JPH03177105A - コンボルバ制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧電膜−絶縁膜一半導体の積層モノリシック
構造のタイプの弾性表面波（ＳＡＷ）コンボルバ素子の
制御に関し、特に、そのようなＳＡＷコンボルバ素子の
動作を制御してその起動を改善するコンボルバ制御装置
に関するものである。

従来技術 従来、上記タイプのコンボルバ素子に対し、そのコンボ
ルーション効率を最大するようなゲート・バイアス電圧
（素子のゲート電極−接地電極間に印加する電圧）を発
生する最適バイアス回路が、特開昭６３−５２５０９号
公報（コンボルバ最適バイアス回路）と、特開昭６３−
７７１７７号公報（弾性表面波装置における最適バイア
ス回路）に開示されている。

これら最適バイアス回路は、コンボルーション効率Ｆ、
を最大にするため、ゲート電圧ｖＧをゲート容量ＣＧ（
ゲート電極−接地電極間の容量）に応じて制御するもの
である。このような制御法は、第８図に示す上記タイプ
のコンボルバ素子（Ｎ型基板の例）の特性図から判るよ
うに、ＣｃＶａ特性とＦＴ−Ｖ、特性との間のほぼ一定
の関係を利用したものである。詳細には、Ｆ７−ＶＣ，
カーブＦＶＣとＣｃ　　ＶｃカーブＣＶＣとの間に（よ
、ゲート電圧■６の相対的変化に関してほぼ一定の関係
があり、最大コンポルーンヨン効率ＦＴ＋＊ｍｍが得ら
れるときの最適ゲート容量Ｃ６，、が、ゲート電圧ｖ６
の変化に拘わらず実質上一定である、ということが判っ
ている。従って、上記の最適バイアス回路においては、
使用する特定のコンボルバ素子について、上記の特性を
測定し、その動作安定状態における最大コンポルーンヨ
ン効率（Ｆエフ１．）が得られるゲート容量最適値ＣＧ
、、（もしくは許容温度変化に起因するその変化範囲）
を予め判定し、これに対応するゲート電圧Ｖ６の最適値
ＶＣ−（もしくはその温度変化に起因するその変化範囲
）を定め、そしてこの最適値（もしくはその変化範囲）
を包含するようにゲート・バイアス電圧ＶＢの可変範囲
ｖＬ−ｖＨを決定する、という構成になっている。

解決しようとする課題 上述のような最適バイアス回路では、コンボルバ素子の
起動時には、第９図のＶＩｌ−ｔカーブＶＴＣ及びＦア
ーｔカーブＦＴＣから判るように、最大コンポルーンヨ
ン効率に達するまでの時間、即ちウオーミングアツプ時
間ｔｗが、許容できないほど長くなる（例：低温時には
数分以上）、という問題がある。

その理由は、素子のＣ，−Ｖ、特性及びＦＴ−Ｖ。

特性が、起動時には、その全体がゲート電圧の絶対値に
関してその平衡状態（第１０ＩＸｉの５１参照）におけ
る範囲から大きくシフト（１例：±１０ボルト）シて（
第１０図の５２参照）、その最適ゲート電圧が予め定め
たゲート・バイアス電圧ｖＩｌの可変範囲から大きく外
れていることがあるからである。

第１０図には、その平衡状態Ｓ１におけるＣＧ−Ｖ、及
びＦＴＶＣ特性を実線ＣＶＣＩ及びＦＶＣｌで、そして
シフト状態Ｓ２のそれら特性を一点鎖線ＣＶＣ２及びＦ
ＶＣ２で示してあり、またシフト時の最適ゲート電圧■
６゜、２が、ＶＢ可変範囲Ｖ、〜ｖ８から大きくずれて
いることを示しである。このような特性シフトをもたら
す主要な要因は、知られているように、コンボルバ素子
の圧電膜中の電荷量のその安定状態からのシフトであり
、このソフトの大きさは、当該使用の前に印加したゲー
ト・バイアス電圧の大きさ、この前回の使用の後の経過
時間、等に依存している。

従って、本発明の目的は、つオーミングアップ時間を短
縮できる、圧電膜−絶縁膜−半導体積層モノリシック構
造タイプのコンボルバ素子用のコンボルバ制御装置を提
供することである。

課題を解決するための手段及び作用 上記の目的を達成するため、要約すると、本発明による
コンボルバ制御装置では、コンボルバ素子の素子特性を
、起動時のような動作モードにおいては、所与の可変ゲ
ート・バイアス電圧で得られる速度よりも高い速度で制
御するようにするものである。

詳しくは、第１図の基本構成図に示すように、Ａ）ゲー
ト電極１０及び接地電極１１を有する弾性表面波コンボ
ルバ素子ｌと、Ｂ）コンボルバ素子ｌの最大コンポルー
ンヨン効率が得られるように、ゲート電極１０と接地電
極１１との間に印加する可変バイアス電圧を発生する可
変バイアス電圧発生手段３であって、前記可変バイアス
電圧が、所定の上限値と所定の下限値により定まる電圧
可変範囲を有している、前記の可変バイアス電圧発生手
段３と、を備えたコンボルバ装置において、該コンボル
バ装置の動作を制御するための本発明のコンボルバ制御
装置５が、イ）前記可変バイアス電圧を受けるように接
続されており、該可変バイアス電圧の値が前記電圧可変
範囲の上限値の近傍または下限値の近傍にある第１の状
態のときに、第１のモードを表す第１モード信号を出力
し、前記第１の状態以外の第２の状態の時に、第２のモ
ードを示す第２モード信号を出力する動作モード指定出
力を有する、動作モード指定手段５０と、口）前記動作
モード指定出力と前記可変バイアス電圧とを受けるよう
に接続されており、前記動作モード指定出力か前記第２
モード信号の場合、前記可変バイアス電圧を前記コンボ
ルバ素子に印加し、前記動作モード指定出力が前記第１
モード信号の場合、前記電圧可変範囲内の前記可変バイ
アス電圧にて前記最大コンポルー７ヨン効率が得られる
方向に、前記コンボルバの素子特性を、前記可変バイア
ス電圧を用いて得られる速度よりも高い速度にて制御す
るコンボルバ素子制御手段５５と、から戊っている。

