JPH03117103A - 電圧制御発振器 - Google Patents
電圧制御発振器Info
- Publication number
- JPH03117103A JPH03117103A JP25184289A JP25184289A JPH03117103A JP H03117103 A JPH03117103 A JP H03117103A JP 25184289 A JP25184289 A JP 25184289A JP 25184289 A JP25184289 A JP 25184289A JP H03117103 A JPH03117103 A JP H03117103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- variable
- capacitor
- circuit
- transistor
- capacitance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、容量値が印加電圧に応じて変化する特性をも
つ可変容量を回路要素として備えて、この可変容量によ
り発振周波数を変化させる構成の電圧制御発振器に係り
、特に、マイクロ波・ミリ波帯で使用するのに好適な電
圧制御発振器に関するものである。
つ可変容量を回路要素として備えて、この可変容量によ
り発振周波数を変化させる構成の電圧制御発振器に係り
、特に、マイクロ波・ミリ波帯で使用するのに好適な電
圧制御発振器に関するものである。
電圧制御発振器(以下、vC○と記す)として。
第6図に等価回路を示すように、発振周波数を変化させ
るための可変容量に、印加される逆方向電圧値に応じて
容量が変化する可変容量ダイオード(バラクタ・ダイオ
ード)を使用する構成のものがある。すなわち、第6図
(a)においては、FET(@界効果トランジスタ)5
のゲート回路にインダクタ3とバラクタ・ダイオード4
が挿入されているものが示されており、(b)図におい
ては、FET5のソース端子と接地間にバラクタ・ダイ
オード4を配置しゲート回路には固定容量値のキャパシ
タ1を配置する構成のものが、(C)図においては、さ
らにゲート回路とソース回路の両者にバラクタ・ダイオ
ード4を配置する構成のものが示されている。
るための可変容量に、印加される逆方向電圧値に応じて
容量が変化する可変容量ダイオード(バラクタ・ダイオ
ード)を使用する構成のものがある。すなわち、第6図
(a)においては、FET(@界効果トランジスタ)5
のゲート回路にインダクタ3とバラクタ・ダイオード4
が挿入されているものが示されており、(b)図におい
ては、FET5のソース端子と接地間にバラクタ・ダイ
オード4を配置しゲート回路には固定容量値のキャパシ
タ1を配置する構成のものが、(C)図においては、さ
らにゲート回路とソース回路の両者にバラクタ・ダイオ
ード4を配置する構成のものが示されている。
なお、この種の技術が記載されている文献として、例え
ばB、N、5cott: I EEE trans、
onMTT (ビー°エヌ・スコツト:アイイーイーイ
ー トランザクションオンエムティーティー);第30
巻、第12号、2172頁、1982がある。
ばB、N、5cott: I EEE trans、
onMTT (ビー°エヌ・スコツト:アイイーイーイ
ー トランザクションオンエムティーティー);第30
巻、第12号、2172頁、1982がある。
vCOの周波数可変範囲を広くするためには、バラクタ
・ダイオードの可変容量範囲が広い必要がある。また、
発振の純度を上げるため共振回路のQ値を上げなければ
ならないが、このためにはバラクタ・ダイオード等共振
回路を形成する素子のシリーズ抵抗(直列抵抗)を低く
抑えなければならない。半導体基板上に回路全体を集積
化して構成されるモノリシックマイクロ波集積回路(以
下、MMICと記す)は、一般に、トランジスタ用のプ
ロセスにより作成されることがら、バラクタ・ダイオー
ドはトランジスタのジャンクション3 の空乏層を利用していた。したがって、MMIC中のバ
ラクタ・ダイオードの特性は、プロセス上の制約から、
可変容量範囲は1:2程度、シリーズ抵抗は数Ω程度で
あり、ダイオード専用プロセスによるバラクタ・ダイオ
ードの可変容量範囲が1:10程度、シリーズ抵抗が1
Ω程度であるのに比較して、可変容量範囲及びシリーズ
抵抗において大幅に劣っており、モノリシックvCOの
性能に悪影響を及ぼしている。したがって、ハイブリッ
ド集積回路では容易に実現可能であった、周波数可変範
囲が広くかつ低位相雑音特性を有するvCOがMMIC
においては実現困難であるという問題があった。
・ダイオードの可変容量範囲が広い必要がある。また、
発振の純度を上げるため共振回路のQ値を上げなければ
ならないが、このためにはバラクタ・ダイオード等共振
回路を形成する素子のシリーズ抵抗(直列抵抗)を低く
抑えなければならない。半導体基板上に回路全体を集積
化して構成されるモノリシックマイクロ波集積回路(以
下、MMICと記す)は、一般に、トランジスタ用のプ
ロセスにより作成されることがら、バラクタ・ダイオー
ドはトランジスタのジャンクション3 の空乏層を利用していた。したがって、MMIC中のバ
ラクタ・ダイオードの特性は、プロセス上の制約から、
可変容量範囲は1:2程度、シリーズ抵抗は数Ω程度で
あり、ダイオード専用プロセスによるバラクタ・ダイオ
ードの可変容量範囲が1:10程度、シリーズ抵抗が1
Ω程度であるのに比較して、可変容量範囲及びシリーズ
抵抗において大幅に劣っており、モノリシックvCOの
性能に悪影響を及ぼしている。したがって、ハイブリッ
