JP3601286B2 - Voltage controlled oscillator - Google Patents

Description

【００２７】
式（１）のＹマトリクスをＺパラメータに変換し、ベースからみた入力インピーダンスＺ_ａ は、キャパシタンスＣ_ｆ を無視すると、式（２）のように表される。
【００２８】
【数２】

【００２９】
式（２）においてベース・エミッタ間コンダクタンスｇ_ｂｅに注目すると、式（３）が得られる。
【００３０】
【数３】

【００３１】
ここで、ａ_１ 、ａ_２ 、ａ_３ 、ａ_４ 、ｂ_１ 、ｂ_２ 、ｂ_３ 、ｃ_１ は定数である。式（３）より、入力インピーダンスＺ_ａ の虚部Ｘ_ａ はベース・エミッタ間コンダクタンスｇ_ｂｅにより大きく変動することができる。従って、ベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅ（ベース・エミッタ間コンダクタンスｇ_ｂｅ）は等価的に可変容量として動作するため、発振周波数を可変できる。
【００３２】
図２１にベース電流に対するトランジスタのベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅとベース抵抗Ｒ_ｂ の関係を示す。ここでは、上記ＳＳＴ１Ｃ バイポーラトランジスタを用いた結果を示しており、使用電流値で規格化しているためトランジスタサイズに依存しない汎用的な値として取り扱える。図２１からも明らかなように、トランジスタのベース抵抗Ｒ_ｂ は一定であるが、ベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に対して１：１０程度（以上）のバリスタとして動作する。
【００３３】
以上のように、本発明第１の実施例では、制御電圧によりベース電流を制御することにより大きな比で容量性リアクタンスを変えることができるため、従来のバラクタダイオードを用いたものに比べて非常に広い周波数チューニングが可能となる。また、エミッタ端子に印加する電圧は、インダクタを介して供給されるため、エミッタ電流の大小に依存することなくエミッタ電位を固定電圧として供給できるため、ベース電流を制御するベース・エミッタ間電圧を自由に制御することができる。その結果、ダイナミックにベース電流を変動することができ、本発明第１の実施例ではベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅの変化比を第２の従来の電圧制御発振器に比べより一層大きくすることができる。
【００３４】
また、トランジスタ１つから電圧制御発振器が構成されているため、構成が簡易で経済的であるとともに、モノリシック化した場合、第１の従来の電圧制御発振器の２倍以上の歩留り向上が可能となる。また、電圧制御発振器の位相雑音は発振素子の１／ｆ雑音が発振素子や可変リアクタンス素子（従来ではバラクタダイオード等）の非線形性によるミキシング効果で発振周波数近傍にアップコンバージョンされることにより発生しているが、本回路は発振素子のトランジスタ内のバリスタ特性により可変インダクタンスを実現しており、第１の従来のものに比べて発振素子以外の非線形要因を取り除くことができるため低位相雑音な発振器が実現できる。さらに、シリコン基板上に形成したバイポーラトランジスタを用いた場合、１／ｆ雑音特性に優れるためより一層の低雑音化が可能となる。また、一般にトランジスタのベース電流はベース・エミッタ間電圧に対して指数関数的に増加するため発振周波数が急峻に変化するが、抵抗８を挿入することにより、抵抗８に流れる電流による電圧降下を利用してベース端子に印加する電圧を緩やかに変化させることが可能となるため、制御性に優れた電圧制御発振器を実現できる。なお、本発明第１の実施例では、インダクタ６の代わりに伝送線路を用いても同様の効果を得る。また、伝送線路２と伝送線路４の代わりにインダクタを用いても同様である。
【００３５】
（第２の実施例）
図２は本発明の電圧制御発振器の第２の実施例である。図２において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００３６】
図２において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、伝送線路２を介してキャパシタ３に接続され、接地している。また、エミッタ端子１３は伝送線路４とキャパシタ５に接続され、該キャパシタ５は接地され、上記線路４はキャパシタ７を介して接地されるとともに、インダクタ６を介して第２の制御端子となるエミッタ電圧制御端子１６に接続される。
【００３７】
ここで、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０は伝送線路２２と終端短絡スタブ２１からなり、該終端短絡スタブ２１は伝送線路２３とキャパシタ２５から構成される。また、コレクタ電圧供給端子１５は上記伝送線路２３とキャパシタ２５の接続点に接続されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１に伝送線路２を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４とエミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これにより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。ベース電流を制御する方法としては、ベース電圧制御端子１４とエミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧を同時に制御する場合と、どちらか一方を固定にし、他方を制御する方法がある。
【００３８】
以上の第２の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得る。例として、以下の各パラメータを用いて設計した６ＧＨｚ帯電圧制御発振器の数値計算結果を示す。なお、トランジスタ１はＳＰＩＣＥ モデルを用いて計算した。
トランジスタ１・・・（ＳＳＴ１Ｃ トランジスタ：エミッタサイズ０．３ μｍ×１２０．６ μｍ），
キャパシタ３：Ｃ＝１２ ［ｐＦ］， キャパシタ５：Ｃ＝８［ｐＦ］，
キャパシタ７：Ｃ＝２．３７［ｐＦ］， キャパシタ９：Ｃ＝２［ｐＦ］，
キャパシタ２５：Ｃ＝１０ ［ｐＦ］，
抵抗８：Ｒ＝１０００ ［Ω］，
インダクタ６：Ｌ＝３［ｎＨ］
伝送線路２：Ｚ＝４０ ［Ω］， Ｌ＝３．６６［ｍｍ］，
εｒ（実効誘電率）＝２．９
伝送線路４：Ｚ＝７０ ［Ω］， Ｌ＝５．００［ｍｍ］，
εｒ（実効誘電率）＝２．８
伝送線路２２：Ｚ＝５０ ［Ω］， Ｌ＝０．３０［ｍｍ］，
εｒ（実効誘電率）＝２．８
伝送線路２３：Ｚ＝７０ ［Ω］， Ｌ＝１．０３［ｍｍ］，
εｒ（実効誘電率）＝２．８
【００３９】
図２２Ａはコレクタ電圧供給端子１５およびベース電圧制御端子１４に供給される電圧をそれぞれ２Ｖ、４Ｖとし、エミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧と発振周波数の関係を示したものであり、図２２Ｂはコレクタ電圧供給端子１５およびエミッタ電圧制御端子１６に供給される電圧をそれぞれ２Ｖ、０Ｖとし、ベース電圧制御端子１４に供給される電圧と発振周波数の関係を示したものである。図２２Ａと図２２Ｂより、エミッタまたはベースの供給電圧のいずれでベース電流を制御しても、非常に広い周波数可変範囲を実現できる。特に、エミッタの供給電圧を制御することにより、４．７９ＧＨｚから６．４６ＧＨｚ（３３％）の従来の３倍以上の周波数チューニング範囲が実現できる。一方、ベースの供給電圧を制御することにより広い周波数チューニング範囲が達成できるとともに、制御電圧に対する発振周波数の高い線形性が得られ、発振周波数の制御が簡易になる。
【００４０】
（第３の実施例）
図３は本発明の電圧制御発振器の第３の実施例である。図３において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００４１】
図３において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、伝送線路２を介してキャパシタ３に接続され、接地している。また、エミッタ端子１３は伝送線路４とキャパシタ５に接続され、該キャパシタ５は接地され、上記線路４はキャパシタ７を介して接地されるとともに、インダクタ６を介して第２の制御端子となるエミッタ電圧制御端子１６に接続される。さらに、上記エミッタ端子１３はキャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインダクタ３０を介してコレクタ電圧供給端子１５に接続されるとともに、キャパシタ３３と接続し、該キャパシタ３３は接地される。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１に伝送線路２を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４とエミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。ベース電流を制御する方法としては、ベース電圧制御端子１４とエミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧を同時に制御する場合と、どちらか一方を固定にし、他方を制御する方法がある。
【００４２】
以上の第３の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得る。また、出力端子１０の負荷（例えば５０［Ω］）はエミッタ端子１３にキャパシタ９を介して直接接続されているため、該出力端子１０の負荷は負性抵抗を発生させるための負荷として回路設計に組み込むことができる。そのため、あらかじめ上記出力側の負荷を考慮して発振条件が決定できるため、上記出力端子１０の負荷からの反射係数を改善でき、出力側のインピーダンス整合回路が不要となる。また、インピーダンス整合回路を削除できるため、回路の大幅な小型化が可能となる。
【００４３】
（第４の実施例）
図４は本発明の電圧制御発振器の第４の実施例である。図４において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００４４】
図４において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３に接続され、該キャパシタ３は接地される。また、エミッタ端子１３はインダクタ３２とキャパシタ５に接続され、該インダクタ３２とキャパシタ５はともに接地され、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。
【００４５】
上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００４６】
以上の第４の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得るとともに、トランジスタ１のエミッタはインダクタ３２により直流的に短絡され、エミッタの電位が一義的に０Ｖに設定できるため、エミッタ電圧制御端子を削除できる。従って、回路構成の簡易な電圧制御発振器が実現できる。
【００４７】
（第５の実施例）
図５は本発明の電圧制御発振器の第５の実施例である。図５において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００４８】
図５において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３に接続され、該キャパシタ３は接地される。また、エミッタ端子１３はインダクタ３２とキャパシタ５に接続され、該インダクタ３２とキャパシタ５はともに接地される。さらに、上記エミッタ端子１３はキャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインダクタ３０を介してコレクタ電圧供給端子１５に接続されるとともに、キャパシタ３３と接続し、該キャパシタ３３は接地される。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００４９】
以上の第５の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得るとともに、トランジスタ１のエミッタはインダクタ３２により直流的に短絡され、エミッタの電位が一義的に０Ｖに設定できるため、エミッタ電圧制御端子を削除できる。従って、回路構成の簡易な電圧制御発振器が実現できる。
【００５０】
（第６の実施例）
図６は本発明の電圧制御発振器の第６の実施例である。図６において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００５１】
図６において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３に接続され、該キャパシタ３は接地される。また、エミッタ端子１３はインダクタ３２とキャパシタ５に接続され、該インダクタ３２とキャパシタ５はともに接地され、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、ベース端子１１とエミッタ端子１３は抵抗４０を通じて接続されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００５２】
以上の第６の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得る。また、トランジスタ１のベースとエミッタ間に接続された抵抗４０はベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅに対して並列抵抗となり、発振条件を満足するベース・エミッタ間抵抗値（バリスタ）の範囲を変えることができる。抵抗４０の抵抗値が小さいと、発振条件を満足するバリスタの範囲は小さいほう（ベース電流の少ないほう）にシフトする。従って、正帰還回路内における等価的な可変容量の範囲が変化するため、抵抗４０の抵抗値によって周波数チューニング範囲を調整させることが可能となる。また、トランジスタのベースとエミッタ間に抵抗４０を挿入することによりベース・エミッタ間電圧を直流的に安定化させることができる。
【００５３】
（第７の実施例）
図７は本発明の電圧制御発振器の第７の実施例である。図７において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００５４】
図７において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、伝送線路２を介してキャパシタ３に接続され、該キャパシタ３は接地される。また、エミッタ端子１３は伝送線路４とキャパシタ５に接続され、該伝送線路４とキャパシタ５はともに接地され、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、ベース端子１１とエミッタ端子１３は抵抗４０を通じて接続されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０は伝送線路２２と終端短絡スタブ２１からなり、該終端短絡スタブ２１は伝送線路２３とキャパシタ２５から構成される。また、コレクタ電圧供給端子１５は上記伝送線路２３とキャパシタ２５の接続点に接続されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１に伝送線路２を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００５５】