これにより、起動時のような第１モードの場合に、素子
特性に対する制御の速度を高めるように作用する。

本発明によれは、素子制御手段５５は、前記第１七−ド
時に、…１記コンボルバ素子内の電荷量の変化速度を制
御するようにできる。

また、本発明によれば、素子制御子段５５は、前記第１
モード時に、コンボルバ素子ｌのゲート電極１０−接地
電極１１間の電圧を制御するようにできる。その場合、
素子制御手段５５は、イ）前記電圧可変範囲の外側の値
を有する固定のバイアス電圧を発生する固定バイアス電
圧発生手段と、口）該固定バイアス電圧と、前記可変バ
イアス電圧と、前記動作モード指定出力とを受けるよう
に接続されたスイッチ手段であって、前記動作モード指
定出力が前記第２モード信号の場合に前記可変バイアス
電圧を、そして前記動作モード指定出力が前記第１モー
ド信号の場合に前記固定バイアス電圧を、コンボルバ素
子ｌのゲート電極−接地電極間バイアス電圧として出力
する、前記のスイッチ手段と、を含むようにできる。こ
の場合、更に、イ）動作モード指定手段５０は、前記上
限値の近傍又は前記下限値の近傍の所定の一方の近傍に
関する前記第１の状態に応答して、前記第１モード信号
を発生し、口）前記固定バイアス電圧は、前記所定の一
方の近傍の側の前記電圧可変範囲の外側の電圧値を有す
る、ようにできる。もしくは、イ）動作モード指定手段
５０は、前記上限値の近傍に関する前記第１の状態に応
答して、第１の前記第１モード信号を発生し、前記下限
値の近傍に関する前記第１の状態に応答して、第２の前
記第１モード信号を発生し、口）前記固定バイアス電圧
発生手段は、前記上限値よりも高い電圧値の第１の固定
バイアス電圧を発生する第１電圧発生手段と、前記下限
値よりも低い第２の固定バイアス電圧を発生する第２電
圧発生手段と、を含み、ハ）前記スイッチ手段は、前記
第１の第１モード信号に応答して前記第１固定バイアス
電圧を出力し、前記第２の第１モード信号に応答して前
記第２固定バイアス電圧を出力する、ようにできる。

また、本発明によれば、素子制御手段５５は、前記第１
モード時に、前記コンボルバ素子ｌの圧電膜の比抵抗を
制御する、ようにすることができる。この場合、素子制
御手段５５は、前記第１モード時に、コンボルバ素子ｌ
の温度を制御するものとすることができる。

この場合、素子制御手段５５は、イ）前記可変バイアス
電圧を前記コンボルバ素子にゲート電極接地電極間バイ
アス電圧として印加する手段と、口）コンボルバ素子ｌ
を加熱するためのヒーター手段と、ハ）前記動作モード
指定出力を受けるように接続されており、前記動作モー
ド指定出力が前記第１モード信号の場合、前記ヒーター
手段を付勢し、前記動作モード指定出力が前記第２モー
ド信号の場合、前記ヒーターを消勢するスイッチ手段と
、を含むようにできる。

また、本発明によれば、素子制御手段５５は、前記第１
モード時に、コンボルバ素子ｌのゲート電極−接地電極
間電圧と、前記圧電膜の比抵抗とを制御する、ようにで
きる。

この場合、素子制御手段５５は、イ）前記電圧可変範囲
の外側の値を有する固定のバイアス電圧を発生する固定
バイアス電圧発生手段と、口）該固定バイアス電圧と、
前記可変バイアス電圧と、前記動作モード指定出力とを
受けるように接続された第１のスイッチ手段であって、
前記動作モード指定出力が前記第２モード信号の場合に
前記可変バイアス電圧を、そして前記動作モード指定出
力が前記第１モード信号の場合に前記固定バイアス電圧
を、コンボルバ素子ｌのゲート電極−接地電極間バイア
ス電圧として出力する、前記の第１のスイッチ手段と、
ハ）前記コンボルバ素子を加熱するためのヒーター手段
と、二）前記動作モード指定出力を受けるように接続さ
れており、前記動作モード指定出力が前記第１モード信
号の場合前記ヒーター手段を付勢し、前記動作モード指
定出力が前記第２モード信号の場合、前記ヒーターを消
勢する第２のスイッチ手段と、を含むようにできる。

