発振周波数の周波数可変範囲を損なうことなく、発振することができる集積化発振回路を提供することができる。
図1は、本発明に係る集積化発振回路を採用したテレビジョンチューナ回路の機能ブロック図である。
テレビジョンチューナ回路1は、例えば図1に示すように、アンテナANT、自動利得制御増幅器RFAGC(Radio frequency Automatic gain control)混合回路MIX1、混合回路MIX2、発振部OSC1、発振部OSC2、中間周波増幅器IFAMP、表面弾性波フィルタSAW(Surface acoustic wave )、およびバンドパスフィルタBPFを主構成要素として有する。
テレビジョンチューナ回路1は、例えば図1に示すように、アンテナANT、自動利得制御増幅器RFAGC(Radio frequency Automatic gain control)混合回路MIX1、混合回路MIX2、発振部OSC1、発振部OSC2、中間周波増幅器IFAMP、表面弾性波フィルタSAW(Surface acoustic wave )、およびバンドパスフィルタBPFを主構成要素として有する。
集積化回路ICは、自動利得制御増幅器RFAGC、混合回路MIX1、混合回路MIX2、発振部OSC1、発振部OSC2、および中間周波増幅器IFAMPを主構成要素として有する。
例えば、アンテナANTは端子T1を介して自動利得制御増幅器RFAGCと接続し、混合回路MIX1は端子T2を介して集積回路外のSAWと接続し、SAWは端子T3を介して混合回路MIX2と接続し、混合回路MIX2は端子T4を介して集積回路外のバンドパスフィルタBPFに接続し、BFPは端子T5を介して中間周波増幅器IFAMPと接続されている。
発振部OSC1は、例えば発振回路VCO1およびPLL1を有し、発振部OSC2は、例えば発振回路VCO2およびPLL2を主構成要素として有する。例えば、発振回路VCO1および発振回路VCO2は本発明に係る集積化発振回路に相当する。
発振部OSC1では、例えば発振回路VCO1およびPLL1により生成された所定周波数の発振信号S1を混合回路MIX1に出力する。発振部OSC2は、例えば発振回路VCO2およびPLL2により生成された所定周波数の発振信号S2を混合回路MIX2に出力する。
発振部OSC1では、例えば発振回路VCO1およびPLL1により生成された所定周波数の発振信号S1を混合回路MIX1に出力する。発振部OSC2は、例えば発振回路VCO2およびPLL2により生成された所定周波数の発振信号S2を混合回路MIX2に出力する。
以上の構成のチューナ回路1では、例えばテレビジョン放送電波がアンテナANTで受信され、アンテナANTから出力されたテレビジョン信号が自動利得制御増幅器RFAGCにより所定強度に増幅される。自動利得制御増幅器RFAGCで増幅された信号SRは、混合回路MIX1により、発振部0SC1が生成した所定の発振周波数の発振信号S1と混合され、所定周波数の信号S11としてSAWに入力される。
SAWでは、信号S11を基にフィルタリングを行い、所定の周波数帯域の信号S12を混合回路MIX2に出力する。
混合回路MIX2では、SAWでフィルタリングされた信号S12が、発振部0SC2が生成した所定の発振周波数の発振信号S2と混合され、所定周波数の信号S21としてバンドパスフィルタBPFに入力され、バンドパスフィルタBPFにより所定の周波数帯域の信号S22が中間周波増幅器IFAMPに入力され、中間周波増幅器IFAMPにより所定のレベルまで増幅され、信号SIFが端子T6から出力される。
混合回路MIX2では、SAWでフィルタリングされた信号S12が、発振部0SC2が生成した所定の発振周波数の発振信号S2と混合され、所定周波数の信号S21としてバンドパスフィルタBPFに入力され、バンドパスフィルタBPFにより所定の周波数帯域の信号S22が中間周波増幅器IFAMPに入力され、中間周波増幅器IFAMPにより所定のレベルまで増幅され、信号SIFが端子T6から出力される。
図2は、本発明に係る集積化発振回路の一実施形態を示す回路図である。
例えば、集積化発振回路100としての発振部OSC1,OSC2は、印加電圧により発振周波数を制御可能な発振回路である。
本実施形態に係る集積化発振回路100は、図2に示すように、共振回路部110、増幅回路部120、および帰還用キャパシタCf1,Cf2を有する。
共振回路部110は本発明に係る共振回路に相当し、増幅回路部120は本発明に係る増幅回路に相当し、帰還用キャパシタCf1,Cf2は本発明に係る帰還用キャパシタに相当する。