以上の第７の実施例によれば、本発明の第６の実施例と同様の効果を得る。実測例として、以下のパラメータを用いた５ＧＨｚ帯電圧制御発振器の結果を図２３に示す。
トランジスタ１・・・（ＳＳＴ１Ｃ トランジスタ：エミッタサイズ ０．３ μｍ×１２０．６ μｍ），
キャパシタ３：Ｃ＝１２ ［ｐＦ］，キャパシタ５：Ｃ＝２．７［ｐＦ］，
キャパシタ７：Ｃ＝０．５［ｐＦ］，キャパシタ２６：Ｃ＝１０ ［ｐＦ］，
抵抗８：Ｒ＝１０００ ［Ω］，
抵抗９：Ｒ＝１０００ ［Ω］，
伝送線路２：Ｚ＝４０ ［Ω］， Ｌ＝３．６６［ｍｍ］，
εｒ（実効誘電率）＝２．９
伝送線路４：Ｚ＝７０ ［Ω］， Ｌ＝３．００［ｍｍ］，
εｒ（実効誘電率）＝２．８
伝送線路２２：Ｚ＝５０ ［Ω］， Ｌ＝０．３０［ｍｍ］，
εｒ（実効誘電率）＝２．８
伝送線路２３：Ｚ＝７０ ［Ω］， Ｌ＝１．０３［ｍｍ］，
εｒ（実効誘電率）＝２．８
【００５６】
この図より、本発明の第７の実施例の電圧制御発振器は、コレクタ電圧供給端子１５に３［Ｖ］を印加したとき４．０２ＧＨｚから ５．３５ ＧＨｚの非常に広い周波数チューニング範囲（３３％）を達成し、従来のバラクタダイオードを用いたものに比べ３倍以上の周波数チューニング範囲を実現している。また、図２２Ｂのシミュレーションで示されたように、ベース電圧制御端子１４から供給される制御電圧に対する発振周波数の高い線形性も得た。
【００５７】
（第８の実施例）
図８は本発明の電圧制御発振器の第８の実施例である。図８において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００５８】
図８において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３に接続され、該キャパシタ３は接地される。また、エミッタ端子１３はインダクタ３２とキャパシタ５に接続され、該インダクタ３２とキャパシタ５はともに接地され、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、ベース端子１１とエミッタ端子１３はキャパシタ５０を通じて接続されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００５９】
以上の第８の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得る。また、トランジスタ１のベースとエミッタ間に挿入されたキャパシタ５０により共振器のＱ値が向上するため、出力信号の低位相雑音化が図られる。
【００６０】
（第９の実施例）
図９は本発明の電圧制御発振器の第９の実施例である。図９において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００６１】
図９において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、キャパシタ５１を介してインダクタ３１に接続され、該インダクタ３１の他方はキャパシタ３に接続され、接地している。また、エミッタ端子１３はインダクタ３２とキャパシタ５に接続され、該インダクタ３２とキャパシタ５はともに接地され、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００６２】
以上の第９の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得る。また、キャパシタ５１によりインダクタ３１とキャパシタ３からなる共振回路とトランジスタ１を疎結合にすることにより共振器のＱ値が上がるため、出力信号の低位相雑音化が図られる。
【００６３】
（第１０の実施例）
図１０は本発明の電圧制御発振器の第１０の実施例である。図１０において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００６４】
図１０において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８とバリスタ６０を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、伝送線路２を介してキャパシタ３に接続され、接地している。また、エミッタ端子１３は伝送線路４とキャパシタ５に接続され、該キャパシタ５は接地され、上記線路４はインダクタ６とキャパシタ７に接続され、該インダクタ６は第２の制御端子となるエミッタ電圧制御端子１６に接続されるとともに、上記キャパシタ７は接地される。ここで、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１に伝送線路２を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４とエミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。ベース電流を制御する方法としては、ベース電圧制御端子１４とエミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧を同時に制御する場合と、どちらか一方を固定にし、他方を制御する方法がある。
【００６５】
以上の第１０の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得る。また、バリスタ６０によりトランジスタ１のベースとベース電圧制御端子１４間の全体の抵抗値が変わり、電圧効果が変化するため、ベース電圧制御端子１４から供給される制御電圧に対する発振周波数の変調感度を変えることができる。抵抗８とバリスタの抵抗値の和をＲ_{ＴＯＴＡＬ} とし、第２の実施例で数値計算に用いたパラメータを用いてベース電圧制御端子１４から供給される制御電圧に対する発振周波数の関係を図２４に示す。Ｒ_{ＴＯＴＡＬ} を大きくすることにより、線形性を劣化させることなく変調感度を可変できる。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧を一定にした場合も、バリスタを制御することで発振周波数を制御することも可能となる。
【００６６】
（第１１の実施例）
図１１は本発明の電圧制御発振器の第１１の実施例である。図１１において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００６７】
図１１において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３に接続され、該キャパシタ３は接地される。また、ベース電圧制御端子１４はバリスタ６０と接続される。ここで、バリスタ６０はトランジスタのベース・コレクタ間を接続して構成されており、エミッタ側がベース電圧制御端子１４と接続され、ベース側はバリスタ制御端子１７と接続され、上記バリスタはベース電圧制御端子１４とバリスタ制御端子１７に印加される電位差で制御される。また、上記トランジスタ１のエミッタ端子１３はインダクタ３２とキャパシタ５に接続され、該インダクタ３２とキャパシタ５はともに接地され、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００６８】
以上の第１１の実施例によれば、本発明の第１０の実施例と同様の効果を得る。なお、図１１の第１１の実施例ではバリスタ６０のエミッタ側をベース電圧制御端子１４に接続し、ベース側をバリスタ制御端子１７に接続したが、バリスタ６０のエミッタ側をバリスタ制御端子１７に接続し、ベース側をベース電圧制御端子１４に接続しても同様の結果を得る。
【００６９】
（第１２の実施例）
図１２Ａは本発明の電圧制御発振器の第１２の実施例である。図１２Ａにおいて図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００７０】
図１２Ａにおいて１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３に接続され、該キャパシタ３は接地される。また、エミッタ端子１３はインダクタ３２とバリスタ６０と接続され、該インダクタ３２は直接に、また、バリスタ６０はキャパシタ５を介して接地され、上記トランジスタからみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。ここで、バリスタ６０はトランジスタのベース・コレクタ間を接続して構成されており、エミッタ側がトランジスタ１のエミッタ端子１３と接続し、ベース（コレクタ）側は抵抗８と同じまたは同程度の抵抗４１を介してベース電圧制御端子１４に接続している。また、ベース端子１１とエミッタ端子１３は抵抗４０を介して接続されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００７１】
以上の第１２の実施例によれば、本発明の第１の実施例とほぼ同様の効果に加えて、以下のような利点を有する。すなわち、正帰還回路内にバリスタ６０を接続し、該バリスタ６０の制御端子をベース電圧制御端子１４と共有化することにより、トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅの変化（バリスタ）とバリスタ６０の抵抗変化が単一の電圧で制御できるため、可変リアクタンスの範囲および変化率を拡大または調整することができる。従って、本発明の第１２の実施例の電圧制御発振器は周波数チューニング範囲をより一層広げることが可能となると共に、制御電圧に対する可変周波数の変調感度を向上することができる。また、図１２Ｂのようにバリスタ６０を接続しても同様の効果を得る。さらに、第１２の実施例において、バリスタ６０はトランジスタのベース・コレクタ間を接続して構成されているが、エミッタ・コレクタ間を接続して構成されても同様の効果が得られる。また、インダクタの代わりに伝送線路を用いてもよい。
【００７２】
（第１３の実施例）
図１３Ａは本発明の電圧制御発振器の第１３の実施例である。図１３Ａにおいて図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００７３】
図１３Ａにおいて１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３に接続され、接地している。また、エミッタ端子１３はインダクタ３２とバラクタダイオード７０と接続され、該インダクタ３２は直接に、また、バラクタダイオード７０はキャパシタ５を介して接地され、上記トランジスタからみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。ここで、バラクタダイオード７０はトランジスタのベース・エミッタ間を接続し、ベース・コレクタ間電圧に対するベース・コレクタ間容量Ｃ_ｂｃの変化を利用して構成しており、エミッタ（ベース）側をトランジスタ１のエミッタ端子１３と接続し、コレクタ側は抵抗４１を介してベース電圧制御端子１４に接続している。また、ベース端子１１とエミッタ端子１３は抵抗４０を介して接続されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００７４】
以上の第１３の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得る。さらに、正帰還回路内にバラクタダイオード７０を接続し、該バラクタダイオード７０の制御端子をベース電圧制御端子１４と共有化することにより、トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅの変化（バリスタ）とバラクタダイオード７０の容量変化が単一の電圧で制御できるため、可変リアクタンスの範囲および変化率を拡大または調整することができる。従って、本発明の第１３の実施例の電圧制御発振器は周波数チューニング範囲をより一層広げることが可能となると共に、制御電圧に対する発振周波数の変調感度を向上することができる。また、図１３Ｂのようにバラクタダイオード７０をトランジスタのコレクタ・エミッタ間を接続して構成しても同様の効果を得る。さらに、図１３Ａに示す第１３の実施例において、バラクタダイオード７０のエミッタ（ベース）側をトランジスタ１のエミッタ端子１３と接続し、コレクタ側をキャパシタ５と接続したが、反転させて接続しても同様の効果を得る。
【００７５】
（第１４の実施例）
図１４は本発明の電圧制御発振器の第１４の実施例である。図１４において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００７６】
図１４において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３とバリスタ６０に接続され、該キャパシタ３とバリスタ６０は接地されている。ここで、バリスタ６０はトランジスタのベース・コレクタ間を接続して構成されており、ベース（コレクタ）側がインダクタ３１と接続され、エミッタ側が接地されている。また、エミッタ端子１３はインダクタ３２とキャパシタ５に接続され、該インダクタ３２とキャパシタ５はともに接地され、上記トランジスタからみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、ベース端子１１とエミッタ端子１３は抵抗４０を介して接続されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００７７】
以上の第１４の実施例によれば、本発明の第１２の実施例と同様の効果を得る。すなわち、正帰還回路内に接続されたバリスタ６０により、ベース端子１１に可変インダクタ（インダクタ３１、キャパシタ３とバリスタ６０から構成）が接続されたものとみえるため、周波数チューニング範囲をより一層広げることが可能となると共に、制御電圧に対する可変周波数の変調感度を向上または調整することができる。また、第１４の実施例において、バリスタ６０のベース（コレクタ）側をインダクタ３１と接続しているが、エミッタ側をインダクタ３１と接続し、ベース（コレクタ）側を接地しても同様の効果を得る。
【００７８】
（第１５の実施例）
図１５Ａは本発明の電圧制御発振器の第１５の実施例である。図１５Ａにおいて図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００７９】
図１５Ａにおいて１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３とバラクタダイオード７０に接続され、該キャパシタ３とバラクタダイオード７０は接地されている。ここで、バラクタダイオード７０はトランジスタのベース・エミッタ間を接続して構成されており、ベース（エミッタ）側がインダクタ３１と接続され、コレクタ側が接地している。また、エミッタ端子１３はインダクタ３２とキャパシタ５に接続され、該インダクタ３２とキャパシタ５はともに接地され、上記トランジスタからみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、ベース端子１１とエミッタ端子１３は抵抗４０を介して接続されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００８０】
