JP2011119482A - 可変容量デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可変容量デバイス1は、デバイス本体10と、少なくとも3つの制御端子32〜34とを備える構成とする。デバイス本体10には、複数の誘電体層11〜14及び内部電極部21〜25により3つ以上のコンデンサが形成され、該3つ以上のコンデンサが直列に接続される。そして、少なくとも3つの制御端子32〜34は、制御信号が印加され、且つ、3つ以上のコンデンサのうち少なくとも2つのコンデンサを形成する少なくとも3つの内部電極22〜24に対してそれぞれ設けられる。
【選択図】図1
Description
1.本発明の可変容量デバイスの基本構成例
2.各種変形例
[可変容量デバイスの構成]
図1(a)及び(b)に、本発明の一実施形態に係る可変容量デバイスの概略構成を示す。なお、図1(a)は、本実施形態の可変容量デバイスの概略上面図であり、図1(b)は、図1(a)中のA−A断面図である。
(1)内部電極の電極面積を、最大、可変容量デバイス1のサイズ(誘電体層の表面面積)まで広げることができる。すなわち、本実施形態の構成では、各内部電極の面積の可変幅を広げることができる。より具体的には、例えば、図21(a)〜(c)に示すような一つの誘電体に4つのコンデンサを配列する構成の可変容量デバイスに比べて、内部電極の面積を約4倍以上広げることができる。
(2)内部電極間の寄生容量を非常に小さくすることができる。
(3)一層当たりの内部電極の電極面積をより大きくすることができるので、内部電極の設計及び作製が容易になる。
次に、本実施形態の可変容量デバイス1の作製方法の一例を簡単に説明する。まず、上述した誘電体材料からなるシート部材(厚さは、例えば約2.5μm程度)を用意する。なお、このシート部材が、上述した第1誘電体層11〜第4誘電体層14及び下部誘電体層15のいずれかになる。
次に、本実施形態の可変容量デバイス1を用いた電圧制御回路の一例を説明する。図3に、その電圧制御回路の回路構成を示す。図3に示す電圧制御回路50は、例えば、交流電源2と整流回路等の回路(不図示)との間に設けられ、交流電源2から整流回路等の回路に入力される交流電圧(入力信号)を所定の電圧値に調整する。なお、図3中の端子31〜35は、それぞれ、図1(a)中の可変容量デバイス1の第1外部端子31〜第5外部端子35に対応する。
上述したように、本実施形態の可変容量デバイス1では、容量設計の自由度をより広げることができる。ここで、この効果の評価例を説明する。ただし、ここでは、容量設計の自由度の大小を評価するための目安として、誘電体層一層当たりの容量cと誘電体の層数kとの組み合わせ[c,k]を用いる。所定サイズの一つの可変容量デバイスにおいて、両パラメータの組み合わせ[c,k]が多いほど、容量設計の自由度は大きくなる。
上記実施形態では、可変容量デバイス1内で4つのコンデンサを直列接続し、そのうち、両端のコンデンサをDC除去用コンデンサとして用い、それ以外の2つのコンデンサを可変容量コンデンサとして用いる例を説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば用途、必要とする容量等に応じて、直列接続するコンデンサの数(誘電体層の積層数)、可変容量デバイス内の可変容量コンデンサの数等を適宜変更することができる。以下では、そのような種々の変形例について説明する。
変形例1では、可変容量デバイス内に5つのコンデンサを直列接続する構成例について説明する。図5(a)及び(b)に、変形例1の可変容量デバイスの概略構成を示す。なお、図5(a)は、変形例1の可変容量デバイスの概略上面図であり、図5(b)は、図5(a)中のB−B断面図である。
変形例2では、可変容量デバイス内に5つのコンデンサを直列接続する別の構成例を説明する。図8(a)及び(b)に、変形例2の可変容量デバイスの概略構成を示す。なお、図8(a)は、変形例2の可変容量デバイスの概略上面図であり、図8(b)は、図8(a)中のC−C断面図である。