本実施形態では、共振回路部110、増幅回路部120、および帰還用キャパシタCf1,Cf2が、半導体基板に形成されている。本実施形態に限られるものではない。例えば、少なくとも、増幅回路部120、および帰還用キャパシタCf1,Cf2が半導体基板に形成されていればよい。
例えば、集積化発振回路100としての発振部OSC1,OSC2は、印加電圧により発振周波数を制御可能な発振回路である。
本実施形態に係る集積化発振回路100は、図2に示すように、共振回路部110、増幅回路部120、および帰還用キャパシタCf1,Cf2を有する。
共振回路部110は本発明に係る共振回路に相当し、増幅回路部120は本発明に係る増幅回路に相当し、帰還用キャパシタCf1,Cf2は本発明に係る帰還用キャパシタに相当する。
本実施形態では、共振回路部110、増幅回路部120、および帰還用キャパシタCf1,Cf2が、半導体基板に形成されている。本実施形態に限られるものではない。例えば、少なくとも、増幅回路部120、および帰還用キャパシタCf1,Cf2が半導体基板に形成されていればよい。
共振回路部110は、印加電圧により共振周波数を設定可能であり、設定された共振周波数をもって発振信号を発振する。
共振回路部110による所定共振周波数の発振信号が、帰還用キャパシタCf1,Cf2を介して増幅回路部120に入力され、増幅回路部120により増幅されて共振回路部110に出力される。帰還用キャパシタCf1,Cf2は、増幅回路部120の入力側に接続されている。
例えば発振信号は端子T0から出力される。つまり正帰還型の増幅回路が形成されている。
また、増幅回路部120は、共振回路部110が共振周波数をもって発振する発振信号を、帰還用キャパシタCf1,Cf2を介して増幅する差動対を構成する一対のトランジスタQ1,Q2を含む。
以下、詳細に説明する。
共振回路部110による所定共振周波数の発振信号が、帰還用キャパシタCf1,Cf2を介して増幅回路部120に入力され、増幅回路部120により増幅されて共振回路部110に出力される。帰還用キャパシタCf1,Cf2は、増幅回路部120の入力側に接続されている。
例えば発振信号は端子T0から出力される。つまり正帰還型の増幅回路が形成されている。
また、増幅回路部120は、共振回路部110が共振周波数をもって発振する発振信号を、帰還用キャパシタCf1,Cf2を介して増幅する差動対を構成する一対のトランジスタQ1,Q2を含む。
以下、詳細に説明する。
共振回路部110は、例えば図2に示すように、抵抗素子R1、インダクタ(コイル)L1,L2、および可変容量ダイオードCV1,CV2を有する。増幅回路部120は、例えば図2に示すように、ベースからみた入力キャパシタCπ1,Cπ2を有する差動対を構成する1対のトランジスタQ1,Q2を有する。本実施形態ではトランジスタQ1,Q2はnpn型トランジスタである。
コイルL1,L2および可変容量ダイオードCV1,CV2が接続されてLC共振回路を構成する。詳細には、可変容量ダイオードCV1,CV2それぞれのカソードが接続され、アノードが各コイルL1,L2の一端に接続され、各コイルL1,L2の他端がそれぞれ接続している。可変容量ダイオードCV1,CV2のカソードには端子TRが抵抗素子R1を介して接続されている。また、可変容量ダイオードCV2のアノードには端子T0が接続されている。
可変容量ダイオードCV1のアノードは帰還用キャパシタCF1を介してトランジスタQ2のベース、およびトランジスタQ1のコレクタに接続されている。可変容量ダイオードCV2のアノードは帰還用キャパシタCF2を介してトランジスタQ1のベース、およびトランジスタQ2のコレクタに接続されている。
トランジスタQ1,Q2のエミッタは定電流源I1を介して共通に基準電位に接続されている。
トランジスタQ1,Q2のベースは、基準電位に接続されている。
また、トランジスタQ1,Q2のコレクタはコイルL1,L2を介して不図示の電源電圧VCCに接続されている。
トランジスタQ1,Q2のエミッタは定電流源I1を介して共通に基準電位に接続されている。
トランジスタQ1,Q2のベースは、基準電位に接続されている。
また、トランジスタQ1,Q2のコレクタはコイルL1,L2を介して不図示の電源電圧VCCに接続されている。
図3は、図2に示した帰還用キャパシタを説明するための図である。
図3(a)は図2に示した帰還用キャパシタを示す図、図3(b)は図3(a)に示した帰還用キャパシタの等価回路、図3(c)は図3(a)に示した帰還用キャパシタが形成された半導体集積回路の一具体例の断面図である。