以上の第１５の実施例によれば、本発明の第１３の実施例と同様の効果を得る。すなわち、正帰還回路内に並列に挿入されたバラクタ７０により、ベース端子１１に可変インダクタ（インダクタ３１、キャパシタ３とバラクタ７０から構成）が接続されたものとみえるため、周波数チューニング範囲をより一層広げることが可能となると共に、制御電圧に対する可変周波数の変調感度を向上または調整することができる。また、図１５Ｂのようにバラクタダイオード７０をトランジスタのコレクタ・エミッタ間を接続して構成しても同様の効果を得る。さらに、図１５Ａに示す第１５の実施例において、バラクタダイオード７０のベース（エミッタ）側をインダクタ３１と接続しているが、コレクタ側をインダクタ３１と接続し、ベース（エミッタ）側を接地しても同様の効果を得る。
【００８１】
（第１６の実施例）
図１６は本発明の電圧制御発振器の第１６の実施例である。図１６において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００８２】
図１６において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗４３を介してコレクタ端子１２に接続されると共に、伝送線路２を介してキャパシタ３に接続され、接地している。また、エミッタ端子１３は伝送線路４とキャパシタ５に接続され、該キャパシタ５は接地され、上記線路４はキャパシタ７を介して接地されるとともに、インダクタ６を介して第２の制御端子となるエミッタ電圧制御端子１６に接続される。ここで、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２は抵抗４４を介して接地されるとともに、インピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１に伝送線路２を接続することにより、発振器が構成される。また、エミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。コレクタ電圧供給端子１５より印加するコレクタ電圧を固定し、エミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧を変えることにより、ベース電流は制御できる。
【００８３】
以上の第１６の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得る。また、トランジスタ１のベース端子１１に印加される電圧は、コレクタ電圧供給端子１５に印加される電圧の抵抗４３と抵抗４４による分圧で固定されるため、ベース電圧制御端子を削除できる。従って、回路構成の簡易な電圧制御発振器が実現できる。
【００８４】
（第１７の実施例）
図１７は本発明の電圧制御発振器の第１７の実施例である。図１７において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００８５】
図１７において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗４３を介してコレクタ端子１２に接続されると共に、伝送線路２を介してキャパシタ３に接続され、接地している。また、ベース端子１１は抵抗４５を介して接地される。また、エミッタ端子１３は伝送線路４とキャパシタ５に接続され、該キャパシタ５は接地され、上記線路４はキャパシタ７を介して接地されるとともに、インダクタ６を介して第２の制御端子となるエミッタ電圧制御端子１６に接続される。ここで、上記トランジスタ１からみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１に伝送線路２を接続することにより、発振器が構成される。また、エミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。コレクタ電圧供給端子１５より印加するコレクタ電圧を固定し、エミッタ電圧制御端子１６から供給される電圧を変えることにより、ベース電流は制御できる。
【００８６】
以上の第１７の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得る。また、トランジスタ１のベース端子１１に印加される電圧は、コレクタ電圧供給端子１５に印加される電圧の抵抗４３と抵抗４５による分圧で固定されるため、ベース電圧制御端子を削除できる。従って、回路構成の簡易な電圧制御発振器が実現できる。
【００８７】
（第１８の実施例）
図１８は本発明の電圧制御発振器の第１８の実施例である。図１８において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００８８】
図１８において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３とバリスタ６０に接続され、該キャパシタ３とバリスタ６０は接地されている。ここで、バリスタ６０はトランジスタのベース側は抵抗４６を介してバリスタ制御端子１７に接続され、コレクタ側が上記インダクタ３１と接続され、エミッタ側が接地されている。また、エミッタ端子１３はインダクタ３２とキャパシタ５に接続され、該インダクタ３２とキャパシタ５はともに接地され、上記トランジスタからみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。また、ベース端子１１とエミッタ端子１３は抵抗４０を介して接続されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００８９】
以上の第１８の実施例によれば、本発明の第１の実施例と同様の効果を得る。また、正帰還回路内に接続されたバリスタ６０により、ベース端子１１に可変インダクタ（インダクタ３１、キャパシタ３とバリスタ６０から構成）が接続されたものとみえるため、周波数チューニング範囲をより一層広げることが可能となると共に、制御電圧に対する可変周波数の変調感度を向上または調整することができる。また、第１８の実施例において、バリスタ６０のコレクタ側をインダクタ３１と接続しているが、エミッタ側をインダクタ３１と接続し、コレクタ側を接地しても同様の効果を得る。
【００９０】
（第１９の実施例）
図１９は本発明の電圧制御発振器の第１９の実施例である。図１９において図１と同一のものについては同一の符号を付している。
【００９１】
図１９において１は発振素子であるトランジスタであり、該トランジスタ１のベース端子１１は抵抗８を介して第１の制御端子となるベース電圧制御端子１４に接続されると共に、インダクタ３１を介してキャパシタ３に接続され、該キャパシタ３は接地される。また、エミッタ端子１３はキャパシタ５、インダクタ３２とバリスタ６０と接続され、該インダクタ３２とキャパシタ５は接地され、上記トランジスタからみてベースとエミッタ間に正帰還回路が構成されている。ここで、バリスタ６０はトランジスタのベース側が抵抗４６を介してバリスタ制御端子１７に接続され、エミッタ側がトランジスタ１のエミッタ端子１３と接続し、コレクタ側は接地されている。また、ベース端子１１とエミッタ端子１３は抵抗４０を介して接続されている。さらに、上記トランジスタ１のコレクタ端子１２はインピーダンス整合回路２０を介してキャパシタ９と接続し、該キャパシタ９を通じて出力端子１０に接続される。ここで、上記インピーダンス整合回路２０にはコレクタ電圧供給端子１５が同時に形成されている。上記コレクタ電圧供給端子１５にコレクタ電圧が印加されると、トランジスタ１のベースは容量性の負性インピーダンスを呈するため、ベース端子１１にインダクタ３１を接続することにより、発振器が構成される。また、ベース電圧制御端子１４から供給される電圧によりトランジスタ１に流れるベース電流が制御できる。トランジスタ１のベース・エミッタ間抵抗Ｒ_ｂｅはベース電流に依存するバリスタとして機能し、正帰還回路内において等価的に可変容量として動作するため、ベースは可変容量性の負性インピーダンスとなり、これより発振周波数が変化し、電圧制御発振器が構成される。
【００９２】
以上の第１９の実施例によれば、本発明の第１の実施例とほぼ同様の効果に加えて、以下のような利点を有する。すなわち、正帰還回路内にバリスタ６０を接続し、該バリスタ６０の制御端子を制御することにより、可変リアクタンスの範囲および変化率を拡大または調整することができる。従って、本発明の第１９の実施例の電圧制御発振器は周波数チューニング範囲をより一層広げることが可能となると共に、制御電圧に対する可変周波数の変調感度を向上または調整することができる。また、第１９の実施例において、バリスタ６０のエミッタ側をトランジスタ１のエミッタ端子１３と接続しているが、コレクタ側をエミッタ端子１３と接続し、エミッタ側を接地しても同様の効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図２】本発明の第２の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図３】本発明の第３の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図４】本発明の第４の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図５】本発明の第５の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図６】本発明の第６の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図７】本発明の第７の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図８】本発明の第８の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図９】本発明の第９の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１０】本発明の第１０の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１１】本発明の第１１の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１２Ａ】本発明の第１２の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの変形例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１３Ａ】本発明の第１３の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの変形例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１４】本発明の第１４の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１５Ａ】本発明の第１５の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの変形例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１６】本発明の第１６の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１７】本発明の第１７の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１８】本発明の第１８の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図１９】本発明の第１９の実施例である電圧制御発振器の回路図である。
【図２０】本発明の第１の実施例である電圧制御発振器の簡略化した等価回路図である。
【図２１】シリコンバイポーラトランジスタ（ＳＳＴ１Ｃ）の規格化ベース電流に対する規格化ベース・エミッタ間抵抗と規格化ベース抵抗の関係図である。
【図２２Ａ】本発明の第２の実施例である電圧制御発振器についてシリコンバイポーラトランジスタ（ＳＳＴ１Ｃ）を用いて数値計算した５ＧＨｚ帯電圧制御発振器のエミッタ供給電圧に対する発振周波数の関係図である。
【図２２Ｂ】本発明の第２の実施例である電圧制御発振器についてシリコンバイポーラトランジスタ（ＳＳＴ１Ｃ）を用いて数値計算した５ＧＨｚ帯電圧制御発振器のベース供給電圧に対する発振周波数の関係図である。
【図２３】本発明の第７の実施例である電圧制御発振器についてシリコンバイポーラトランジスタ（ＳＳＴ１Ｃ）を用いて製作した５ＧＨｚ帯電圧制御発振器のベース供給電圧に対する発振周波数の関係図である。
【図２４】本発明の第１０の実施例である電圧制御発振器についてシリコンバイポーラトランジスタ（ＳＳＴ１Ｃ）を用いて数値計算した５ＧＨｚ帯電圧制御発振器のベース供給電圧に対する発振周波数の関係図である。
【図２５】第１の従来の電圧制御発振器の回路図である。
【図２６】第２の従来の電圧制御発振器の回路図である。
【図２７】第２の従来の電圧制御発振器についてシリコンバイポーラトランジスタ（ＳＳＴ１Ｃ）を用いて直流成分を数値計算するのに用いた回路図である。
【図２８】シリコンバイポーラトランジスタ（ＳＳＴ１Ｃ）のベース・エミッタ間電圧に対するベース電流とエミッタ電流の関係図である。
【図２９】図２７の回路図を用いて数値計算したベース供給電圧とベース・エミッタ間電圧の関係図である。
【符号の説明】
１ トランジスタ
２、４、２２、２３ 伝送線路
３、５、７、９、２５、３３、５０、５１ キャパシタ
６、３０、３１、３２ インダクタ
８、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６ 抵抗
１０ 出力端子
１１ ベース端子
１２ コレクタ端子
１３ エミッタ端子
１４ ベース電圧制御端子
１５ コレクタ電圧制御端子
１６ エミッタ電圧制御端子
１７ バリスタ制御端子
２０ インピーダンス整合回路
２１ 終端短絡スタブ
６０ バリスタ
７０ バラクタダイオード
１００ ＦＥＴ
１１０ 出力端子
１１１ ゲート端子
１１２ ドレイン端子
１１３ ソース端子
１１４ 制御電圧入力端子
１１５ ドレイン電圧供給端子
１２０、１２１、１２２、１２３、１２４ インダクタ
１３０、１３１、１３２、１３３、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６ キャパシタ
１４０、１４１、２０７、２０８、２０９ 抵抗
１５０ バラクタダイオード
１５１ アノード
１５２ カソード
２００ トランジスタ
２１０ 伝送線路
２１１ ベース端子
２１２ コレクタ端子
２１３ エミッタ端子
２１４ ベース電圧制御端子
２１５ コレクタ電圧制御端子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a local oscillator and a synthesizer used for a radio device in a microwave to a millimeter wave band. Examples of applications include personal wireless devices such as gate cards and security cards, wireless terminals for AWA (ATM wireless access), mobile terminals, and the like. An oscillator is an indispensable circuit.