変形例3では、可変容量デバイス内に6つのコンデンサを直列接続する構成例について説明する。図11(a)及び(b)に、変形例3の可変容量デバイスの概略構成を示す。なお、図11(a)は、変形例3の可変容量デバイスの概略上面図であり、図11(b)は、図11(a)中のD−D断面図である。
上記実施形態、変形例1及び変形例3では、可変容量デバイス内に形成するDC除去用コンデンサを一つの誘電体層で構成する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。より大きな容量のDC除去用コンデンサが必要となる用途に対しては、DC除去用コンデンサを複数の誘電体層で構成してDC除去用コンデンサの容量を大きくすることが好ましい。変形例4では、その一例を説明する。ただし、この例では、上記変形例3で説明した可変容量デバイス300において、DC除去用コンデンサを複数の誘電体層で構成する例を説明する。
上記実施形態及び各種変形例で説明した可変容量デバイスは、主に、小さな容量で且つ低電圧駆動する必要のある用途に好適であるが、比較的の大きな容量を必要とする用途に対しては、十分な可変容量特性が得られない可能性もある。
上記実施形態及び各種変形例では、各誘電体層に一つのコンデンサを形成する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。可変容量デバイスの内部電極の形成面のサイズを十分大きくすることができる場合には、一つの誘電体層に複数のコンデンサを形成してもよい。変形例6では、その一構成例を説明する。なお、この例では、例えば図21(a)及び(b)で説明した従来の可変容量デバイスと同様に、一つの可変容量デバイス内に4つのコンデンサを直列接続する例を説明する。
Claims (9)
- 外部から印加される制御信号に応じて容量が変化する誘電体材料で形成され且つ所定方向に積層された複数の誘電体層、及び、各誘電体層の両面のそれぞれに形成された少なくとも一つの内部電極からなる内部電極部を有し、前記複数の誘電体層及び前記内部電極部により3つ以上のコンデンサが形成され、該3つ以上のコンデンサが直列に接続されたデバイス本体と、
前記制御信号が印加され、且つ、前記3つ以上のコンデンサのうち少なくとも2つのコンデンサを形成する少なくとも3つの前記内部電極に対してそれぞれ設けられた少なくとも3つの制御端子と
を備える可変容量デバイス。 - 前記内部電極部が、一つの前記内部電極で構成され、前記複数の誘電体層のそれぞれに一つの前記コンデンサが形成される
請求項1に記載の可変容量デバイス。 - さらに、外部から入力信号が印加され、且つ、前記デバイス本体内の前記所定方向において最端に位置する2つの前記内部電極がそれぞれ接続される2つの外部端子を備える
請求項2に記載の可変容量デバイス。 - 前記3つ以上のコンデンサからなる直列回路の最端に位置する前記コンデンサが、互いに並列接続された複数のコンデンサからなるコンデンサ群で構成される
請求項3に記載の可変容量デバイス。 - 前記デバイス本体を複数備え、該複数の前記デバイス本体が前記所定方向に積層され、該複数の前記デバイス本体が並列接続されるように、該複数の前記デバイス本体間で対応する内部電極同士が接続されている
請求項3に記載の可変容量デバイス。 - 隣接する2つの前記デバイス本体間の境界で対向する、一方の前記デバイス本体の前記内部電極と他方の前記デバイス本体の前記内部電極とが、前記対応する内部電極同士であり、接続されている
請求項5に記載の可変容量デバイス。 - 前記3つ以上のコンデンサを形成する全ての前記内部電極に対してそれぞれ前記制御端子を設け、前記3つ以上のコンデンサを全て可変容量コンデンサとして用いる
請求項1に記載の可変容量デバイス。 - 前記内部電極部が、複数の内部電極で構成され、各誘電体層に複数のコンデンサが形成される
請求項1に記載の可変容量デバイス。 - さらに、前記少なくとも3つの制御端子にそれぞれ接続された少なくとも3つの直流除去用の抵抗またはインダクタを備える
請求項1に記載の可変容量デバイス。
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