更に、上記の場合、イ）前記動作モード指定手段は、前
記上限値の近傍又は前記下限値の近傍の所定の一方の近
傍に関する前記第１の状態に応答して、前記第１モード
信号を発生し、口）＃配置定バイアス電圧は、前記所定
の一方の近傍の側の前記電圧可変範囲の外側の電圧値を
有する、ようにできる。もしくは、イ）前記動作モード
指定手段は、前記上限値の近傍に関する前記第１の状態
に応答して、第１の前記第１モード信号を発生し、前記
下限値の近傍に関する前記第１の状態に応答して、第２
の前記第１モード信号を発生し、口）前記固定バイアス
電圧発生手段は、前記上限値よりも高い電圧値の第１の
固定バイアス電圧を発生する第１電圧発生手段と、前記
下限値よりも低い第２の固定バイアス電圧を発生する第
２電圧発生手段と、を含み、ハ）前記第１スイッチ手段
は、前記第１の第１モード信号に応答して前記第１固定
バイアス電圧を出力し、前記第２の第１モード信号に応
答して前記第２固定バイアス電圧を出力し、二）前記第
２スイッチ手段は、前記第１の第１モード信号または前
記第２の第１モード信号に応答して前記ヒーター手段を
付勢する、ようにすることができる。

実施例 次に、本発明によるコンボルバ制御部を含むコンボルバ
装置の第１の実施例について第２図、及び第１０図の特
性図を参照して説明する。この第１実施例は、ゲート・
バイアス電圧を、素子特性を制御するためのパラメータ
として用いるものである。

まず初めに、コンボルバ素子１と、可変バイアス電圧発
生手段３として作用する最適バイアス回路３０とについ
て説明する。

素子１は、Ｎ型半導体基板１２と、絶縁膜１３と、圧電
膜１４との３層構造であり、その圧電膜の上面には、ゲ
ート電極１ｏの外に、２対の櫛形電極１５．１６ｃｍ略
図示）を備え、そして基板１２の下面には、接地電極１
１が設けられている。

各村の櫛形電極１５．１６は、畳み込みを行う２つの入
力のための２対の入力端子１８．１９（簡略図示）にそ
れぞれ接続されている。この素子の出力端子２０は、出
力マツチング回路２１を介してゲート電極１０１ｍ接続
されている。

次に、最適バイアス回路３０について説明すると、この
回路３０は、先に述べた特開昭６３−５２５０９号公報
、特開昭６３−７７１７７号公報、もしくは特願昭６３
−２２１０７４号（コンボルバ最適バイアス回路）に示
されたいずれかの回路構成とすることができる。従って
、回路３０については、簡単に説明するに留どめる。

ブロック図で示した最適バイアス回路３０は、ゲート電
極１０に接続された入力端子３００と、ゲート・バイア
ス電圧ＶＢを発生する出力端子３０２を有しており、そ
して容量差検出部３０４と、バイアス電圧制御部３０６
と、バイアス電圧発生部３０８とから成っている。容量
差検出部３０４は、ゲート電極１０−接地電極１７間の
ゲート容量Ｃ６を検知し、これをその基準となる所定の
最適ゲート容量値ＣＣ，，（即ち、最大コンポルーラ３
ン効率をもたらす値）と比較して、その容量差の極性及
び大きさを表す容量差信号を発生する。この容量差検出
部３０４は、例えば、特開昭６３５２５０９号又は６３
−７７１７７号公報のように、インピーダンスブリッジ
とブリッジ用信号源との組み合わせか、もしくは特願昭
６３−２２１０７４号のように、位相回路と発振信号源
との組み合わせを備えた構成することができる。検出部
３０４からの信号を受けるバイアス電圧制御部３０６は
、その容量差の極性及び大きさに応じて、その容量差が
減少する方向に出力端子の３０２のバイアス電圧Ｖ８を
変化させるため、その変化の極性及び大きさを表す制御
信号を発生する。この制御部は、上記の公報等に示され
ているように、例えば、位相検波器、もしくは位相比較
器を備えた溝底とすることができる。その制御信号を受
けるバイアス電圧発生部３０ｇは、その制御信号の極性
及び大きさに応じて変更したバイアス電圧値ＶＩｌを発
生するよう動作する。この発生部３０ｇは、同しく、例
えはＤＣ増幅器と積分器の組み合わせ、もしくはチャー
ジポンプ回路とローパスフィルタの組み合わせにより実
現できる。尚、そのバイアス電圧■８の可変範囲Ｗ　２
　（＝　Ｖ　Ｌ−Ｖ　Ｈ）は、２８ＩＯ図に示すように
、素子平衡状態Ｓｌにおける最適ゲート電圧（即ち■６
．□）の所定の許容温度変化範囲Ｗｌを包含するように
する。１例として、■６゜２１か（−３±５）ボルトの
範囲で変化する場合、Ｖ、−−１０ボルト、Ｖ、＝＋　
１０ボルトとする。

この可変範囲Ｗ２内でｖ６□点が変化する限りは、最適
バイアス回路３０は、素子ｌのＦ７＋ｍａｙを実現する
ことができる。しかし、ｖ６゜点がその範囲Ｗ２から外
れて図示のｖ６゜２のような値にまでシフトしている場
合（Ｓ２）には、バイアス電圧範囲Ｗ２にてＦ　Ｔｍａ
＋を得るには、その素子特性ＣＶＣ２及びＦＶＣ２がそ
の平衡状［５１（７）素子特性ＣＶＣ１及びＦＶＣＩの
位置の方へ移動してそのＶ　Ｇ　＋　ｐ　２点が範囲Ｗ
２内に入るまでのウオーミングアツプ時間ｔｗが必要で
ある。本発明は、以下に述べるように、このウオーミン
グアツプ時間を短縮するように作用する。