[0002]
[Prior art]
Local oscillators are one of the important circuits in microwave transceivers. Research on configuring local oscillators with monolithic ICs (monolithic microwave integrated circuits: MMICs) for the purpose of downsizing, economy, and high functionality of wireless devices Is being promoted. The phase-locked loop (PLL) local oscillator uses a crystal oscillator output as a reference signal, and therefore has features such as high frequency stability and reduction of phase noise near a carrier. Often used from. The PLL local oscillator basically includes a voltage controlled oscillator, a frequency divider, and a phase comparator. Since the voltage controlled oscillator affects the characteristics of the PLL local oscillator, it has high frequency stability, high output level, wide frequency variable range, Low phase noise characteristics are desired. In particular, in recent years, software radio (for example, PDC (Personal Digital Cellular) in Japan in Digital Cellular phone) and GSM (Global in Europe) that flexibly cope with various frequency bands, modulation schemes and data formats by changing software. Research on System for Mobile communications), and switching of IS-95 by software in the United States and sharing it with one wireless terminal) has been advanced, and an oscillator having a wide frequency variable range that can support various frequency bands has been developed. It has become indispensable.
[0003]
FIG. 25 shows a first conventional voltage controlled oscillator. Reference numeral 100 denotes an oscillating element FET. The gate terminal 111 of the FET 100 is grounded via an inductor 121 and connected to the anode 151 of a varactor diode 150 as a voltage-controlled variable capacitance element via the inductor 120. The cathode 152 of the varactor diode 150 is connected to the control voltage input terminal 114 via the resistor 140 and is grounded through the capacitor 130. The source terminal 113 is connected to the inductor 122 and the capacitor 131, the inductor 122 is directly grounded via the resistor 141, and the drain terminal 112 is connected to the drain voltage supply terminal 115 via the inductor 123. At the same time, it is connected to the output terminal 110 through the inductor 124 and the output capacitance element 133. The terminal 115 is grounded through a capacitor 132, and the inductors 123 and 124 and the capacitors 132 and 133 form an output matching circuit. When a drain voltage is applied to the terminal 115, the gate of the FET 100 presents a capacitive negative impedance. By connecting a variable inductance to the gate terminal 111, a voltage controlled oscillator is formed. In the related art, the variable inductance is realized by the varactor diode 150 and the inductor 120. The varactor diode 150 connects the drain and the source of the FET to form a gate-source capacitance C with respect to a control voltage._gsAnd capacitance C between gate and drain_gdBy controlling the parallel sum of the above, a voltage-controlled variable capacitance element can be configured, so that it is possible to integrate and form it on a semiconductor substrate and to realize an economical circuit with good reproducibility. However, in the first conventional voltage controlled oscillator, a varactor diode is used to obtain a variable reactance. However, when the varactor diode is realized by a monolithic microwave integrated circuit (MMIC) integrated on a semiconductor substrate, the gate-source Capacity C_gsCan only be changed about 1: 2, so it is difficult to further expand the frequency tuning range. Further, the first conventional voltage controlled oscillator requires a device for generating a negative resistance and two or more active devices forming a varactor. This is a major factor in lowering the circuit yield as the frequency increases. Furthermore, the noise component (1 / f noise) in the low frequency band is up-converted to the vicinity of the oscillation frequency by the mixing effect due to the nonlinearity of the plurality of active devices, so that the phase noise characteristic is deteriorated.
[0004]
FIG. 26 shows a second conventional voltage controlled oscillator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-140836. Reference numeral 200 denotes a transistor of an oscillation element. A base terminal 211 of the transistor is grounded via a resistor 208 and connected to a transmission line 210 via a capacitor 201. The other end of the transmission line 210 is connected via a capacitor 202. Shorted. The base terminal 211 is connected to a base voltage control terminal 214 and a capacitor 203 via a resistor 207, and the other end of the capacitor 203 is short-circuited. The emitter terminal 213 is short-circuited via the resistor 209 and the capacitor 204, and is connected to the base terminal 211 via the capacitor 205. The collector terminal of the transistor 200 is connected to the collector voltage control terminal 215 and grounded via the capacitor 206. In the second conventional voltage controlled oscillator, a negative resistance is generated by the resistor 209, the base terminal 211 of the transistor 200 becomes a capacitive negative impedance, and the oscillator is formed by connecting the inductive transmission line 210. Is done. In addition, the voltage applied between the base voltage control terminal 214 and the collector voltage control terminal 215 controls the voltage difference between the base (211) and the collector (212) of the transistor 200 to change the base-collector capacitance. The oscillation frequency changes, forming a voltage controlled oscillator. The second conventional voltage controlled oscillator shown in FIG. 26 does not require a varactor diode serving as a variable reactance element as compared with the first conventional voltage controlled oscillator, and has a frequency variable function by using only one transistor. Can be realized. Therefore, the yield of the circuit can be improved twice or more as compared with the first conventional voltage controlled oscillator, and the nonlinear element in the feedback circuit is reduced, which is effective for reducing the phase noise. However, since the capacitance between the base and the collector can only change about 1: 2, it is difficult for the second conventional voltage controlled oscillator to realize a large variable range similarly to the first conventional voltage controlled oscillator.
[0005]
Further, a DC consideration will be given to the second conventional voltage controlled oscillator. The current flowing through the transistor is controlled by changing the base-emitter voltage. This is because in an npn-type transistor, the potential barrier at the base-emitter junction is reduced by the voltage applied to the base, and the electrons of the emitter are injected into the base. If the base width is sufficiently small, the electrons injected into the base are reduced. Most of the current reaches the base-collector junction and flows into the collector (current flows from the collector to the emitter). Therefore, in order to control the base (emitter) current of the transistor, it is necessary to freely control the base-emitter voltage.
[0006]
However, in the second conventional voltage controlled oscillator, the degree of freedom of the base-emitter voltage is restricted by the resistor 209 for generating a negative resistance. That is, the emitter current I flowing through the resistor 209_e  Potential V applied to the emitter terminal 213 by the voltage drop due to_eeShifts to the positive side by the voltage drop. Therefore, even if the voltage value applied to the base voltage control terminal 214 is increased to increase the base current (emitter current), the voltage between the base (211) and the emitter (212) cannot be increased due to the voltage drop of the resistor 209. As a result, the base current does not increase. The above operating principle is verified using numerical calculations. FIG. 27 shows a circuit diagram used for the calculation. A voltage of 1 kΩ is applied to the base and the collector via a 1 μH inductor, and a fixed collector voltage of 1 [V] is applied. In addition, the transistor is an SST1C bipolar transistor (C. Yamaguchi, Y. Kobayashi, M. Miyake, K. Ishii, and H. Ichino, "0.5-μm Bi-Eth. Using Bipolar Circuits and Technology Meeting 4.2, pp. 63-66.), The emitter size is 0.3 μm × 120.6 μm. First, FIG. 28 shows the DC characteristics of the transistor alone. The SST1C bipolar transistor has the characteristics of a general bipolar transistor in which the base (emitter) current increases exponentially as the base-emitter voltage increases. Next, FIG. 29 shows numerical calculation results of the relationship between the voltage supplied from the base voltage control terminal and the base-emitter voltage of the transistor in the circuit shown in FIG. As the resistance value connected to the emitter terminal increases, the upper limit of the base-emitter voltage decreases, and as a result, the base (emitter) current flowing through the transistor decreases.
[0007]
Therefore, the second conventional voltage controlled oscillator cannot flow a large emitter (collector) current, making it difficult to obtain a large oscillation output. In the second conventional voltage controlled oscillator, it is necessary to increase the resistance value of the resistor 209 in order to obtain a large negative resistance. Therefore, the resistor 209 is indispensable for operating the oscillator. At the same time, when the resistance value of the resistor 209 is 0, no negative resistance is generated and the oscillator does not operate. From the following considerations, in the second conventional voltage controlled oscillator, the base-collector voltage can be freely controlled, but the control range of the base-emitter voltage is restricted.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to realize a voltage controlled oscillator suitable for a monolithic integrated circuit and capable of further realizing a wider frequency variable range.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A feature of the present invention to achieve the above object is that a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter of the first bipolar transistor, an oscillation signal is output from the collector via an impedance matching circuit, and the base of the bipolar transistor is output. And the base of the above bipolar transistorToA control power supply capable of providing a potential; a power supply providing a collector potential in the impedance matching circuit; a first resistor connected between a base and the control power supply providing the base potential;ButInductor or transmission lineThrough the groundA voltage-controlled oscillator is characterized in that the oscillation frequency is varied by changing the base current by controlling the base-emitter voltage.