ド集積回路では容易に実現可能であった、周波数可変範
囲が広くかつ低位相雑音特性を有するvCOがMMIC
においては実現困難であるという問題があった。
本発明の目的は、MMICにおいて広帯域な可変周波数
範囲を持ち、かつ低位相雑音特性とすることのできる電
圧制御発振器を提供することしこある。
範囲を持ち、かつ低位相雑音特性とすることのできる電
圧制御発振器を提供することしこある。
本発明では、上記目的を達成するために、vCOにおい
て周波数可変特性を得るために必要な可変容量回路を、
キャパシタと可変抵抗との並列接続回路で構成し、その
可変抵抗としては、半導体基板上に形成される1−ラン
ジスタを用い、キャパシタは、同一半導体基板上に形成
される導体とこの導体に絶縁体を介して対向するように
形成される導体とで構成するキャパシタを用いるか、あ
るいは上記可変抵抗用トランジスタとは別に同一半導体
基板上に形成されるトランジスタの接合容量・寄生容量
で構成するキャパシタを用いる方式とする。
て周波数可変特性を得るために必要な可変容量回路を、
キャパシタと可変抵抗との並列接続回路で構成し、その
可変抵抗としては、半導体基板上に形成される1−ラン
ジスタを用い、キャパシタは、同一半導体基板上に形成
される導体とこの導体に絶縁体を介して対向するように
形成される導体とで構成するキャパシタを用いるか、あ
るいは上記可変抵抗用トランジスタとは別に同一半導体
基板上に形成されるトランジスタの接合容量・寄生容量
で構成するキャパシタを用いる方式とする。
従来のバラクタ・ダイオードの代わりに、同じ半導体基
板上に形成される可変抵抗(トランジスタ)とキャパシ
タを並列接続することにより、等価的な可変容量回路が
構成される。この場合、トランジスタで構成される可変
抵抗として、数Ωから10にΩまで変化する可変抵抗が
得られ、この可変抵抗と、固定容量C8との並列接続回
路の容量変化範囲はC8から100C,程度までとなり
、従来のバラクタ・ダイオードの可変容量範囲が1:2
程度であったのに対し、1 : 100程度の容量変化
を実現することができる。
板上に形成される可変抵抗(トランジスタ)とキャパシ
タを並列接続することにより、等価的な可変容量回路が
構成される。この場合、トランジスタで構成される可変
抵抗として、数Ωから10にΩまで変化する可変抵抗が
得られ、この可変抵抗と、固定容量C8との並列接続回
路の容量変化範囲はC8から100C,程度までとなり
、従来のバラクタ・ダイオードの可変容量範囲が1:2
程度であったのに対し、1 : 100程度の容量変化
を実現することができる。
(1)基本原理
第1図は、本発明のvCOに用いる可変容量回路の構成
例を示す。固定容量のキャパシタC8とFET (可変
抵抗)とを並列接続することにより可変容量回路2が構
成され、可変抵抗の抵抗値Rを変化させることによりイ
ンピーダンスの虚部Z imagが変化することを利用
したものである。可変抵抗は例えばゲート接地のFET
のソース・ドレイン間を用いることにより、数Ωから1
0にΩまで変化するものをMMICに組み込むことがで
きる。
例を示す。固定容量のキャパシタC8とFET (可変
抵抗)とを並列接続することにより可変容量回路2が構
成され、可変抵抗の抵抗値Rを変化させることによりイ
ンピーダンスの虚部Z imagが変化することを利用
したものである。可変抵抗は例えばゲート接地のFET
のソース・ドレイン間を用いることにより、数Ωから1
0にΩまで変化するものをMMICに組み込むことがで
きる。
第2図に、可変抵抗Rの抵抗値変化1Ω〜1にΩに対す
る等価容量C=1/ωZ imagの変化を示す。等価
容量Cは、固定容量値C0と等しい容量C0(Rが1に
Ωのとき)から100C,(Rが8Ωのとき)までと、
100倍以上の容量変化が達成されることがわかる。
る等価容量C=1/ωZ imagの変化を示す。等価
容量Cは、固定容量値C0と等しい容量C0(Rが1に
Ωのとき)から100C,(Rが8Ωのとき)までと、
100倍以上の容量変化が達成されることがわかる。
(2)VCOの等価回路
第3図に、本発明のVCOの等価回路を示す。
第3図(a)、(b)、(C)は、それぞれ第6図(a
)、(b)、(c)に示したVCOのバラクタ・ダイオ
ード4を、可変抵抗(トランジスタ)RとキャパシタC
6を並列接続してなる可変容量回路2に置き換えたもの
である。
)、(b)、(c)に示したVCOのバラクタ・ダイオ
ード4を、可変抵抗(トランジスタ)RとキャパシタC
6を並列接続してなる可変容量回路2に置き換えたもの
である。
(3)本発明VC○の特性
上記した基本原理に示したように本発明のVCOに用い
る可変容量回路は、1:100以上の可変容量範囲が得
られるのに対して、従来のMMIC中のトランジスタを
用いたバラクタ・ダイオードの可変容量範囲は1:2程
度である。したがって、本発明のVCOは、従来のVC
Oに比へて広帯域な周波数可変特性が得られる。
る可変容量回路は、1:100以上の可変容量範囲が得
られるのに対して、従来のMMIC中のトランジスタを
用いたバラクタ・ダイオードの可変容量範囲は1:2程
度である。したがって、本発明のVCOは、従来のVC
Oに比へて広帯域な周波数可変特性が得られる。
つぎに、第4図は、本発明の可変容量回路のQを従来の
バラクタ・ダイオードのQと比較したものである。本発
明の可変容量回路はQがωCRで表され、バラクタ・ダ
イオードのQは1−/ωCRで表されるため高周波領域
ではQが逆転し、不発明の可変容量回路の方が高くなる
。したがって、本発明のVCOは、従来のVCOより低
位相雑音特性を実現できる。