図3(a)は図2に示した帰還用キャパシタを示す図、図3(b)は図3(a)に示した帰還用キャパシタの等価回路、図3(c)は図3(a)に示した帰還用キャパシタが形成された半導体集積回路の一具体例の断面図である。
例えば帰還用キャパシタCf1は、図3(a)に示すように、端子T01,T02を有する。例えば半導体集積回路として帰還用キャパシタを形成する場合には、寄生キャパシタCpがそれぞれの端子(電極)に存在する。
詳細には、帰還用キャパシタCf1は、例えば図3(b)に示す等価回路のように、実質的なキャパシタC1と、寄生キャパシタCp1および寄生抵抗素子Rpとを有する。
詳細には、帰還用キャパシタCf1は、例えば図3(b)に示す等価回路のように、実質的なキャパシタC1と、寄生キャパシタCp1および寄生抵抗素子Rpとを有する。
帰還用キャパシタCf1は、半導体基板上に集積回路として形成した場合、例えば図3(c)に示すように、p型半導体201、n型半導体202、誘電体203、電極204,205、絶縁体206、および端子T01,T02を有する。
例えばp型半導体201としてp型シリコン基板上に、n型半導体202のn型半導体層が形成され、n型半導体202上に誘電体203を介して、例えばアルミ等の導電体による電極204が形成されている。つまり、n型半導体202と電極204の間に誘電体203が形成されている。
例えばp型半導体201としてp型シリコン基板上に、n型半導体202のn型半導体層が形成され、n型半導体202上に誘電体203を介して、例えばアルミ等の導電体による電極204が形成されている。つまり、n型半導体202と電極204の間に誘電体203が形成されている。
また、n型半導体202上には例えばアルミ等の導電体による電極205が形成されている。また、n型半導体202上で、電極205と電極204の間に、絶縁体206が形成されている。
電極204に端子T01が接続され、電極205に端子T02が接続され、p型半導体基板201が基準電位に接続されている。
電極204に端子T01が接続され、電極205に端子T02が接続され、p型半導体基板201が基準電位に接続されている。
例えば、キャパシタC1は、電極204、誘電体203、およびn型半導体202により形成される。寄生抵抗素子Rpはn型半導体202により形成され、寄生キャパシタCp1は、半導体基板内部のn型半導体202とp型半導体201により形成される。
本実施形態では、帰還用キャパシタCf1を例えば図3(c)に示すように形成したので、キャパシタC1の一端は電極204に接続されている。キャパシタC1の他端には、寄生キャパシタCp1および寄生抵抗素子Rpが形成され、キャパシタC1の他端は、寄生抵抗素子Rpを介して電極205に接続されている。
本実施形態では、帰還用キャパシタCf1を例えば図3(c)に示すように形成したので、キャパシタC1の一端は電極204に接続されている。キャパシタC1の他端には、寄生キャパシタCp1および寄生抵抗素子Rpが形成され、キャパシタC1の他端は、寄生抵抗素子Rpを介して電極205に接続されている。
上述したように、帰還用キャパシタCf1において、キャパシタC1と端子T02側に、寄生容量Cp1および寄生抵抗素子Rpが形成されている。
図4は、図2に示した集積化発振回路を説明するための回路図である。
図4(a)は、帰還用キャパシタの寄生キャパシタが共振回路の可変容量ダイオードに並列に接続された概略的な回路図、図4(b)は、図2に示した本実施形態に係る集積化発振回路の帰還用キャパシタの寄生容量が大きい電極が増幅回路に接続されている等価回路図である。図4(c)は図4(a)に示した回路の共振特性を説明する模式図である。図4(d)は図4(b)に示した等価回路の共振特性を説明するための模式図である。
図4(a)は、帰還用キャパシタの寄生キャパシタが共振回路の可変容量ダイオードに並列に接続された概略的な回路図、図4(b)は、図2に示した本実施形態に係る集積化発振回路の帰還用キャパシタの寄生容量が大きい電極が増幅回路に接続されている等価回路図である。図4(c)は図4(a)に示した回路の共振特性を説明する模式図である。図4(d)は図4(b)に示した等価回路の共振特性を説明するための模式図である。
帰還用キャパシタCfを集積回路として、IC(integrated circuit)内に形成する場合、例えば図3(b)に示したように帰還用キャパシタCfの端子T01より端子T02側に寄生キャパシタCp1および寄生抵抗素子Rpが形成されている。