Another feature of the present invention is that a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter of the first bipolar transistor, an oscillation signal is output from the collector via an impedance matching circuit, and an inductor element is connected to the base of the bipolar transistor. A control power supply for supplying a potential to a base and an emitter of the bipolar transistor; a power supply for supplying a collector potential in the impedance matching circuit; and a control power supply for supplying a base and the base potential. A first resistor is connected between the first resistor and the emitter and a power supply terminal for applying a potential to the emitter is connected using at least one of an inductor and a transmission line, and the base current is controlled by controlling a base-emitter voltage. In the voltage controlled oscillator which varies the oscillation frequency by changing the voltage, the first resistor A voltage controlled oscillator, characterized in that connecting the varistor between the power supply terminal for controlling the base potential and.
[0010]
The embodiment of FIGS. 1 and 2 makes use of the feature that the transistor operates as a varistor in which the resistance between the base and the emitter of the transistor can be changed at a large ratio with respect to the base current. By configuring a variable reactance, a wider frequency tuning range can be realized as compared with a conventional varactor. The detailed operation principle will be described using an embodiment.
[0011]
A current-controlled transistor (for example, a bipolar transistor) has a control voltage ｛a transistor has a base-emitter voltage (base current) and a FET has a gate-source voltage (simply a gate voltage) compared to a voltage-controlled transistor such as an FET. ) By controlling｝, the transconductance g_m  Since the deterioration of the varistor is small, the effect of the varistor can be effectively utilized. Further, the phase noise of the voltage controlled oscillator is generated by up-conversion of the 1 / f noise of the oscillation element to the vicinity of the oscillation frequency due to the mixing effect due to the nonlinearity of the oscillation element and the variable reactance element (conventionally, a varactor diode or the like). However, in the present invention, the variable reactance is realized by the varistor characteristics in the transistor of the oscillation element, and a non-linear factor other than the oscillation element can be removed as compared with the conventional one, so that an oscillator with low phase noise can be realized. Further, since the voltage controlled oscillator is constituted by one transistor, it is suitable for monolithic operation and the yield can be improved twice or more as compared with the first conventional voltage controlled oscillator, which is very economical. In general, the base frequency of a transistor increases exponentially with respect to the voltage between the base and the emitter, so that the oscillation frequency changes sharply. However, the resistance flows by inserting a resistor between the base and the base voltage control terminal. Since the voltage applied to the base terminal can be gradually changed by using the voltage drop due to the current, a voltage controlled oscillator having excellent controllability can be realized. In addition, if a sufficiently large resistor is used, the resistance inserted between the base and the base voltage control terminal can be equivalently ignored from the circuit, so that the influence of the control terminal on the oscillator operation is reduced. Further, since the voltage applied to the emitter is supplied via the transmission line or the inductor, the emitter potential can be supplied as a fixed voltage without depending on the magnitude of the emitter current. Therefore, since the base-emitter voltage can be freely controlled as compared with the second conventional voltage controlled oscillator, the control range of the base current is greatly expanded.
[0012]
Further, according to the embodiment of FIG. 3, since the load on the output side is directly connected to the emitter terminal via the capacitor, the load on the output side can act as a load for generating negative resistance. As a result, the oscillation condition can be determined in consideration of the load on the output side in advance, so that the impedance matching circuit on the output side becomes unnecessary. That is, according to the second aspect of the present invention, in addition to the object of the first aspect, the impedance matching circuit can be eliminated, the circuit can be significantly reduced in size, and the reflection characteristic on the output side can be improved.
[0013]
Further, according to the embodiments of FIGS. 4 and 5, the emitter of the transistor is short-circuited by the inductor or the transmission line, and the potential of the emitter can always be set to 0 V, so that the emitter voltage control terminal can be eliminated and the circuit configuration can be simplified. .
[0014]
According to the embodiments of FIGS. 6 and 7, the second resistor connected between the base and the emitter of the transistor is a base-emitter resistor R._beAnd the resistance of the base-emitter (varistor) satisfying the oscillation condition can be changed. Further, since the base-emitter voltage can be stabilized by inserting the second resistor, a voltage-controlled oscillator having more excellent controllability can be realized.
[0015]
In addition, according to the embodiments of FIGS. 8 and 9, the Q value of the resonator is increased by the connected capacitor, so that the phase noise of the output signal is reduced.
[0016]
Further, according to still another embodiment of the present invention, the voltage applied to the base of the transistor can be supplied by resistance division of the collector voltage, so that the base voltage control terminal can be eliminated and the circuit configuration can be simplified. .
[0017]
According to the embodiments shown in FIGS. 10 and 11, the modulation sensitivity of the oscillation frequency with respect to the control voltage can be changed depending on the value of the connected varistor, so that the controllability of the oscillation frequency can be improved.
[0018]
Further, according to the embodiment of FIGS. 12A to 15B, the variable reactance element connected in the positive feedback circuit makes it possible to further widen the frequency variable range, and improves or adjusts the frequency modulation sensitivity to the control voltage. be able to.
[0019]
Further, according to still another embodiment of the present invention, the use of a bipolar transistor formed on a silicon substrate having excellent 1 / f noise characteristics can further reduce the phase noise of the voltage controlled oscillator.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention.
[0022]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and via a transmission line 2. Connected to capacitor 3 and grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the transmission line 4 and the capacitor 5, the capacitor 5 is grounded, and the line 4 is grounded via the capacitor 7, and also becomes an emitter serving as a second control terminal via the inductor 6. Connected to voltage control terminal 16.
[0023]
Here, a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. The collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, the oscillator is configured by connecting the transmission line 2 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltages supplied from the base voltage control terminal 14 and the emitter voltage control terminal 16. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done. As a method of controlling the base current, there are a method of controlling the voltages supplied from the base voltage control terminal 14 and the emitter voltage control terminal 16 simultaneously, and a method of fixing one of them and controlling the other.
[0024]
Next, the operation principle of the voltage controlled oscillator of the first embodiment will be described. FIG. 20 shows a simplified equivalent circuit diagram of the first embodiment of the present invention shown in FIG. In FIG. 20, g_beIs the base-emitter conductance (base-emitter resistance R_be), C_bcIs the base-collector capacity, R_b  Is the base resistance, g_m  Is the transconductance and L_a  Is the inductance connected to the base, C_f  Is the capacitance connected to the emitter, Z_L  Is the load impedance connected to the collector.
[0025]
The Y parameter of the transistor 1 having a common emitter can be expressed as in equation (1).
[0026]
(Equation 1)

[0027]
The Y matrix of equation (1) is converted into a Z parameter, and the input impedance Z seen from the base is_a  Is the capacitance C_f  Is disregarded, it is expressed as in equation (2).
[0028]
(Equation 2)

[0029]
In equation (2), the base-emitter conductance g_beNote that Equation (3) is obtained.
[0030]
(Equation 3)

[0031]
Where a₁  , A₂  , A₃  , A₄  , B₁  , B₂  , B₃  , C₁  Is a constant. From equation (3), the input impedance Z_a  The imaginary part X of_a  Is the conductance g between the base and the emitter_beCan greatly vary. Therefore, the base-emitter resistance R_be(Base-emitter conductance g_be) Operates equivalently as a variable capacitor, so that the oscillation frequency can be varied.
[0032]
FIG. 21 shows the base-emitter resistance R of the transistor with respect to the base current._beAnd base resistance R_b  Shows the relationship. Here, the result of using the SST1C bipolar transistor is shown, and since it is normalized by the current value used, it can be handled as a general-purpose value independent of the transistor size. As is clear from FIG. 21, the base resistance R_b  Is constant, but the base-emitter resistance R_beOperates as a varistor of about 1:10 (or more) with respect to the base current.
[0033]
As described above, in the first embodiment of the present invention, since the capacitive reactance can be changed at a large ratio by controlling the base current by the control voltage, it is very much compared to the conventional one using the varactor diode. Wide frequency tuning is possible. In addition, since the voltage applied to the emitter terminal is supplied via an inductor, the emitter potential can be supplied as a fixed voltage without depending on the magnitude of the emitter current, so that the base-emitter voltage for controlling the base current can be freely set. Can be controlled. As a result, the base current can be dynamically varied, and in the first embodiment of the present invention, the base-emitter resistance R_beCan be further increased as compared with the second conventional voltage controlled oscillator.
[0034]
Further, since the voltage controlled oscillator is constituted by one transistor, the structure is simple and economical, and when monolithic, the yield can be improved more than twice that of the first conventional voltage controlled oscillator. . Further, the phase noise of the voltage controlled oscillator is generated by up-conversion of the 1 / f noise of the oscillation element to the vicinity of the oscillation frequency due to the mixing effect due to the nonlinearity of the oscillation element and the variable reactance element (conventionally, a varactor diode or the like). However, this circuit realizes a variable inductance by the varistor characteristic in the transistor of the oscillation element, and can eliminate nonlinear factors other than the oscillation element compared to the first conventional one, so that an oscillator with low phase noise can be realized. realizable. Furthermore, when a bipolar transistor formed on a silicon substrate is used, the 1 / f noise characteristic is excellent, so that the noise can be further reduced. Generally, the base current of a transistor increases exponentially with respect to the voltage between the base and the emitter, so that the oscillation frequency changes sharply. By inserting the resistor 8, the voltage drop due to the current flowing through the resistor 8 is used. As a result, the voltage applied to the base terminal can be gradually changed, so that a voltage controlled oscillator having excellent controllability can be realized. In the first embodiment of the present invention, a similar effect can be obtained by using a transmission line instead of the inductor 6. The same applies to the case where an inductor is used instead of the transmission line 2 and the transmission line 4.
[0035]
(Second embodiment)
FIG. 2 shows a second embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0036]
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8, and via a transmission line 2. Connected to capacitor 3 and grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the transmission line 4 and the capacitor 5, the capacitor 5 is grounded, and the line 4 is grounded via the capacitor 7, and also becomes an emitter serving as a second control terminal via the inductor 6. Connected to voltage control terminal 16.
[0037]
Here, a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. The collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the impedance matching circuit 20 includes a transmission line 22 and a terminal short-circuit stub 21. The terminal short-circuit stub 21 includes a transmission line 23 and a capacitor 25. The collector voltage supply terminal 15 is connected to a connection point between the transmission line 23 and the capacitor 25. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 presents a capacitive negative impedance. Therefore, the oscillator is configured by connecting the transmission line 2 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltages supplied from the base voltage control terminal 14 and the emitter voltage control terminal 16. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor that depends on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit.Therefore, the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done. As a method of controlling the base current, there are a method of controlling the voltages supplied from the base voltage control terminal 14 and the emitter voltage control terminal 16 simultaneously, and a method of fixing one of them and controlling the other.