第１図のコンボルバ装置は、更に、最適／イアス路３０
の出力端子３０２とゲート電極ｌＯとの間に接続された
コンボルバ制御部５Ａを備えている。この制御部５Ａは
、大きく別けて、動作モード指定手段５０として作用す
るフルスケール検出部５０Ａと、素子制御平段５５とし
て作用する起動バイアス電圧発生部５５Ａと、スイッチ
部５６Ａと、出力部５７Ａと、から戒っている。尚、こ
の制御部５Ａが適用するコンボルバ素子は、その素子特
性が、平衡状態の位置Ｓｌから第１０図に示した低電圧
側Ｓ２だけでなく、高電圧側にもシフトする可能性のあ
るものである。

まず初めｌ二、フルスケール検出部５０Ａは、受けるバ
イアス電圧ＶＢが、第１０に示すように、その可変範囲
Ｗ２の上限近傍Ｗ３、下限近傍Ｗ４、あるいはそれ以外
の部分Ｗ５にあるかどうかを検出するものである。詳し
くは、検出部５０Ａは、１対の比較器５００，５０２を
備えている。比較器５００は、上限近傍Ｗ３検出のため
、非反転入力端子に電圧ＶＢを受け、そして反転入力端
子にＷ２の上限値ｖ１４より微少な大きさδ（例：０．
１ボルト以下）だけ小さいしきい値電圧ｖＹを受け、そ
してその比較結果信号ＵＬを出力する。この信号ＵＬは
、ＶＢ≧ｖＹのときハイであり、そしてＶ８〈■７のと
きローである。一方、比較器５０２は、下限近傍Ｗ４検
出のため、反転入力端子に電圧Ｖ８を受け、そして非反
転入力端子にＷ２の下限値ｖＬより微少値δだけ大きい
しきい値電圧Ｖ３を受け、そしてその比較結果信号ＬＬ
を出力する。この信号ＬＬは、ＶＢ≦Ｖ１のときノ＼イ
であり、モしてＶ　ｓ　＞　Ｖ　ｘのときローである。

これら比較出力信号ＵＬ、ＬＬを入力に受けるのはＯＲ
ゲート５０４であり、これの出力ＯＧは、ＶＢが範囲Ｗ
３、Ｗ４のいずれかにあるときにハイとなって、起動モ
ードを示し、そして範囲Ｗ５にあるときにローとなって
、バイアス電圧ｖ８を用いるべき通常動作モードを示す
。この信号ＯＧは、ドライバ５０６を経て出力される。

また、比較器５０２の出力も、ドライバ５０８を経て出
力され、これは、起動モードにおいて、上限近傍Ｗ３、
または下限近傍Ｗ４のいずれにあるかの識別に用いる。

次に、起動用バイアス電圧発生部５５Ａについて説明す
る。発生部５５Ａは、２つのＤＣ電圧源５５０．５５２
から戊っており、夫々、起動用バイアス電圧ＶＨ□、■
ＬＬとを発生する。電圧ｖＨＨは、上限値Ｖ、よりも大
きなある値とされ、１例として＋２０ボルトである。一
方、電圧ＶＬＬは、下限値ｖＬよりも小さな値とされ、
１例として一２０ボルトである。

次のスイッチ部５６Ａは、２つのスイッチ５６０．５６
２から成っている。スイッチ５６０は、その入力端子ａ
、ｂに電圧ＶＬいＶＨＨを夫々受け、そしてその制御端
子にドライバ５０８を介して出力ＬＬを受けるように接
続されている。スイッチ５６０は、出力ＬＬがハイのと
きａ側に接続し、そしてローのときｂ側に接続する。次
のスイッチ５６２は、その入力端子ａ、ｂにスイッチ５
６０の出力とバイアス電圧ＶＢとを受け、そしてその制
御端子にドライバ５０６を介しての出力ＯＧを受けるよ
うに接続されている。出力ＯＧがハイのとき、スイッチ
５６２は、ａ側に接続し、そしてローのとき、ｂ側に接
続して、スイッチ出力ＳＯを発生する。

出力部５７Ａは、そのスイッチ５６２の出力をゲート電
極１０と接地電極１７間に与えるための固定インピーダ
ンスＺｄを備えている　（簡略図示）。このインピーダ
ンスは、従来の最適バイアス回路３０のＺｄに相当する
ものであり、ＤＣ成分は通すが、ゲート容量検出用のＡ
Ｃ信号戒分に対しては大きな抵抗となるものである。

以上の構造の第２図のコンボルバ装置の動作について、
第３図及び第１０図を参照して説明する。

尚、説明の都合上、コンボルバ素子ｌの素子特性は、第
１０図に示したように、平衡状態位置Ｓｌから低電圧側
位置Ｓ２にシフトしていると仮定する。

起動の開始時刻【０直後において、バイアス回路３０は
、ＣＶＣ２カーブ上のゲート容量値Ｃ６を検出するが、
可変範囲Ｗ２のＶＢでは、その下限値ＶＬの点における
Ｃ６値（即ちＣＧＩ。）でさえＣＧ＠＃値よりも大きい
ため、回路３０は、その下限値■、の電圧■８を出力す
ることになる（第３図（ｂ））。勿論、Ｆ□は、極めて
低い値Ｆ、ｌ。にある（第３図（ａ））。この時、比較
器５００出力ＵＬはローとなり（第３図（Ｃ））、比較
器５０２出力ＬＬは、ハイとなり（第３図（ｄ））　、
従って、ＯＲゲート出力ＯＧは、ノ＼イとなる（第３図
（ｅ））。この時、スイッチ５６０．５６２は、共にａ
側にあって、スイッチ出力ＳＯは、電圧ＶＬＬである（
第３図（ｆ））。