このため、帰還用キャパシタCfの端子T02を共振回路部110に接続し、端子T01を増幅回路部120の入力側に接続する第1の接続形態か、逆に帰還用キャパシタCfの端子T01を共振回路部110に接続し、端子T02を増幅回路部120の入力側に接続する第2の接続形態かの2通りの接続形態があり、接続形態により発振特性に違いが生じる。本実施形態では帰還用キャパシタCfを第2の接続形態により接続する。
例えば第1の接続形態、詳細には図4(a)に示すように、帰還用キャパシタCfの端子T02を共振回路部110に接続し、端子T01を増幅回路部120の入力側に接続する場合には、例えば図4(c)に示すように、帰還用キャパシタCfの寄生キャパシタCpが、共振回路部110の可変容量ダイオードCvに並列に接続された状態である。
このため、寄生キャパシタCpと可変容量ダイオードCvとの合成キャパシタンスの変化率が、可変容量ダイオードCv単体の変化率よりも小さくなってしまう。
このため、寄生キャパシタCpと可変容量ダイオードCvとの合成キャパシタンスの変化率が、可変容量ダイオードCv単体の変化率よりも小さくなってしまう。
一方、本実施形態に係る集積化発振回路は、第2の接続形態、詳細には図4(b)に示すように、帰還用キャパシタCfの端子T01を共振回路部110に接続し、端子T02を増幅回路部120の入力側に接続する場合には、例えば図4(d)に示すように、帰還用キャパシタCfの実質のキャパシタCが寄生キャパシタCpに挿入される。つまり図4(d)に示すように、実質のキャパシタCおよび寄生キャパシタCpが、共振回路部110の可変容量ダイオードCvに並列に接続された状態である。
このため、共振回路部110の可変容量ダイオードCvのキャパシタンスの変化率に影響を及ぼさない。
このため、共振回路部110の可変容量ダイオードCvのキャパシタンスの変化率に影響を及ぼさない。
図5は、図1に示した集積化発振回路の共振特性を説明するための図である。詳細には本実施形態に係る集積化発振回路100のインピーダンスの周波数特性を示す。縦軸はインピーダンス、横軸は周波数fを示す。
一般的に、キャパシタンスC0のキャパシタ、インダクタンスL0のコイル、レジスタンスR0の抵抗素子の共振回路の共振周波数f0は、
f0=1/(2π(C0・L0)^(1/2))…(1)
により算出される。
f0=1/(2π(C0・L0)^(1/2))…(1)
により算出される。
また、インピーダンスPは、
P=L0/(C0・R0)…(2)
により算出される。
P=L0/(C0・R0)…(2)
により算出される。
また、共振曲線の鋭さの指標Q値は、
Q=((L0/C0)^(1/2))/R0…(3)
により算出される。
Q=((L0/C0)^(1/2))/R0…(3)
により算出される。
例えば可変容量ダイオードCvに印加する印加電圧を変化させて、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを変化させた場合に、図4(a)に示した第1の接続形態の発振回路では、図5に点線で示すようなインピーダンスPの周波数特性が得られる。
詳細には第1の接続形態において、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを最大にした場合のインピーダンスの周波数特性PaLと、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを最小にした場合のインピーダンスの周波数特性PaHとの間でインピーダンスPが変化する。
インピーダンスPのピーク位置が共振回路部110の共振周波数に相当する。共振周波数は、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを所定の値に設定することにより、例えば図5に示すように、周波数可変範囲VR1内で設定可能である。
詳細には第1の接続形態において、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを最大にした場合のインピーダンスの周波数特性PaLと、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを最小にした場合のインピーダンスの周波数特性PaHとの間でインピーダンスPが変化する。
インピーダンスPのピーク位置が共振回路部110の共振周波数に相当する。共振周波数は、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを所定の値に設定することにより、例えば図5に示すように、周波数可変範囲VR1内で設定可能である。
