JP4977431B2 - マイクロメカニカル共振器 - Google Patents
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Description
そして、入力電極(94)には高周波電源(6)が接続されると共に、1つのアンカー(93)には主電圧電源(7)が接続されている。
そして、入力電極(106)には高周波電源(6)が接続されると共に、1つのアンカー(104)には主電圧電源(7)が接続されている。
又、マイクロメカニカル共振器の完成品においては共振周波数を微調整することは出来なかった。
ここで、前記共振ビーム(52)の両端部が、共振ビーム(52)の軸方向とは直交する面内での移動が拘束されると共に、共振ビーム(52)の軸方向の変位は可能に支持されており、該端部と対向してバイアス電極(4)が配備され、該バイアス電極(4)にバイアス電圧電源(8)を接続して、バイアス電圧を印加することが可能である。
従って、バイアス電圧電源(8)のバイアス電圧を調整することにより、共振ビーム(52)の共振周波数を変化させて、出力される高周波信号の周波数を微調整することが出来る。
該具体的構成によれば、共振ビーム(52)の両端部に対向して配備された一対のバイアス電極(4)(4)にバイアス電圧を印加することにより、共振ビーム(52)が両側から引張力若しくは圧縮力を受けて、共振ビーム(52)の共振周波数の調整が行なわれる。
更に具体的には、前記支持ビーム(51)は、共振ビーム(52)との連結部を中心として両側に伸び、共振ビーム(52)とその両側の支持ビーム(51)(51)によって、全体がH字状の共振子(5)が構成されており、各支持ビーム(51)に対向して前記バイアス電極(4)が配備されている。
第1実施例
図1及び図2に示すマイクロメカニカル共振器においては、シリコン或いはガラスからなる基板(9)上に、シリコン、アルミニウム等の導電材料からなる共振子(5)が配備されると共に、該共振子(5)の軸部の両側には、共振子(5)に沿って、シリコン、アルミニウム等の導電材料からなる一対の駆動電極(1)(2)が配備されている。
又、共振子(5)の両支持ビーム(51)(51)の外側には、それぞれ支持ビーム(51)の中央部に対向して、一対のバイアス電極(4)(4)が配備されており、支持ビーム(51)とバイアス電極(4)の間には所定(例えば0.1〜0.5μm)のギャップが形成されている。
一方の駆動電極(1)の3つの電極突出部(10)(10)(10)と他方の駆動電極(2)の3つの電極突出部(20)(20)(20)はそれぞれ、基板(9)の表面と平行な面内で、共振ビーム(52)の非くびれ部と交互に対向して、共振ビーム(52)の非くびれ部との間に所定(例えば0.1〜0.5μm)のギャップ部Gを形成している。
斯くして、図1及び図2に示すマイクロメカニカル共振器は、高周波電源(6)から2つの駆動電極(1)(2)に高周波信号が入力されて、1つのアンカー(3)から高周波信号Ioが出力される1ポート型の共振器を構成している。
従って、バイアス電圧電源(8)のバイアス電圧を調整することにより、共振ビーム(52)の共振周波数を変化させて、アンカー(3)から出力される高周波信号Ioの周波数を微調整することが出来る。
図3に示すマイクロメカニカル共振器においては、シリコン或いはガラスからなる基板(9)上に、シリコン、アルミニウム等の導電材料からなる共振子(5)が配備されると共に、該共振子(5)の両側には、シリコン、アルミニウム等の導電材料からなる入力電極(22)と出力電極(12)が配備されている。
入力電極(22)の3つの電極突出部(24)(24)(24)と出力電極(12)の3つの電極突出部(14)(14)(14)はそれぞれ、基板(9)の表面と平行な面内で、共振ビーム(52)の非くびれ部と交互に対向して、共振ビーム(52)の非くびれ部との間に所定(例えば0.1〜0.5μm)のギャップ部Gを形成している。
斯くして、図3に示すマイクロメカニカル共振器は、高周波電源(6)から入力電極(22)に高周波信号が入力されて、出力電極(12)から高周波信号Ioが出力される2ポート型の共振器を構成している。
従って、バイアス電圧電源(8)のバイアス電圧を調整することにより、共振ビーム(52)の共振周波数を変化させて、アンカー(3)から出力される高周波信号Ioの周波数を微調整することが出来る。