[0038]
According to the second embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment of the present invention are obtained. As an example, numerical calculation results of a 6 GHz band voltage controlled oscillator designed using the following parameters are shown. Note that the transistor 1 was calculated using a SPICE model.
Transistor 1 ... (SST1C transistor: emitter size 0.3 μm × 120.6 μm),
Capacitor 3: C = 12 [pF], Capacitor 5: C = 8 [pF],
Capacitor 7: C = 2.37 [pF], Capacitor 9: C = 2 [pF],
Capacitor 25: C = 10 [pF],
Resistance 8: R = 1000 [Ω],
Inductor 6: L = 3 [nH]
Transmission line 2: Z = 40 [Ω], L = 3.66 [mm],
εr (effective dielectric constant) = 2.9
Transmission line 4: Z = 70 [Ω], L = 5.00 [mm],
εr (effective dielectric constant) = 2.8
Transmission line 22: Z = 50 [Ω], L = 0.30 [mm],
εr (effective dielectric constant) = 2.8
Transmission line 23: Z = 70 [Ω], L = 1.03 [mm],
εr (effective dielectric constant) = 2.8
[0039]
FIG. 22A shows the relationship between the voltage supplied from the emitter voltage control terminal 16 and the oscillation frequency when the voltages supplied to the collector voltage supply terminal 15 and the base voltage control terminal 14 are 2 V and 4 V, respectively. Shows the relationship between the voltage supplied to the base voltage control terminal 14 and the oscillation frequency, where the voltages supplied to the collector voltage supply terminal 15 and the emitter voltage control terminal 16 are 2 V and 0 V, respectively. From FIGS. 22A and 22B, a very wide frequency variable range can be realized by controlling the base current with either the emitter or base supply voltage. In particular, by controlling the supply voltage of the emitter, a frequency tuning range of 4.79 GHz to 6.46 GHz (33%), which is three times or more the conventional frequency tuning range, can be realized. On the other hand, a wide frequency tuning range can be achieved by controlling the supply voltage of the base, and a high linearity of the oscillation frequency with respect to the control voltage is obtained, so that the control of the oscillation frequency is simplified.
[0040]
(Third embodiment)
FIG. 3 shows a third embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0041]
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and via a transmission line 2. Connected to capacitor 3 and grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the transmission line 4 and the capacitor 5, the capacitor 5 is grounded, and the line 4 is grounded via the capacitor 7, and also becomes an emitter serving as a second control terminal via the inductor 6. Connected to voltage control terminal 16. Further, the emitter terminal 13 is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. In addition, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the collector voltage supply terminal 15 via the inductor 30 and to the capacitor 33, which is grounded. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, the oscillator is configured by connecting the transmission line 2 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltages supplied from the base voltage control terminal 14 and the emitter voltage control terminal 16. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done. As a method of controlling the base current, there are a method of controlling the voltages supplied from the base voltage control terminal 14 and the emitter voltage control terminal 16 simultaneously, and a method of fixing one of them and controlling the other.
[0042]
According to the third embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment of the present invention can be obtained. Since the load (for example, 50 [Ω]) of the output terminal 10 is directly connected to the emitter terminal 13 via the capacitor 9, the load of the output terminal 10 is designed as a load for generating a negative resistance. Can be incorporated into Therefore, since the oscillation condition can be determined in consideration of the load on the output side in advance, the reflection coefficient from the load on the output terminal 10 can be improved, and the impedance matching circuit on the output side becomes unnecessary. In addition, since the impedance matching circuit can be eliminated, the circuit can be significantly reduced in size.
[0043]
(Fourth embodiment)
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0044]
In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a transistor which is an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and the capacitor 3 is grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the inductor 32 and the capacitor 5, and both the inductor 32 and the capacitor 5 are grounded, and a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time.
[0045]
When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0046]
According to the above-described fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment of the present invention is obtained, and the emitter of the transistor 1 is short-circuited in a DC manner by the inductor 32, and the potential of the emitter is uniquely set to 0V. Since it can be set, the emitter voltage control terminal can be eliminated. Therefore, a voltage-controlled oscillator having a simple circuit configuration can be realized.
[0047]
(Fifth embodiment)
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0048]
In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and the capacitor 3 is grounded. The emitter terminal 13 is connected to the inductor 32 and the capacitor 5, and both the inductor 32 and the capacitor 5 are grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. In addition, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the collector voltage supply terminal 15 via the inductor 30 and to the capacitor 33, which is grounded. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0049]
According to the fifth embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment of the present invention is obtained, and the emitter of the transistor 1 is short-circuited in a DC manner by the inductor 32, and the potential of the emitter is uniquely set to 0V. Since it can be set, the emitter voltage control terminal can be eliminated. Therefore, a voltage-controlled oscillator having a simple circuit configuration can be realized.
[0050]
(Sixth embodiment)
FIG. 6 shows a sixth embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 6, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0051]
In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and the capacitor 3 is grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the inductor 32 and the capacitor 5, and both the inductor 32 and the capacitor 5 are grounded, and a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. The base terminal 11 and the emitter terminal 13 are connected through a resistor 40. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0052]
According to the above-described sixth embodiment, the same effects as those of the first embodiment of the present invention can be obtained. The resistor 40 connected between the base and the emitter of the transistor 1 has a resistance R between the base and the emitter._beAnd the resistance of the base-emitter (varistor) satisfying the oscillation condition can be changed. If the resistance value of the resistor 40 is small, the range of the varistor that satisfies the oscillation condition shifts to a smaller range (a smaller base current). Therefore, since the range of the equivalent variable capacitance in the positive feedback circuit changes, the frequency tuning range can be adjusted by the resistance value of the resistor 40. Further, by inserting a resistor 40 between the base and the emitter of the transistor, the base-emitter voltage can be stabilized in a DC manner.
[0053]
(Seventh embodiment)
FIG. 7 shows a seventh embodiment of the voltage controlled oscillator of the present invention. 7, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0054]
In FIG. 7, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and via a transmission line 2. Connected to the capacitor 3, which is grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the transmission line 4 and the capacitor 5, and both the transmission line 4 and the capacitor 5 are grounded, and a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. The base terminal 11 and the emitter terminal 13 are connected through a resistor 40. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the impedance matching circuit 20 includes a transmission line 22 and a terminal short-circuit stub 21. The terminal short-circuit stub 21 includes a transmission line 23 and a capacitor 25. The collector voltage supply terminal 15 is connected to a connection point between the transmission line 23 and the capacitor 25. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, the oscillator is configured by connecting the transmission line 2 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0055]
According to the seventh embodiment, the same effects as those of the sixth embodiment of the present invention can be obtained. As an actual measurement example, FIG. 23 shows a result of a 5 GHz band voltage controlled oscillator using the following parameters.
Transistor 1 ... (SST1C transistor: emitter size 0.3 μm × 120.6 μm),
Capacitor 3: C = 12 [pF], Capacitor 5: C = 2.7 [pF],
Capacitor 7: C = 0.5 [pF], Capacitor 26: C = 10 [pF],
Resistance 8: R = 1000 [Ω],
Resistance 9: R = 1000 [Ω],
Transmission line 2: Z = 40 [Ω], L = 3.66 [mm],
εr (effective dielectric constant) = 2.9
Transmission line 4: Z = 70 [Ω], L = 3.00 [mm],
εr (effective dielectric constant) = 2.8
Transmission line 22: Z = 50 [Ω], L = 0.30 [mm],
εr (effective dielectric constant) = 2.8
Transmission line 23: Z = 70 [Ω], L = 1.03 [mm],
εr (effective dielectric constant) = 2.8
[0056]
As can be seen from the figure, the voltage-controlled oscillator according to the seventh embodiment of the present invention has a very wide frequency tuning range of 4.02 GHz to 5.35 GHz (33%) when 3 [V] is applied to the collector voltage supply terminal 15. ), And achieves a frequency tuning range that is three times or more as compared with that using a conventional varactor diode. Further, as shown in the simulation of FIG. 22B, high linearity of the oscillation frequency with respect to the control voltage supplied from the base voltage control terminal 14 was obtained.
[0057]
(Eighth embodiment)
FIG. 8 shows an eighth embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 8, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0058]
In FIG. 8, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and the capacitor 3 is grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the inductor 32 and the capacitor 5, and both the inductor 32 and the capacitor 5 are grounded, and a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. The base terminal 11 and the emitter terminal 13 are connected through a capacitor 50. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0059]
According to the above-described eighth embodiment, the same effects as those of the first embodiment of the present invention can be obtained. In addition, since the Q value of the resonator is improved by the capacitor 50 inserted between the base and the emitter of the transistor 1, the output signal has low phase noise.
[0060]
(Ninth embodiment)
FIG. 9 shows a ninth embodiment of the voltage controlled oscillator of the present invention. 9, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0061]
In FIG. 9, reference numeral 1 denotes a transistor which is an oscillation element. A base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and an inductor via a capacitor 51. The other end of the inductor 31 is connected to the capacitor 3 and is grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the inductor 32 and the capacitor 5, and both the inductor 32 and the capacitor 5 are grounded, and a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0062]
According to the ninth embodiment, the same effects as those of the first embodiment of the present invention can be obtained. Further, since the Q value of the resonator is increased by loosely coupling the transistor 1 with the resonance circuit including the inductor 31 and the capacitor 3 by the capacitor 51, the phase noise of the output signal is reduced.
[0063]
(Tenth embodiment)
FIG. 10 shows a tenth embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 10, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0064]
In FIG. 10, reference numeral 1 denotes a transistor which is an oscillation element. A base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a varistor 60, and a transmission line 2 , And is grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the transmission line 4 and the capacitor 5, the capacitor 5 is grounded, the line 4 is connected to the inductor 6 and the capacitor 7, and the inductor 6 is connected to the emitter voltage control which becomes the second control terminal. While being connected to the terminal 16, the capacitor 7 is grounded. Here, a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. The collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, the oscillator is configured by connecting the transmission line 2 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltages supplied from the base voltage control terminal 14 and the emitter voltage control terminal 16. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done. As a method of controlling the base current, there are a method of controlling the voltages supplied from the base voltage control terminal 14 and the emitter voltage control terminal 16 simultaneously, and a method of fixing one of them and controlling the other.
[0065]
According to the tenth embodiment, the same effects as those of the first embodiment of the present invention can be obtained. Further, the varistor 60 changes the overall resistance value between the base of the transistor 1 and the base voltage control terminal 14 and changes the voltage effect, so that the modulation sensitivity of the oscillation frequency to the control voltage supplied from the base voltage control terminal 14 is changed. be able to. The sum of the resistance value of the resistor 8 and the varistor is R_TOTAL  FIG. 24 shows the relationship between the oscillation frequency and the control voltage supplied from the base voltage control terminal 14 using the parameters used for the numerical calculation in the second embodiment. R_TOTAL  Is increased, the modulation sensitivity can be varied without deteriorating the linearity. Further, even when the voltage supplied from the base voltage control terminal 14 is kept constant, the oscillation frequency can be controlled by controlling the varistor.