一方、図4(b)に示した本実施形態に係る第2の接続形態の集積化発振回路100では、図5に実線で示すようなインピーダンスPの周波数特性が得られる。
詳細には第2の接続形態において、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを最大にした場合のインピーダンスの周波数特性PbLと、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを最小にした場合のインピーダンスの周波数特性PbHとの間で、インピーダンスPが変化する。
共振周波数は、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを所定の値に設定することにより、例えば図5に示すように、周波数可変範囲VR2内で設定可能である。
この周波数可変範囲VR2は、可変容量ダイオードCv、帰還用キャパシタCの実質的なキャパシタCおよび寄生キャパシタCp、および数式(1)により、第1の接続形態に係る周波数可変範囲VR1と比べて可変範囲を広く設定できる。
詳細には第2の接続形態において、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを最大にした場合のインピーダンスの周波数特性PbLと、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを最小にした場合のインピーダンスの周波数特性PbHとの間で、インピーダンスPが変化する。
共振周波数は、可変容量ダイオードCvのキャパシタンスを所定の値に設定することにより、例えば図5に示すように、周波数可変範囲VR2内で設定可能である。
この周波数可変範囲VR2は、可変容量ダイオードCv、帰還用キャパシタCの実質的なキャパシタCおよび寄生キャパシタCp、および数式(1)により、第1の接続形態に係る周波数可変範囲VR1と比べて可変範囲を広く設定できる。
また、本実施形態に係る第2の接続形態の発振回路100の指標Qは、可変容量ダイオードCv、帰還用キャパシタCの実質的なキャパシタCおよび寄生キャパシタCp、および数式(3)により、第1の接続形態に係るQ値よりも大きい。
上述したように、印加電圧に応じてキャパシタンスが変化する可変キャパシタCvとインダクタ(コイル)とを含み、前記印加電圧により共振周波数が設定される共振回路部110と、内部寄生キャパシタCpを含み、共振回路部110と接続された帰還用キャパシタCfと、共振回路部110が設定された共振周波数をもって発振する発振信号を、帰還用キャパシタCfを介して正帰還して増幅する増幅回路部120とを設け、帰還用キャパシタCfには、増幅回路部120の入力側に接続し、端子T02が接続された電極205と、共振回路部110に接続し、電極205よりも内部寄生キャパシタCpのキャパシタンスが小さい電極204とを設けたので、広範囲の発振周波数の周波数可変範囲を損なうことなく発振することができる。
また、上述したように、寄生キャパシタの影響を共振回路にできる限り小さくするように接続すれば、発振周波数可変範囲を広くでき、且つ共振インピーダンスとQ値も高くできる。このため、帰還コンデンサCfを集積回路(IC)内に設けても、位相雑音を減らすことができる。
また、本実施形態では周波数可変範囲が広く、Q値が大きい集積化発振回路100を、チューナ回路1のVCO1,VCO2として用いているので、ICチップ内に発振回路100が形成でき、従来と比べて受信特性が高く、従来と比べてチューナ回路1を小型化することができる。
なお、本発明は本実施形態に限られるものではなく、任意好適な種々の変更が可能である。
本実施形態では、増幅回路部120を、差動対を構成するトランジスタQ1,Q2により形成したが、この形態に限られるものではない。例えば増幅回路部120は増幅作用があり、共振回路部からの信号を帰還して増幅させればよい。
本実施形態では、増幅回路部120を、差動対を構成するトランジスタQ1,Q2により形成したが、この形態に限られるものではない。例えば増幅回路部120は増幅作用があり、共振回路部からの信号を帰還して増幅させればよい。
また、本実施形態では帰還用キャパシタを、図3(c)に示したように形成したがこの形態に限られるものではない。例えば2つの電極のうち、一方の電極が他方の電極よりも寄生キャパシタCpが大きくなるように形成される帰還用キャパシタであればよい。
また、帰還用キャパシタを、半導体基板に誘電体を用いて形成したが、この形態に限られるものではない。例えば誘電体を用いずに、半導体基板に帰還用キャパシタを形成してもよい。