この状態は、その素子特性が３１位置からＳ２位置の方
向へ移動する間継続する。ただし、この移動は、■、で
はなくＶＬＬを用いて素子１の圧電膜の電荷量をより急
速に変化させるため、より速く移動することになる。こ
の移動の間、ＶＧ＊ｐ２点かそのｖＬ値に達するｔｗ（
ウオーミングアツプ時間）時には、素子特性が依然とし
て位置Ｓ１の方への移動を続けているので、バイアス回
路３０は、電圧Ｖ８を下限値ＶＬよりも大きくなる方向
に変化させる。その結果、比較器出力ＬＬは、すぐにロ
ーとなって、出力ＯＧもローとなる。このロー出力ＯＧ
は、スイッチ５６２をｂ側に切り替えて、電圧ＶＢを出
力ＳＯとして発生する。そのウオーミングアツプ時間ｔ
ｗは、１例として、従来数分以上かかっていた場合でも
、少なくとも１分以下に短縮される。これ以後は、従来
と同様の動作となり、可変範囲Ｗ２内の電圧■おを用い
てＦ　Ｔ＋＋＋ａｍが維持される。

また、もし起動時にシフト位置Ｓ２の特性が図示例より
も更に低電圧側にずれて、山状のＦＶＣ２カーブが電圧
ＶＬＬよりも左側になっている場合には、第３図（ａ）
に示したＦｔの波形は、ｔｗ時までの平坦部分において
、ＦＶＣ２特性が電圧ＶＬＬ点を通過するとき生ずる山
状の波形を有することになり、そしてｔｗ時には再び第
３図（ａ）に示すように急峻に立ち上がることになる。

また、第１Ｏ図では、シフト位置Ｓ２のＦＶＣ２カーブ
を、簡略化のため、平衡状態位置Ｓｌと同じ幅の山形と
して示したが、実際には、すその幅がより広くなつに山
形となる場合がある。しかし、この場合のコンボルバ装
置の動作も、第３図（ａ）に示した波形のｔｗ時までの
部分が若干変化することがあっても、第３図に示したタ
イミングと同様となる。

以上には、素子特性が低電圧側にシフトしている場合に
ついて説明したが、高電圧側にシフトしている場合にも
、上記の説明から同様に理解できる。

次に、上記第１の実施例の１部を変更したコンボルバ装
置の第２の実施例について、第４図を参照して説明する
。この図には、第２図の制御部５八と置換するコンボル
バ制御部５Ｂのみを示しである。このコンボルバ制御部
が適用するコンボルバ素子は、その素子特性が平衡状態
位置Ｓ１の高電圧側もしくは低電圧側のいずれか一方に
しかシフトとしないタイプのものである。第４図には、
低電圧側にしか／７トしないタイプの素子に対するもの
のみを示しである。尚、第２図の回路と対応するものに
は、番号の後に“ｂ　”を付しである。

この図示回路による動作は、第２図に関して説明したの
と本質上同一であるので、詳細な説明は省略する。

尚、高電圧側にシフトするタイプの素子に対し適用する
のに要する第４図回路の変更は、電源５５２ｂを電源５
５０ｂ　（図示せず）に、そして比較１６５０２ｂを比
較器５００ｂ　（図示せず）に置換することである。

次に、コンボルバ装置の第３の実施例について、第５図
を参照して説明する。この実施例は、素子特性を制御す
るため、圧電膜１４の比抵抗を変更してコンボルバ素子
１内の電荷量の変化速度を制御するタイプのものである
。また、この装置が適用するコンボルバ素子は、第２図
同様に、平衡位置ＳＬから低及び高電圧側の両側に素子
特性がシフトする可能性のあるタイプのものである。第
２図のものとの相異点は、コンボルバ制御部５Ａの代わ
りにコンボルバ制御部５Ｃを使用した点である。残りの
部分は、第２図のものと同一である。

従って、以下では、制御部５Ｃ部分のみについて説明す
る。

この制御部５Ｃは、図示のように、動作モード指定手段
５０として作用するフルスケール検出部５０Ｃと、そし
てコンボルバ素子制御手段５５として作用するＡＣまた
はＤＣのヒーター電源５８Ｃと、リレー、トランジスタ
、ＳＣＲその他で構成できるスイッチ５９Ｃと、抵抗線
、薄膜抵抗、もしくはペルチェ素子等で実現できるヒー
ター６０Ｃと、バイアス電圧出力部６１Ｃと、から戊っ
ている。

検出部５０Ｃは、ドライバ５０８を省いた点を除いて検
出部５０Ａと同一であり、第２図のものと対応する回路
には、番号の後に°“ｃ　”を付しである。また、制御
部５Ｃでは、バイアス電圧ＶＢは、バイアス電圧出力部
６１Ｃの固定インピーダンスＺｄ（第２図と同一）で常
時ゲート電極１０に供給されるようになっている。

スイッチ５９Ｃは、ヒーターをオン／オフするため、ヒ
ーター電源５８Ｃの出力端子とヒーター６０Ｃの端子と
の間に接続されており、ＯＲゲート出力ＯＧｃがハイの
とき、閉じてヒーターをオンにし、そしてそれがローの
とき、開いてヒーターをオフにする。