[0066]
(Eleventh embodiment)
FIG. 11 shows an eleventh embodiment of the voltage controlled oscillator of the present invention. 11, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0067]
In FIG. 11, reference numeral 1 denotes a transistor which is an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and the capacitor 3 is grounded. Further, the base voltage control terminal 14 is connected to the varistor 60. Here, the varistor 60 is configured by connecting the base and the collector of the transistor, the emitter side is connected to the base voltage control terminal 14, the base side is connected to the varistor control terminal 17, and the varistor is connected to the base voltage control terminal. It is controlled by a potential difference applied to the varistor control terminal 17 and 14. Further, the emitter terminal 13 of the transistor 1 is connected to the inductor 32 and the capacitor 5, and both the inductor 32 and the capacitor 5 are grounded, so that a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0068]
According to the eleventh embodiment, the same effects as those of the tenth embodiment of the present invention can be obtained. In the eleventh embodiment of FIG. 11, the emitter side of the varistor 60 is connected to the base voltage control terminal 14, and the base side is connected to the varistor control terminal 17, but the emitter side of the varistor 60 is connected to the varistor control terminal 17. However, the same result can be obtained by connecting the base side to the base voltage control terminal 14.
[0069]
(Twelfth embodiment)
FIG. 12A shows a twelfth embodiment of the voltage controlled oscillator of the present invention. 12A, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0070]
In FIG. 12A, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and the capacitor 3 is grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the inductor 32 and the varistor 60, and the inductor 32 is grounded directly, and the varistor 60 is grounded via the capacitor 5, so that a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor. ing. Here, the varistor 60 is configured by connecting the base and the collector of the transistor, the emitter side is connected to the emitter terminal 13 of the transistor 1, and the base (collector) side is provided with a resistor 41 which is the same as or similar to the resistor 8. It is connected to the base voltage control terminal 14 via the terminal. The base terminal 11 and the emitter terminal 13 are connected via a resistor 40. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0071]
According to the twelfth embodiment, in addition to the substantially same effects as those of the first embodiment of the present invention, the following advantages are provided. That is, by connecting the varistor 60 in the positive feedback circuit and sharing the control terminal of the varistor 60 with the base voltage control terminal 14, the base-emitter resistance R_beThe change (varistor) and the resistance change of the varistor 60 can be controlled by a single voltage, so that the range and rate of change of the variable reactance can be expanded or adjusted. Therefore, the voltage controlled oscillator according to the twelfth embodiment of the present invention can further widen the frequency tuning range and can improve the modulation sensitivity of the variable frequency with respect to the control voltage. Similar effects can be obtained by connecting the varistor 60 as shown in FIG. 12B. Further, in the twelfth embodiment, the varistor 60 is formed by connecting the base and collector of the transistor. However, the same effect can be obtained by connecting the varistor 60 between the emitter and collector. Further, a transmission line may be used instead of the inductor.
[0072]
(Thirteenth embodiment)
FIG. 13A shows a thirteenth embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 13A, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0073]
In FIG. 13A, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and grounded. The emitter terminal 13 is connected to the inductor 32 and the varactor diode 70. The inductor 32 is grounded directly, and the varactor diode 70 is grounded via the capacitor 5. A positive feedback circuit is provided between the base and the emitter as viewed from the transistor. It is configured. Here, the varactor diode 70 connects the base and the emitter of the transistor, and the base-collector capacitance C with respect to the base-collector voltage._bcThe emitter (base) side is connected to the emitter terminal 13 of the transistor 1 and the collector side is connected to the base voltage control terminal 14 via the resistor 41. The base terminal 11 and the emitter terminal 13 are connected via a resistor 40. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0074]
According to the thirteenth embodiment, the same effects as those of the first embodiment of the present invention can be obtained. Further, by connecting a varactor diode 70 in the positive feedback circuit and sharing the control terminal of the varactor diode 70 with the base voltage control terminal 14, the resistance R between the base and the emitter of the transistor 1 is reduced._beCan be controlled by a single voltage, and the range and rate of change of the variable reactance can be expanded or adjusted. Therefore, the voltage-controlled oscillator according to the thirteenth embodiment of the present invention can further widen the frequency tuning range and can improve the modulation sensitivity of the oscillation frequency with respect to the control voltage. A similar effect can be obtained even if the varactor diode 70 is connected between the collector and the emitter of the transistor as shown in FIG. 13B. Further, in the thirteenth embodiment shown in FIG. 13A, the emitter (base) side of the varactor diode 70 is connected to the emitter terminal 13 of the transistor 1 and the collector side is connected to the capacitor 5; A similar effect is obtained.
[0075]
(14th embodiment)
FIG. 14 shows a fourteenth embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 14, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0076]
In FIG. 14, reference numeral 1 denotes a transistor which is an oscillation element. A base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and the varistor 60, and the capacitor 3 and the varistor 60 are grounded. Here, the varistor 60 is configured by connecting the base and collector of the transistor. The base (collector) side is connected to the inductor 31 and the emitter side is grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the inductor 32 and the capacitor 5, and both the inductor 32 and the capacitor 5 are grounded, and a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor. The base terminal 11 and the emitter terminal 13 are connected via a resistor 40. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0077]
According to the fourteenth embodiment, the same effects as those of the twelfth embodiment of the present invention can be obtained. In other words, since the varistor 60 connected in the positive feedback circuit appears to have a variable inductor (consisting of the inductor 31, the capacitor 3, and the varistor 60) connected to the base terminal 11, the frequency tuning range can be further expanded. This makes it possible to improve or adjust the modulation sensitivity of the variable frequency with respect to the control voltage. In the fourteenth embodiment, the base (collector) side of the varistor 60 is connected to the inductor 31, but the same effect can be obtained by connecting the emitter side to the inductor 31 and grounding the base (collector) side. obtain.
[0078]
(Fifteenth embodiment)
FIG. 15A shows a fifteenth embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 15A, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0079]
In FIG. 15A, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and the varactor diode 70, and the capacitor 3 and the varactor diode 70 are grounded. Here, the varactor diode 70 is configured by connecting the base and the emitter of the transistor. The base (emitter) side is connected to the inductor 31 and the collector side is grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the inductor 32 and the capacitor 5, and both the inductor 32 and the capacitor 5 are grounded, and a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor. The base terminal 11 and the emitter terminal 13 are connected via a resistor 40. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0080]
According to the fifteenth embodiment, effects similar to those of the thirteenth embodiment of the present invention are obtained. That is, the variable inductor (consisting of the inductor 31, the capacitor 3, and the varactor 70) is connected to the base terminal 11 by the varactor 70 inserted in parallel in the positive feedback circuit, so that the frequency tuning range is further expanded. It is possible to improve or adjust the modulation sensitivity of the variable frequency with respect to the control voltage. The same effect can be obtained by configuring the varactor diode 70 by connecting the collector and the emitter of the transistor as shown in FIG. 15B. Furthermore, in the fifteenth embodiment shown in FIG. 15A, the base (emitter) side of the varactor diode 70 is connected to the inductor 31, but the collector side is connected to the inductor 31, and the base (emitter) side is grounded. Also has the same effect.
[0081]
(Sixteenth embodiment)
FIG. 16 shows a sixteenth embodiment of the voltage controlled oscillator of the present invention. 16, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0082]
In FIG. 16, reference numeral 1 denotes a transistor which is an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to the collector terminal 12 via the resistor 43, and is connected to the capacitor 3 via the transmission line 2 and is grounded. I have. Further, the emitter terminal 13 is connected to the transmission line 4 and the capacitor 5, the capacitor 5 is grounded, and the line 4 is grounded via the capacitor 7, and also becomes an emitter serving as a second control terminal via the inductor 6. Connected to voltage control terminal 16. Here, a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. The collector terminal 12 of the transistor 1 is grounded via a resistor 44, is connected to a capacitor 9 via an impedance matching circuit 20, and is connected to an output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, the oscillator is configured by connecting the transmission line 2 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the emitter voltage control terminal 16. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done. The base current can be controlled by fixing the collector voltage applied from the collector voltage supply terminal 15 and changing the voltage supplied from the emitter voltage control terminal 16.
[0083]
According to the sixteenth embodiment, the same effects as those of the first embodiment of the present invention can be obtained. Further, since the voltage applied to the base terminal 11 of the transistor 1 is fixed by dividing the voltage applied to the collector voltage supply terminal 15 by the resistors 43 and 44, the base voltage control terminal can be omitted. Therefore, a voltage-controlled oscillator having a simple circuit configuration can be realized.
[0084]
(Seventeenth embodiment)
FIG. 17 shows a seventeenth embodiment of the voltage controlled oscillator of the present invention. 17, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0085]
In FIG. 17, reference numeral 1 denotes a transistor which is an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to the collector terminal 12 via the resistor 43, and is connected to the capacitor 3 via the transmission line 2 and is grounded. I have. The base terminal 11 is grounded via a resistor 45. Further, the emitter terminal 13 is connected to the transmission line 4 and the capacitor 5, the capacitor 5 is grounded, and the line 4 is grounded via the capacitor 7, and also becomes an emitter serving as a second control terminal via the inductor 6. Connected to voltage control terminal 16. Here, a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor 1. The collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, the oscillator is configured by connecting the transmission line 2 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the emitter voltage control terminal 16. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done. The base current can be controlled by fixing the collector voltage applied from the collector voltage supply terminal 15 and changing the voltage supplied from the emitter voltage control terminal 16.
[0086]
According to the seventeenth embodiment, effects similar to those of the first embodiment of the present invention can be obtained. Further, since the voltage applied to the base terminal 11 of the transistor 1 is fixed by dividing the voltage applied to the collector voltage supply terminal 15 by the resistors 43 and 45, the base voltage control terminal can be omitted. Therefore, a voltage-controlled oscillator having a simple circuit configuration can be realized.