また、本実施形態では半導体基板に、共振回路部110、増幅回路部120、帰還用キャパシタが形成されるが、この形態に限られるのもではない。共振回路部110を除き、少なくとも、増幅回路部120、帰還用キャパシタが、半導体基板に集積回路として形成されていればよい。
1…テレビジョンチューナ回路、100…集積化発振回路(電圧制御発振回路:発振回路)、110…共振回路部、120…増幅回路部、201…p型半導体、202…n型半導体、203…誘電体、204,205…電極、206…絶縁体、ANT…アンテナ、BPF…バンドパスフィルタ、Cf,Cf1,Cf2…帰還用キャパシタ、Cp…寄生キャパシタ、Cv,CV1,CV2…可変容量ダイオード、IC…集積化回路、Cπ1,Cπ2…トランジスタQ1,Q2のベースからみた入力キャパシタ、IFAMP…中間周波増幅器、L1,L2…インダクタ(コイル)、MIX1,MIX2…混合回路、OSC1,OSC2…発振部、Q1,Q2…トランジスタ、R1…抵抗素子、RFAGC…自動利得制御増幅器、SAW…表面弾性波フィルタ、T01,T02…端子、VCO1,VCO2…電圧制御発振回路。
Claims (8)
- 共振回路と、
内部寄生キャパシタを含み、前記共振回路と接続された帰還用キャパシタと、
前記共振回路が共振周波数をもって発振する発振信号を、前記帰還用キャパシタを介して正帰還して増幅する増幅回路と
を有し、
前記帰還用キャパシタは、第1の電極と、
前記共振回路に接続し、前記第1の電極よりも前記内部寄生キャパシタのキャパシタンスが小さい第2の電極とを含む
集積化発振回路。 - 前記帰還用キャパシタの前記第1の電極は、前記増幅回路の入力側に接続されている
請求項1に記載の集積化発振回路。 - 前記増幅回路は、前記共振回路が前記共振周波数をもって発振する発振信号を、前記帰還用キャパシタを介して増幅する差動対を構成する一対のトランジスタを含む
請求項1に記載の集積化発振回路。 - 前記帰還用キャパシタは、半導体基板に形成された前記第1の電極と、
前記半導体基板に形成された前記第2の電極と、
前記半導体基板と前記第2の電極との間に形成された誘電体とを有し、
前記内部寄生キャパシタは、前記半導体基板内部で形成されている
請求項1に記載の集積化発振回路。 - 少なくとも、前記帰還用キャパシタおよび前記増幅回路が、半導体基板に形成されている
請求項1に記載の集積化発振回路。 - 印加電圧に応じてキャパシタンスが変化する可変キャパシタとインダクタとを含み、前記印加電圧により共振周波数が設定される共振回路と、
内部寄生キャパシタを含み、前記共振回路と接続された帰還用キャパシタと、
前記共振回路が前記設定された共振周波数をもって発振する発振信号を、前記帰還用キャパシタを介して正帰還して増幅する増幅回路と
を有する集積化発振回路であって、
前記帰還用キャパシタは、第1の電極と、前記共振回路に接続し、前記第1の電極よりも前記内部寄生キャパシタのキャパシタンスが小さい第2の電極とを含む
集積化発振回路。 - 前記帰還用キャパシタの前記第1の電極は、前記増幅回路の入力側に接続されている
請求項6に記載の集積化発振回路。 - 前記増幅回路は、前記共振回路が前記共振周波数をもって発振する発振信号を、前記帰還用キャパシタを介して増幅する差動対を構成する一対のトランジスタを含む
請求項6に記載の集積化発振回路。
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---|---|---|---|---|
JP2009065295A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-03-26 | Toyota Industries Corp | 電圧制御発振器 |
US8134421B2 (en) | 2009-08-28 | 2012-03-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Voltage control oscillator and quadrature modulator |
WO2019123777A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 半導体装置 |
-
2003
- 2003-07-16 JP JP2003275315A patent/JP2005039596A/ja active Pending
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