バラクタ・ダイオードのQと比較したものである。本発
明の可変容量回路はQがωCRで表され、バラクタ・ダ
イオードのQは1−/ωCRで表されるため高周波領域
ではQが逆転し、不発明の可変容量回路の方が高くなる
。したがって、本発明のVCOは、従来のVCOより低
位相雑音特性を実現できる。
第5図に、本発明の可変容量回路の、可変抵抗Rを1−
00Ωから1にΩまで変化させた場合の、等個直列抵抗
Zreal (Ω)の変化状態と等価容量C(pF)の
変化状態を示す。ただし、固定容量coの容量値は0.
3pFとしである。可変容量範囲を低シリーズ抵抗領域
に限ればQの高い可変容量回路として利用できる。これ
をVCOに適用した場合、低位相雑音特性が得られる。
00Ωから1にΩまで変化させた場合の、等個直列抵抗
Zreal (Ω)の変化状態と等価容量C(pF)の
変化状態を示す。ただし、固定容量coの容量値は0.
3pFとしである。可変容量範囲を低シリーズ抵抗領域
に限ればQの高い可変容量回路として利用できる。これ
をVCOに適用した場合、低位相雑音特性が得られる。
以上説明したように、本発明によれば、モノリシックマ
イクロ波集積回路の電圧制御発振器において、従来モノ
リシックマイクロ波集積回路ではプロセス的な制約から
良好な特性が得られなかったバラクタ・ダイオードに代
わり、製作容易な可変抵抗(トランジスタ)とキャパシ
タとを並列接続して等価的な可変容量回路を構成するこ
とにより、バラクタ・ダイオード使用の電圧制御発振器
より周波数可変範囲が広く、かつ、低位相雑音特性のも
のを得ることができる。
イクロ波集積回路の電圧制御発振器において、従来モノ
リシックマイクロ波集積回路ではプロセス的な制約から
良好な特性が得られなかったバラクタ・ダイオードに代
わり、製作容易な可変抵抗(トランジスタ)とキャパシ
タとを並列接続して等価的な可変容量回路を構成するこ
とにより、バラクタ・ダイオード使用の電圧制御発振器
より周波数可変範囲が広く、かつ、低位相雑音特性のも
のを得ることができる。
第1図は本発明における可変容量回路の構成を示す図、
第2図は第1図の可変容量回路の容量可変特性を示す図
、第3図(a)、(b)、(c)はそれぞれ本発明の電
圧制御発振器の等価回路図、第4図は本発明の可変容量
回路のQと従来のバラクタ・ダイオードのQを比較した
図、第5図は本発明の可変容量回路の等個直列抵抗及び
等価容量の変化図、第6図(a)、(b)、(c)はそ
れぞれ従来の電圧制御発振器の等価回路図である。 〔符号の説明〕 1・・・キャパシタ 2・・・可変容量回路3・
・・インダクタ 4・・・バラクタ・ダイオード 5・・・FET Co・ キャパシタR・
・・可変抵抗(トランジスタ)
第2図は第1図の可変容量回路の容量可変特性を示す図
、第3図(a)、(b)、(c)はそれぞれ本発明の電
圧制御発振器の等価回路図、第4図は本発明の可変容量
回路のQと従来のバラクタ・ダイオードのQを比較した
図、第5図は本発明の可変容量回路の等個直列抵抗及び
等価容量の変化図、第6図(a)、(b)、(c)はそ
れぞれ従来の電圧制御発振器の等価回路図である。 〔符号の説明〕 1・・・キャパシタ 2・・・可変容量回路3・
・・インダクタ 4・・・バラクタ・ダイオード 5・・・FET Co・ キャパシタR・
・・可変抵抗(トランジスタ)
Claims (1)
- 1、キャパシタと可変抵抗を並列接続することにより等
価的な可変容量回路を構成し、可変抵抗の抵抗値を制御
して発振周波数を変化させる電圧制御発振器であって、
上記可変抵抗は、半導体基板上に形成されたトランジス
タで構成する可変抵抗であり、上記キャパシタは、同一
半導体基板上に形成された導体とこの導体に絶縁体を介
して対向するように形成された導体とで構成するキャパ
シタ、あるいは上記可変抵抗用トランジスタとは別に同
一半導体基板上に形成されたトランジスタの接合容量・
寄生容量で構成するキャパシタであることを特徴とする
電圧制御発振器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25184289A JP2793856B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 電圧制御発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25184289A JP2793856B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 電圧制御発振器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03117103A true JPH03117103A (ja) | 1991-05-17 |
JP2793856B2 JP2793856B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=17228736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25184289A Expired - Fee Related JP2793856B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 電圧制御発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2793856B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5850713A (en) * | 1996-12-20 | 1998-12-22 | Yuasa Koki Co., Ltd | Device raising and lowering apparatus |