[0087]
(Eighteenth embodiment)
FIG. 18 shows an eighteenth embodiment of the voltage controlled oscillator of the present invention. 18, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0088]
In FIG. 18, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and the varistor 60, and the capacitor 3 and the varistor 60 are grounded. Here, the varistor 60 has the base side of the transistor connected to the varistor control terminal 17 via the resistor 46, the collector side connected to the inductor 31, and the emitter side grounded. Further, the emitter terminal 13 is connected to the inductor 32 and the capacitor 5, and both the inductor 32 and the capacitor 5 are grounded, and a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor. The base terminal 11 and the emitter terminal 13 are connected via a resistor 40. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0089]
According to the eighteenth embodiment, the same effects as those of the first embodiment of the present invention can be obtained. In addition, since the varistor 60 connected in the positive feedback circuit appears to have a variable inductor (consisting of the inductor 31, the capacitor 3, and the varistor 60) connected to the base terminal 11, the frequency tuning range can be further expanded. This makes it possible to improve or adjust the modulation sensitivity of the variable frequency with respect to the control voltage. In the eighteenth embodiment, the collector side of the varistor 60 is connected to the inductor 31, but the same effect can be obtained by connecting the emitter side to the inductor 31 and grounding the collector side.
[0090]
(19th embodiment)
FIG. 19 shows a nineteenth embodiment of the voltage controlled oscillator according to the present invention. 19, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0091]
In FIG. 19, reference numeral 1 denotes a transistor serving as an oscillation element. The base terminal 11 of the transistor 1 is connected to a base voltage control terminal 14 serving as a first control terminal via a resistor 8 and a capacitor via an inductor 31. 3 and the capacitor 3 is grounded. The emitter terminal 13 is connected to the capacitor 5, the inductor 32 and the varistor 60, and the inductor 32 and the capacitor 5 are grounded, so that a positive feedback circuit is formed between the base and the emitter as viewed from the transistor. Here, the varistor 60 has the base side of the transistor connected to the varistor control terminal 17 via the resistor 46, the emitter side connected to the emitter terminal 13 of the transistor 1, and the collector side grounded. The base terminal 11 and the emitter terminal 13 are connected via a resistor 40. Further, the collector terminal 12 of the transistor 1 is connected to the capacitor 9 via the impedance matching circuit 20, and is connected to the output terminal 10 through the capacitor 9. Here, the collector voltage supply terminal 15 is formed in the impedance matching circuit 20 at the same time. When a collector voltage is applied to the collector voltage supply terminal 15, the base of the transistor 1 exhibits a capacitive negative impedance. Therefore, an oscillator is configured by connecting the inductor 31 to the base terminal 11. Further, the base current flowing through the transistor 1 can be controlled by the voltage supplied from the base voltage control terminal 14. Transistor 1 base-emitter resistance R_beFunctions as a varistor depending on the base current and operates equivalently as a variable capacitor in the positive feedback circuit, so that the base becomes a variable capacitive negative impedance, which changes the oscillation frequency and forms a voltage-controlled oscillator. Is done.
[0092]
According to the nineteenth embodiment, the following advantages are obtained in addition to the effects substantially similar to those of the first embodiment of the present invention. That is, by connecting the varistor 60 in the positive feedback circuit and controlling the control terminal of the varistor 60, the range and the rate of change of the variable reactance can be expanded or adjusted. Therefore, the voltage-controlled oscillator according to the nineteenth embodiment of the present invention can further widen the frequency tuning range, and can improve or adjust the modulation sensitivity of the variable frequency with respect to the control voltage. In the nineteenth embodiment, the varistor 60 has the emitter connected to the emitter terminal 13 of the transistor 1. However, the same effect can be obtained by connecting the collector to the emitter terminal 13 and grounding the emitter. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 12A is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 12B is a circuit diagram of a voltage-controlled oscillator that is a modification of FIG. 12A.
FIG. 13A is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 13B is a circuit diagram of a voltage-controlled oscillator that is a modification of FIG. 13A.
FIG. 14 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 15A is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 15B is a circuit diagram of a voltage-controlled oscillator that is a modification of FIG. 15A.
FIG. 16 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to an eighteenth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to a nineteenth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a simplified equivalent circuit diagram of the voltage controlled oscillator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a graph showing the relationship between the normalized base-emitter resistance and the normalized base resistance with respect to the normalized base current of the silicon bipolar transistor (SST1C).
FIG. 22A is a graph showing the relationship between the oscillation frequency and the emitter supply voltage of a 5-GHz band voltage-controlled oscillator numerically calculated using a silicon bipolar transistor (SST1C) for the voltage-controlled oscillator according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 22B is a diagram showing the relationship between the oscillation frequency and the base supply voltage of a 5 GHz band voltage controlled oscillator numerically calculated using a silicon bipolar transistor (SST1C) for the voltage controlled oscillator according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram showing a relation between an oscillation frequency and a base supply voltage of a 5 GHz band voltage controlled oscillator manufactured by using a silicon bipolar transistor (SST1C) in the voltage controlled oscillator according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a graph showing the relationship between the oscillation frequency and the base supply voltage of a 5 GHz band voltage controlled oscillator, which is numerically calculated using a silicon bipolar transistor (SST1C) for the voltage controlled oscillator according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a circuit diagram of a first conventional voltage controlled oscillator.
FIG. 26 is a circuit diagram of a second conventional voltage controlled oscillator.
FIG. 27 is a circuit diagram used to numerically calculate a DC component of a second conventional voltage controlled oscillator using a silicon bipolar transistor (SST1C).
FIG. 28 is a diagram showing a relationship between a base current and an emitter current with respect to a base-emitter voltage of a silicon bipolar transistor (SST1C).
29 is a diagram showing the relationship between the base supply voltage and the base-emitter voltage calculated numerically using the circuit diagram of FIG. 27;
[Explanation of symbols]
1 transistor
2, 4, 22, 23 transmission line
3, 5, 7, 9, 25, 33, 50, 51 capacitors
6, 30, 31, 32 inductor
8, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46 Resistance
10 Output terminal
11 Base terminal
12 Collector terminal
13 Emitter terminal
14 Base voltage control terminal
15 Collector voltage control terminal
16 Emitter voltage control terminal
17 Varistor control terminal
20 Impedance matching circuit
21 Termination short-circuit stub
60 Varistor
70 Varactor diode
100 FET
110 output terminal
111 Gate terminal
112 Drain terminal
113 source terminal
114 Control voltage input terminal
115 Drain voltage supply terminal
120, 121, 122, 123, 124 inductor
130, 131, 132, 133, 201, 202, 203, 204, 205, 206 Capacitor
140, 141, 207, 208, 209 resistance
150 Varactor diode
151 anode
152 cathode
200 transistors
210 Transmission line
211 Base terminal
212 Collector terminal
213 Emitter terminal
214 Base voltage control terminal
215 Collector voltage control terminal

Claims (18)

A positive feedback circuit is formed between the base and the emitter of the first bipolar transistor, an oscillating signal is output from the collector via an impedance matching circuit, an inductor element is connected to the base of the bipolar transistor, and a base is connected to the base of the bipolar transistor. comprising a controllable control power source for supplying a voltage, comprising a power supply for supplying a collector potential in the impedance matching circuit, a first resistor connected between the control power source for supplying a base and the base potential and the emitter A voltage-controlled oscillator, which is grounded via an inductor or a transmission line and controls a base-emitter voltage to change a base current to vary an oscillation frequency. 2. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein another resistor is connected between a base and an emitter of said bipolar transistor . 3. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein a capacitor is connected between a base and an emitter of said bipolar transistor . 4. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein an inductor element is connected to a base of said bipolar transistor via a capacitor . In the voltage controlled oscillator according to claim 1, any one of 4, is connected to one of the varistor to the power supply terminal for controlling the base potential, including a separate power supply for controlling the other of said varistor of the varistor a voltage controlled oscillator, characterized in that the. 6. The voltage controlled oscillator according to claim 5 , wherein said varistor is realized by a bipolar transistor . 2. The voltage controlled oscillator according to claim 1 , wherein another bipolar transistor is connected to the positive feedback circuit as a varistor, and the emitter of the bipolar transistor is directly or indirectly connected to the same potential as the emitter of the first bipolar transistor. And the power supply terminal for controlling the base potential of the first bipolar transistor is connected directly or indirectly to the base and the collector of the another bipolar transistor. Oscillator. 2. The voltage controlled oscillator according to claim 1 , wherein another bipolar transistor is connected as a varactor to the positive feedback circuit, and the emitter of the bipolar transistor is directly or indirectly connected to the same potential as the emitter of the first bipolar transistor. And the power supply terminal for controlling the base potential of the first bipolar transistor is directly or indirectly connected to the collector and the base of the another bipolar transistor. Oscillator. 2. The voltage controlled oscillator according to claim 1 , wherein another bipolar transistor is connected as a varistor to the positive feedback circuit, and the base of the bipolar transistor is directly or indirectly connected to the base of the first bipolar transistor so as to have the same potential. Wherein the base and collector of the another bipolar transistor are connected, and the emitter is grounded . 2. The voltage controlled oscillator according to claim 1 , wherein another bipolar transistor is connected to the positive feedback circuit as a varactor, and the base of the bipolar transistor is directly or indirectly connected to the base of the first bipolar transistor so as to have the same potential. Wherein the base and the emitter of the another bipolar transistor are connected, and the collector is grounded . 2. The voltage controlled oscillator according to claim 1 , wherein the positive feedback circuit includes an inductor and a capacitor, and a variable impedance element for adjusting at least one of the inductor and the capacitor is provided. A voltage controlled oscillator controlled by the same power supply as a controllable power supply for applying a potential to a base . In the voltage controlled oscillator of claim 11, wherein the voltage controlled oscillator, characterized in that a varistor said variable impedance element is realized by a bipolar transistor. The voltage controlled oscillator according to claim 11, wherein the variable impedance element is a varactor realized by a bipolar transistor . The voltage controlled oscillator according to claim 11 , further comprising another power supply for controlling the variable impedance element . The voltage controlled oscillator according to any one of claims 1 to 14, wherein the bipolar transistor is formed on a silicon substrate . A positive feedback circuit is formed between the base and the emitter of the first bipolar transistor, an oscillation signal is output from the collector through an impedance matching circuit, an inductor element is connected to the base of the bipolar transistor, and the base of the bipolar transistor is connected to the base. A control power supply for supplying a potential to the emitter; a power supply for supplying a collector potential in the impedance matching circuit; and a first resistor connected between the base and the control power supply for providing the base potential The emitter and a power supply terminal for applying a potential to the emitter are connected by using at least one of an inductor and a transmission line, and by controlling a base-emitter voltage, a base current is changed to vary an oscillation frequency. In the voltage controlled oscillator, the first resistor and the base potential are controlled. A voltage controlled oscillator, characterized in that connecting the varistor between that power supply terminal. 17. The voltage controlled oscillator according to claim 16 , wherein one of the varistors is connected to a power supply terminal for controlling the base potential, and the other of the varistors and another power supply for controlling the varistors are provided. Oscillator. 18. The voltage controlled oscillator according to claim 16, wherein the varistor is realized by a bipolar transistor .

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