コンボルバ制御装置５Ｃの動作について説明すると、電
圧ｖＩｌが、範囲Ｗ３、Ｗ４にあるとき、その通常のバ
イアス電圧ｖｌｌがゲート電極ｌＯに印加されている状
態で、素子１は加熱され、これにより圧電膜１４の比抵
抗が低下するため、素子内の電荷量の変化速度は、その
通常のバイアス電圧Ｖ８を用いた状態でも実質的に上昇
する。一方、電圧Ｖ８が、範囲Ｗ５に入ったときには、
素子１山加熱は止められ、圧電膜の比抵抗は通常の値に
戻ることになる。ヒータ一部以外の動作の詳細は、第３
図の（ａ）〜（ｅ）に示したのと同様である。

ただし、第３図（ａ）の波形は、ｔｗ時に急峻に立ち上
がるのではなく、第９図に示したＦＴＣカーブのように
より緩やかに立ち上がることになる。

次に、第５図のコンボルバ装置の制御部５Ｃの１部を変
更してなる第４の実施例について、説明する。この第４
の実施例は、図示していないが、第４図に示したものと
同様に、素子特性がその平衡状態位置Ｓｌに対し高電圧
側もしくは低電圧側のいずれか一方にしかシフトしない
タイプのコンボルバ素子に適用するものである。低電圧
側にのみシフトするタイプ゛の素子に適用する場合には
、回路素子５００ｃ、５０４ｃを除き、比較器５０２ｃ
出力を直接ドライバ５０６ｃに与えるようにすればよい
。一方、高電圧側にのみシフトするタイプの素子に適用
する場合には、比較器５００ｃ出力をドライバ５０６ｃ
に直結するようにすればよい。

次に、コンボルバ装置の第５の実施例について、第６図
を参照して説明する。この第５実施例は、素子特性を制
御するため、ゲート電圧と、圧電膜１４の比抵抗の両者
を変更して、素子ｌ内の電荷量の変化速度を制御するタ
イプのものである。言い換えれば、第２図の実施例と、
第５図の実施例とを組み合わせたものである。このよう
な組み合わせにより、電荷量の変化速度はより一層高ま
り、それによってウオーミングアンプ時間を更に短縮さ
せることができる。

この第５実施例のコンボルバ制御部５Ｄは、第２図の回
路部５０Ａ、５５Ａ、５６Ａ、５７Ａに対応したフルス
ケール検出部５０Ｄ１起動用バイアス電圧発生部５５Ｄ
１スイッチ部５６Ｄ１出力部５７Ｄを備えている。また
、第５図の回路部５８Ｃ，５９Ｃ，６０Ｃに対応して、
ヒーター電源５８Ｄ、スイッチ５９Ｄ１　ヒーター６０
Ｄを備えている。制御部５Ｄでは、ドライバ５０６ｄの
出力は、スイッチ５６２ｄとスイッチ５９Ｄの制御端子
に与えられるようになっている。

この制御部５Ｄの動作を要約すると、−電圧■８が範囲
Ｗ３にあるとき、起動用バイアス電圧ＶＨ１（をスイッ
チ５６０ｄ、５６２ｄ及びインピーダンスＺｄを介して
ゲート電極１０に印加し、同時に、ヒーター６０Ｄをオ
ンにして素子ｌを加熱する。

一方、電圧Ｖ８が範囲Ｗ４にあるとき、起動用バイアス
電圧ｖＬＬをゲート電極１０に印加すると同時に、ヒー
ター６０Ｄをオンにして素子１の加熱を行う。もし、電
圧ＶＢが範囲Ｗ５に入ったとき、バイアス電圧ｖＲをス
イッチ５６２ｄ及びインピーダンスＺｄを介してゲート
電極１０に印加するが、ヒーター６０Ｄをオフにして加
熱を止める。

この第５実施例に対しても所要の変更を行って、素子特
性が高電圧側もしくは低電圧側の一方にのみソフトする
素子に適用するように構成することができる。

第７図には、その第６の実施例を示してあり、これのコ
ンボルバ制御部５Ｅについて、第６図の制御部５Ｄに対
する変更部分のみを示しである。

この制御部５Ｅは、第４図の回路部５０Ｂ、５５Ｂ、５
６Ｂ、５７Ｂに対応するフルスケール検出部５０Ｅと、
起動用バイアス電圧発生部５５Ｅ１スイッチ部５６Ｅ１
出力部５７Ｅを備えている。

尚、ドライバ５０６ｅの出力は、スイッチ５６Ｅ並びに
第６図のスイッチ５９Ｄに与えられる。５８Ｄ、５９Ｄ
、６０Ｄに対応する残りの部分については、第６図に示
したのと同様である。

以上に本発明の諸実施例について説明したが、それら実
施例は、コンボルバ素子ｌの基板がＰ型のものについて
も全く同様に適用できる。

効果 上述した本発明のコンボルバ制御装置によれば、起動時
のウオーミングアツプ時間を大幅に短縮することかでき
、しかも電力消費を増大させずに実現することができる
。また、電力消費を増大させないため、本発明のコンボ
ルバ制御装置は、コンボルバ装置のＩＣ化に適したもの
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるコンボルバ制御部を含むコンボ
ルバ装置の基本構成を示す概略図。 第２図は、本発明によるコンボルバ装置の第１実施例を
示す１部ブロック図で示した回路図。 第３図は、第２図のコンボルバ装置内における各種信号
の波形を示すタイミング図。 第４図は、本発明によるコンボルバ装置の第２の実施例
を示す回路図であり、第２図の回路に対する変更部分の
みを示しである。 第５図は、本発明によるコンボルバ装置の第３の実施例
を示し、また第４の実施例を説明するための１部ブロッ
ク図で示した回路図である。 第６図は、本発明によるコンボルバ装置の第５の実施例
を１部ブロック図で示す回路図。 第７図は、本発明によるコンボルバ装置の第６の実施例
を示す回路図であり、第６図の回路に対する変更部分の
みを示しである。 第８図は、ＳＡＷコンボルバ素子の素子特性を示す特性
図。 第９図は、従来の最適バイアス回路を用いてコンボルバ
素子を起動する際のゲート・バイアス電圧とコンポルー
ンヨン効率とを、時間軸で示したグラフ。 第１Ｏ図は、コンボルバ素子の素子特性の平衡状態にお
ける位置Ｓｌと７フトした位置Ｓ２とを示した、本発明
の説明に用いる特性図。 Ｃ符号説明１ トコンポルバ素子、　　ｌＯ：ゲート電極、１１：接地
電極、　　　　１２：半導体基板、１３：絶縁膜、　　
　　１４：圧電膜、１５．１６：櫛形電極、１８．１９
：入力端子、２０：出力端子、　　２１：出力マノチン
グ回路、３０：最適バイアス回路、 ５Ａ〜５Ｅ・コンボルバ制御部、 ５０Ａ〜５０Ｅ、フルスケール検出部、５５Ａ、５５Ｂ
、５５Ｄ、５５Ｅ：起動用バイアス電圧発生部、 ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｄ、５６Ｅ：スイッチ部、５７Ａ
、５７Ｂ、５７Ｄ、５７Ｅ：出力部、５８Ｃ，５８Ｉ）
：ヒルター電源、 ５９Ｃ，５９Ｄ＋スイツチ、 ６０Ｃ，６０Ｄ：ヒーター ＣＶＣ，ＣＶＣＩ、ＣＶＣ２：ゲート容量−ゲート電圧
カーブ、 ＦＶＣ，ＦＶＣ１１ＦＶＣ２：　：１７ポルー　’ｉ　
ａ　ン効率−ゲート電圧カーブ、 Ｓに平衡状態の素子特性位置、 Ｓ２：／フトした素子特性位置、 ＶＬ：下限値、　■、４：上限値、 Ｗ３：上限近傍範囲、　Ｗ４：下限近傍範囲、Ｖ、、、
ｌ、ＶＬＬ：起動用バイアス電圧、ｔｗ：ウォーミング
アップ時間 第３図 第４ 図 第２図の ５Ｂ 第５図 第７ 図 第６図の ゲート電極 ５Ｅ 第８ 図 第９図 時 間 （↑） コ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．Ａ）ゲート電極及び接地電極を有する弾性表面波コ
   ンボルバ素子と、 Ｂ）該コンボルバ素子の最大コンボルーション効率が得
   られるように、前記ゲート電極と前記接地電極との間に
   印加する可変バイアス電圧を発生する可変バイアス電圧
   発生手段であって、前記可変バイアス電圧が、所定の上
   限値と所定の下限値により定まる電圧可変範囲を有して
   いる、前記の可変バイアス電圧発生手段と、 を備えたコンボルバ装置において、該コンボルバ装置の
   動作を制御するためのコンボルバ制御装置が、 イ）前記可変バイアス電圧を受けるように接続されてお
   り、該可変バイアス電圧の値が前記電圧可変範囲の上限
   値の近傍または下限値の近傍にある第１の状態のときに
   、第１のモードを表す第１モード信号を出力し、前記第
   １の状態以外の第２の状態の時に、第２のモードを示す
   第２モード信号を出力する動作モード指定出力を有する
   、動作モード指定手段と、 ロ）前記動作モード指定出力と前記可変バイアス電圧と
   を受けるように接続されており、前記動作モード指定出
   力が前記第２モード信号の場合、前記可変バイアス電圧
   を前記コンボルバ素子に印加し、前記動作モード指定出
   力が前記第１モード信号の場合、前記電圧可変範囲内の
   前記可変バイアス電圧にて前記最大コンボルーション効
   率が得られる方向に、前記コンボルバの素子特性を、前
   記可変バイアス電圧を用いて得られる速度よりも高い速
   度にて制御するコンボルバ素子制御手段と、から成って
   いるコンボルバ制御装置。
2. ２．請求項第１項記載のコンボルバ制御装置において、 前記素子制御手段は、前記第１モード時に、前記コンボ
   ルバ素子内の電荷量の変化速度を制御すること、を特徴
   とするコンボルバ制御装置。
3. ３．請求項第２項記載のコンボルバ制御装置において、
   前記素子制御手段は、前記第１モード時に、前記コンボ
   ルバ素子のゲート電極−接地電極間の電圧を制御するこ
   と、 を特徴とするコンボルバ制御装置。
4. ４．請求項第３項記載のコンボルバ制御装置において、 前記素子制御手段は、 イ）前記電圧可変範囲の外側の値を有する固定のバイア
   ス電圧を発生する固定バイアス電圧発生手段と、 ロ）該固定バイアス電圧と、前記可変バイアス電圧と、
   前記動作モード指定出力とを受けるように接続されたス
   イッチ手段であって、前記動作モード指定出力が前記第
   ２モード信号の場合に前記可変バイアス電圧を、そして
   前記動作モード指定出力が前記第１モード信号の場合に
   前記固定バイアス電圧を、前記コンボルバ素子のゲート
   電極−接地電極間バイアス電圧として出力する、前記の
   スイッチ手段と、 を含んでいること、を特徴とするコンボルバ制御装置。
5. ５．請求項第４項記載のコンボルバ制御装置において、 イ）前記動作モード指定手段は、前記上限値の近傍又は
   前記下限値の近傍の所定の一方の近傍に関する前記第１
   の状態に応答して、前記第１モード信号を発生し、 ロ）前記固定バイアス電圧は、前記所定の一方の近傍の
   側の前記電圧可変範囲の外側の電圧値を有していること
   、 を特徴とするコンボルバ制御装置。
6. ６．請求項第４項記載のコンボルバ制御装置において、 イ）前記動作モード指定手段は、前記上限値の近傍に関
   する前記第１の状態に応答して、第１の前記第１モード
   信号を発生し、前記下限値の近傍に関する前記第１の状
   態に応答して、第２の前記第１モード信号を発生し、 ロ）前記固定バイアス電圧発生手段は、前記上限値より
   も高い電圧値の第１の固定バイアス電圧を発生する第１
   電圧発生手段と、前記下限値よりも低い第２の固定バイ
   アス電圧を発生する第２電圧発生手段と、を含んでおり
   、 ハ）前記スイッチ手段は、前記第１の第１モード信号に
   応答して前記第１固定バイアス電圧を出力し、前記第２
   の第１モード信号に応答して前記第２固定バイアス電圧
   を出力すること、 を特徴とするコンボルバ制御装置。
7. ７．請求項第２項記載のコンボルバ制御装置において、 前記素子制御手段は、前記第１モード時に、前記コンボ
   ルバ素子の圧電膜の比抵抗を制御すること、 を特徴とするコンボルバ制御装置。
8. ８．請求項第７項記載のコンボルバ制御装置において、 前記素子制御手段は、前記第１モード時に、前記コンボ
   ルバ素子の温度を制御するものであり、前記素子制御手
   段は、 イ）前記可変バイアス電圧を前記コンボルバ素子にゲー
   ト電極−接地電極間バイアス電圧として印加する手段と
   、 ロ）前記コンボルバ素子を加熱するためのヒーター手段
   と、 ハ）前記動作モード指定出力を受けるように接続されて
   おり、前記動作モード指定出力が前記第１モード信号の
   場合、前記ヒーター手段を付勢し、前記動作モード指定
   出力が前記第２モード信号の場合、前記ヒーターを消勢
   するスイッチ手段と、 を含んでいること、を特徴とするコンボルバ制御装置。
9. ９．請求項第２項記載のコンボルバ制御装置において、 前記素子制御手段は、前記第１モード時に、前記コンボ
   ルバ素子のゲート電極−接地電極間電圧と、前記圧電膜
   の比抵抗とを制御すること、を特徴とするコンボルバ制
   御装置。
10. １０．請求項第９項記載のコンボルバ制御装置において
    、 前記素子制御手段は、 イ）前記電圧可変範囲の外側の値を有する固定のバイア
    ス電圧を発生する固定バイアス電圧発生手段と、 ロ）該固定バイアス電圧と、前記可変バイアス電圧と、
    前記動作モード指定出力とを受けるように接続された第
    １のスイッチ手段であって、前記動作モード指定出力が
    前記第２モード信号の場合に前記可変バイアス電圧を、
    そして前記動作モード指定出力が前記第１モード信号の
    場合に前記固定バイアス電圧を、前記コンボルバ素子の
    ゲート電極−接地電極間バイアス電圧として出力する、
    前記の第１のスイッチ手段と、 ハ）前記コンボルバ素子を加熱するためのヒーター手段
    と、 ニ）前記動作モード指定出力を受けるように接続されて
    おり、前記動作モード指定出力が前記第１モード信号の
    場合、前記ヒーター手段を付勢し、前記動作モード指定
    出力が前記第２モード信号の場合、前記ヒーターを消勢
    する第２のスイッチ手段と、 を含んでいること、を特徴とするコンボルバ制御装置。
11. １１．請求項第１０項記載のコンボルバ制御装置におい
    て、 イ）前記動作モード指定手段は、前記上限値の近傍又は
    前記下限値の近傍の所定の一方の近傍に関する前記第１
    の状態に応答して、前記第１モード信号を発生し、 ロ）前記固定バイアス電圧は、前記所定の一方の近傍の
    側の前記電圧可変範囲の外側の電圧値を有していること
    、 を特徴とするコンボルバ制御装置。
12. １２．請求項第１０項記載のコンボルバ制御装置におい
    て、 イ）前記動作モード指定手段は、前記上限値の近傍に関
    する前記第１の状態に応答して、第１の前記第１モード
    信号を発生し、前記下限値の近傍に関する前記第１の状
    態に応答して、第２の前記第１モード信号を発生し、 ロ）前記固定バイアス電圧発生手段は、前記上限値より
    も高い電圧値の第１の固定バイアス電圧を発生する第１
    電圧発生手段と、前記下限値よりも低い第２の固定バイ
    アス電圧を発生する第２電圧発生手段と、を含んでおり
    、 ハ）前記第１スイッチ手段は、前記第１の第１モード信
    号に応答して前記第１固定バイアス電圧を出力し、前記
    第２の第１モード信号に応答して前記第２固定バイアス
    電圧を出力し、 ニ）前記第２スイッチ手段は、前記第１の第１モード信
    号または前記第２の第１モード信号に応答して前記ヒー
    ター手段を付勢すること、を特徴とするコンボルバ制御
    装置。