図4に示すマイクロメカニカル共振器においては、シリコン或いはガラスからなる基板(9)上に、シリコン、アルミニウム等の導電材料からなる共振子(5)が配備されると共に、該共振子(5)の両側には、シリコン、アルミニウム等の導電材料からなる一対の駆動電極(15)(25)が配備されている。
一方の駆動電極(15)の3つの電極突出部(16)(16)(16)と他方の駆動電極(25)の3つの電極突出部(26)(26)(26)はそれぞれ、基板(9)の表面と垂直な面内で、共振ビーム(52)の非くびれ部と交互に対向して、共振ビーム(52)の非くびれ部との間に所定(例えば0.1〜0.5μm)のギャップ部を形成している。
斯くして、図4に示すマイクロメカニカル共振器は、高周波電源(6)から2つの駆動電極(15)(25)に高周波信号が入力されて、1つのアンカー(3)から高周波信号Ioが出力される1ポート型の共振器を構成している。
従って、バイアス電圧電源(8)のバイアス電圧を調整することにより、共振ビーム(52)の共振周波数を変化させて、アンカー(3)から出力される高周波信号Ioの周波数を微調整することが出来る。
図6に示すマイクロメカニカル共振器においては、シリコン或いはガラスからなる基板(9)上に、シリコン、アルミニウム等の導電材料からなる共振子(5)が配備されると共に、該共振子(5)の両側には、シリコン、アルミニウム等の導電材料からなる入力電極(27)と出力電極(17)が配備されている。
斯くして、図6に示すマイクロメカニカル共振器は、高周波電源(6)から入力電極(27)に高周波信号が入力されて、出力電極(17)から高周波信号Ioが出力される2ポート型の共振器を構成している。
従って、バイアス電圧電源(8)のバイアス電圧を調整することにより、共振ビーム(52)の共振周波数を変化させて、アンカー(3)から出力される高周波信号Ioの周波数を微調整することが出来る。
図9のグラフから明らかな様に、バイアス電圧を0Vから100Vに変化させることによって、共振周波数は300MHzから308MHzまで滑らかなカーブで変化しており、バイアス電圧の可変設定によって共振周波数の微調整が可能であることが分かる。
(10) 電極突出部
(2) 駆動電極
(20) 電極突出部
(3) アンカー
(4) バイアス電極
(5) 共振子
(50) 支持部
(51) 支持ビーム
(52) 共振ビーム
(6) 高周波電源
(7) 主電圧電源
(8) バイアス電圧電源
(9) 基板
Claims (4)
- 基板(9)上に両端部が支持された共振ビーム(52)と、該共振ビーム(52)の両端部間の軸部に対向して配置された2つの電極(1)(2)とを具え、共振ビーム(52)の両端部間にて、一方の電極(1)と共振ビーム(52)とが互いに対向して、1或いは複数のギャップ部が形成されると共に、他方の電極(2)と共振ビーム(52)とが互いに対向して、1或いは複数のギャップ部が形成され、高周波信号の入力により何れか一方若しくは両方の電極(1)(2)と共振ビーム(52)との間に交番静電気力を発生させて共振ビーム(52)に振動を与え、何れか一方若しくは両方の電極(1)(2)と共振ビーム(52)との間の静電容量の変化を高周波信号として出力するマイクロメカニカル共振器において、
前記共振ビーム(52)の両端部は、共振ビーム(52)の軸方向とは直交する面内での移動が拘束されると共に、共振ビーム(52)の軸方向の変位は可能に支持されており、該端部と対向してバイアス電極(4)が配備され、該バイアス電極(4)にバイアス電圧を印加することが可能であることを特徴とするマイクロメカニカル共振器。 - 該共振ビーム(52)の各端部に対向して前記バイアス電極(4)が配備されている請求項1に記載のマイクロメカニカル共振子。
- 前記共振ビーム(52)の両端部にはそれぞれ共振ビーム(52)に対して直交する支持ビーム(51)が突設され、該支持ビーム(51)によって共振ビーム(52)の端部が基板(9)上に支持されている請求項1又は請求項2に記載のマイクロメカニカル共振子。
- 前記支持ビーム(51)は、共振ビーム(52)との連結部を中心として両側に伸び、共振ビーム(52)とその両側の支持ビーム(51)(51)によって、全体がH字状の共振子(5)が構成されており、各支持ビーム(51)に対向して前記バイアス電極(4)が配備されている請求項3に記載のマイクロメカニカル共振子。
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