WO2001008290A1 (en) * | 1999-07-26 | 2001-02-01 | Niigata Seimitsu Co., Ltd. | Lc oscillator |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP25184289A patent/JP2793856B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5850713A (en) * | 1996-12-20 | 1998-12-22 | Yuasa Koki Co., Ltd | Device raising and lowering apparatus |
WO2001008290A1 (en) * | 1999-07-26 | 2001-02-01 | Niigata Seimitsu Co., Ltd. | Lc oscillator |
US6664863B1 (en) | 1999-07-26 | 2003-12-16 | Niigata Seimitsu Co., Ltd.. | LC oscillator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2793856B2 (ja) | 1998-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3877597B2 (ja) | マルチ端子型mosバラクタ | |
US20180019757A1 (en) | Passive phased injection locked circuit | |
US5942950A (en) | Varactor tuned strip line resonator and VCO using same | |
US6661301B2 (en) | Oscillator circuit | |
EP0085241B1 (en) | Oscillator with switched configuration | |
EP1563599B1 (en) | Oscillator topology for very low phase noise operation | |
US4754236A (en) | Frequency-doubling voltage-controlled oscillator | |
US6091309A (en) | Tunable low noise oscillator using delay lines and ring mode trap filter | |
US6720835B2 (en) | Voltage-controlled oscillation circuit | |
JPH02280405A (ja) | 電圧制御式超高周波発振器 | |
US6842081B2 (en) | Dual frequency voltage controlled oscillator circuit | |
US20180205344A1 (en) | Voltage controlled oscillators with wide tuning range and low phase noise | |
US6208214B1 (en) | Multifunction high frequency integrated circuit structure | |
US5187460A (en) | Microstrip line resonator with a feedback circuit | |
Seshan et al. | Design of low power 2.4 GHz CMOS LC oscillators with low phase-noise and large tuning range | |
JPH03117103A (ja) | 電圧制御発振器 | |
JPH08335828A (ja) | 電圧制御発振器と集積バイアス回路 | |
US6781482B2 (en) | Integrated circuit | |
US6172577B1 (en) | Oscillator and oscillation apparatus using the oscillator | |
Kahmen et al. | An ultra-low phase noise 3.37–3.58 GHz MEMS varactor based VCO with continuous frequency tuning | |
JP2002084136A (ja) | 発振回路 | |
Wanner et al. | A SiGe monolithically integrated 75 GHz push-push VCO | |
US8547181B2 (en) | Oscillator with ohmically adjustable oscillation frequency | |
JPH0134418Y2 (ja) | ||
Wanner et al. | Monolithically integrated SiGe push-push oscillators in the frequency range 50-190 GHz |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |