JPH04373205A - Ｍｍｉｃ発振器 - Google Patents
Ｍｍｉｃ発振器Info
- Publication number
- JPH04373205A JPH04373205A JP17736991A JP17736991A JPH04373205A JP H04373205 A JPH04373205 A JP H04373205A JP 17736991 A JP17736991 A JP 17736991A JP 17736991 A JP17736991 A JP 17736991A JP H04373205 A JPH04373205 A JP H04373205A
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- Japan
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- effect transistor
- gate
- transmission line
- semiconductor substrate
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- Pending
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＭＭＩＣ発振器に関し、
特に誘電体共振器を用いた発振周波数可変のマイクロ波
ＭＭＩＣ発振器に関する。
特に誘電体共振器を用いた発振周波数可変のマイクロ波
ＭＭＩＣ発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のＭＭＩＣ発振器の一例を図３に
示す。同図において、半導体基板１上に電界効果トラン
ジスタ２を構成し、そのドレイン・ソース間に容量Ｃ１
を、ゲート・ソース間に容量Ｃ２を接続し、ドレイン電
源ＶＤ１にはインダクタンスＬ１を、ゲート電源ＶＧ１
には抵抗Ｒを接続している。又、半導体基板１外に配置
した誘電体共振器３とゲートとを電磁的に結合させるこ
とで、ドレインから容量Ｃ３を通して出力端子５に発振
出力を得ることができる。そして、電界効果トランジス
タ２のドレイン・ソース間の容量Ｃ１と並列に可変容量
ダイオードＤ１を接続し、この可変容量ダイオードＤ１
の容量を変化させることで、その発振周波数を可変して
いる。
示す。同図において、半導体基板１上に電界効果トラン
ジスタ２を構成し、そのドレイン・ソース間に容量Ｃ１
を、ゲート・ソース間に容量Ｃ２を接続し、ドレイン電
源ＶＤ１にはインダクタンスＬ１を、ゲート電源ＶＧ１
には抵抗Ｒを接続している。又、半導体基板１外に配置
した誘電体共振器３とゲートとを電磁的に結合させるこ
とで、ドレインから容量Ｃ３を通して出力端子５に発振
出力を得ることができる。そして、電界効果トランジス
タ２のドレイン・ソース間の容量Ｃ１と並列に可変容量
ダイオードＤ１を接続し、この可変容量ダイオードＤ１
の容量を変化させることで、その発振周波数を可変して
いる。
【０００３】図４に示す他の例は、誘電体共振器３に電
磁的に結合する可変容量ダイオードＤ２を配置し、誘電
体共振器３と接地面との静電容量を電気的に調整するこ
とでその発振周波数を電気的に変化させている。
磁的に結合する可変容量ダイオードＤ２を配置し、誘電
体共振器３と接地面との静電容量を電気的に調整するこ
とでその発振周波数を電気的に変化させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来のＭＭＩＣ発
振器のうち、図３に示した発振器は、電界効果トランジ
スタ２のインピーダンスで決定した発振条件を変えるこ
とで発振周波数を変化させているため、発振出力の変動
が大きく、発振が停止する可能性が大きいという問題が
ある。又、図４の構成では発振条件を変えることなくそ
の発振周波数を安定に変化できるが、同一半導体基板上
に複数のＭＭＩＣ発振器を構成したときには、誘電体共
振器とＭＭＩＣとの結合箇所が複数となり、各種素子の
配置が困難になるという問題がある。本発明の目的は、
安定な発振状態が得られ、かつ構成の簡略化を図ったＭ
ＭＩＣ発振器を提供することにある。
振器のうち、図３に示した発振器は、電界効果トランジ
スタ２のインピーダンスで決定した発振条件を変えるこ
とで発振周波数を変化させているため、発振出力の変動
が大きく、発振が停止する可能性が大きいという問題が
ある。又、図４の構成では発振条件を変えることなくそ
の発振周波数を安定に変化できるが、同一半導体基板上
に複数のＭＭＩＣ発振器を構成したときには、誘電体共
振器とＭＭＩＣとの結合箇所が複数となり、各種素子の
配置が困難になるという問題がある。本発明の目的は、
安定な発振状態が得られ、かつ構成の簡略化を図ったＭ
ＭＩＣ発振器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の発振器は、半導
体基板上に構成したコルピッツ構成の電界効果トランジ
スタのゲートと、半導体基板の外に配置した誘電体共振
器との間に、半導体基板上に構成された伝送線路と、こ
の伝送線路の両端部をドレイン・ソース間の電気抵抗に
より選択的に短絡する第２の電界効果トランジスタとを
備えている。又、必要に応じて伝送線路の両端部の複数
箇所に夫々第２の電界効果トランジスタを接続し、これ
ら第２電界効果トランジスタを選択的にオンさせるよう
に構成する。
体基板上に構成したコルピッツ構成の電界効果トランジ
スタのゲートと、半導体基板の外に配置した誘電体共振
器との間に、半導体基板上に構成された伝送線路と、こ
の伝送線路の両端部をドレイン・ソース間の電気抵抗に
より選択的に短絡する第２の電界効果トランジスタとを
備えている。又、必要に応じて伝送線路の両端部の複数
箇所に夫々第２の電界効果トランジスタを接続し、これ
ら第２電界効果トランジスタを選択的にオンさせるよう
に構成する。
【０００６】本発明によれば、第２の電界効果トランジ
スタをオン，オフして伝送線路の実効長を変化させるこ
とで、発振素子としての電界効果トランジスタのゲート
と誘電体共振器との間の電気長を変化させ、発振周波数
を変化させる。
スタをオン，オフして伝送線路の実効長を変化させるこ
とで、発振素子としての電界効果トランジスタのゲート
と誘電体共振器との間の電気長を変化させ、発振周波数
を変化させる。
【０００７】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１実施例の回路図である。半導体
基板１上に形成された電界効果トランジスタ２のソース
・ドレイン間に容量Ｃ１を、ゲート・ソース間に容量Ｃ
２を接続し、ドレイン電源ＶＤ１にはインダクタンスＬ
１を、ゲート電源ＶＧ１には抵抗Ｒを接続し、更にゲー
トは半導体基板１外に配置した誘電体共振器３と電磁的
に結合させることで前記電界効果トランジスタ２を発振
素子とするコルピッツ発振回路を構成している。その出
力は容量Ｃ３を介して出力端子５から出力される。この
発振器では、電界効果トランジスタ２のゲートから誘電
体共振器３迄の距離を変化することで発振周波数を変化
させることができる。
る。図１は本発明の第１実施例の回路図である。半導体
基板１上に形成された電界効果トランジスタ２のソース
・ドレイン間に容量Ｃ１を、ゲート・ソース間に容量Ｃ
２を接続し、ドレイン電源ＶＤ１にはインダクタンスＬ
１を、ゲート電源ＶＧ１には抵抗Ｒを接続し、更にゲー
トは半導体基板１外に配置した誘電体共振器３と電磁的
に結合させることで前記電界効果トランジスタ２を発振
素子とするコルピッツ発振回路を構成している。その出
力は容量Ｃ３を介して出力端子５から出力される。この
発振器では、電界効果トランジスタ２のゲートから誘電
体共振器３迄の距離を変化することで発振周波数を変化
させることができる。
【０００８】そして、ここでは前記電界効果トランジス
タ２のゲートと誘電体共振器３との間に、半導体基板１
に設けた伝送線路６を介挿し、かつこの伝送線路６の両
端部を容量Ｃ４，Ｃ５を介して第２の電界効果トランジ
スタ４のソース、ドレインに夫々接続している。そして
、ドレインには第２ドレイン電源ＶＤ２を、ソースには
インダクタンスＬ２を接続し、かつゲートには第２ゲー
ト電源ＶＧ２を接続している。
タ２のゲートと誘電体共振器３との間に、半導体基板１
に設けた伝送線路６を介挿し、かつこの伝送線路６の両
端部を容量Ｃ４，Ｃ５を介して第２の電界効果トランジ
スタ４のソース、ドレインに夫々接続している。そして
、ドレインには第２ドレイン電源ＶＤ２を、ソースには
インダクタンスＬ２を接続し、かつゲートには第２ゲー
ト電源ＶＧ２を接続している。
【０００９】この構成によれば、第２の電界効果トラン
ジスタ４は第２ゲート電源ＶＧ２に印加されるゲートバ
イアスによってソース・ドレイン間がオン，オフされる
。 オン状態では伝送線路６の両端部を短絡して電界効果ト
ランジスタ２から第２の電界効果トランジスタ４を経由
して誘電体共振器３に高周波経路ができる。オフ状態で
は第２の電界効果トランジスタを経由する代わりに伝送
線路４が高周波経路となる。したがって、第２の電界効
果トランジスタ４のオン，オフによって発振素子として
の電界効果トランジスタ２のゲートと誘電体共振器３と
の間の電気長が変化され、これに伴って発振周波数が変
化される。例えば、１０ＧＨＺ のＭＭＩＣ発振器の場
合、伝送線路６長を９０μｍ、第２の電界効果トランジ
スタ４のゲートを ３００μｍ、ゲート長を ０．５μ
ｍとすれば、ドレイン・ソース間電圧を５Ｖ、ゲート・
ソース間電圧を０Ｖとすれば、オン状態が得られ、ゲー
ト・ソース間電圧を−３Ｖとすれば、オフ状態が得られ
る。このオン、オフ状態の差で、比誘電率１０９ のＧ
ａＡｓ基板上に構成したＭＭＩＣ発振器では、発振周波
数を約 １００ＭＨＺ 変化させることができる。
ジスタ４は第２ゲート電源ＶＧ２に印加されるゲートバ
イアスによってソース・ドレイン間がオン，オフされる
。 オン状態では伝送線路６の両端部を短絡して電界効果ト
ランジスタ２から第２の電界効果トランジスタ４を経由
して誘電体共振器３に高周波経路ができる。オフ状態で
は第２の電界効果トランジスタを経由する代わりに伝送
線路４が高周波経路となる。したがって、第２の電界効
果トランジスタ４のオン，オフによって発振素子として
の電界効果トランジスタ２のゲートと誘電体共振器３と
の間の電気長が変化され、これに伴って発振周波数が変
化される。例えば、１０ＧＨＺ のＭＭＩＣ発振器の場
合、伝送線路６長を９０μｍ、第２の電界効果トランジ
スタ４のゲートを ３００μｍ、ゲート長を ０．５μ
ｍとすれば、ドレイン・ソース間電圧を５Ｖ、ゲート・
ソース間電圧を０Ｖとすれば、オン状態が得られ、ゲー
ト・ソース間電圧を−３Ｖとすれば、オフ状態が得られ
る。このオン、オフ状態の差で、比誘電率１０９ のＧ
ａＡｓ基板上に構成したＭＭＩＣ発振器では、発振周波
数を約 １００ＭＨＺ 変化させることができる。
【００１０】図２は本発明の第２実施例を示す回路図で
あり、図１と同一部分には同一符号を付してある。この
実施例においては、伝送線路７の両端部の複数箇所に複
数個（ここでは３個）の第２の電界効果トランジスタ４
Ａ，４Ｂ，４Ｃを接続し、各電界効果トランジスタのゲ
ートバイアスＶＧ２Ａ ，ＶＧ２Ｂ ，ＶＧ２Ｃ を制
御することで、各電界効果トランジスタを選択的にオン
，オフさせるように構成している。この構成では、電界
効果トランジスタ４Ａ，４Ｂ，４Ｃを選択してオンさせ
ることで、電界効果トランジスタ２のゲートと誘電体共
振器３迄の距離を段階的に変えることができるため、発
振周波数を段階的に変えることができる。例えば、伝送
線路７上における各電界効果トランジスタ４Ａ，４Ｂ，
４Ｃの間隔を４５μｍに設置しておけば、発振周波数を
約 １００ＭＨＺ の間隔で変化させることができる。
あり、図１と同一部分には同一符号を付してある。この
実施例においては、伝送線路７の両端部の複数箇所に複
数個（ここでは３個）の第２の電界効果トランジスタ４
Ａ，４Ｂ，４Ｃを接続し、各電界効果トランジスタのゲ
ートバイアスＶＧ２Ａ ，ＶＧ２Ｂ ，ＶＧ２Ｃ を制
御することで、各電界効果トランジスタを選択的にオン
，オフさせるように構成している。この構成では、電界
効果トランジスタ４Ａ，４Ｂ，４Ｃを選択してオンさせ
ることで、電界効果トランジスタ２のゲートと誘電体共
振器３迄の距離を段階的に変えることができるため、発
振周波数を段階的に変えることができる。例えば、伝送
線路７上における各電界効果トランジスタ４Ａ，４Ｂ，
４Ｃの間隔を４５μｍに設置しておけば、発振周波数を
約 １００ＭＨＺ の間隔で変化させることができる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、コルピッ
ツ発振回路の電界効果トランジスタのゲートと誘電体共
振器の間に、伝送線路と、この伝送線路の両端部を短絡
させる第２の電界効果トランジスタを設け、この第２の
電界効果トランジスタをオン，オフ制御することで、電
界効果トランジスタから誘電体共振器迄の電気長を可変
としたので、安定な発振状態で、かつ誘電体共振器との
結合を単純にして発振周波数を変化できるという効果が
ある。又、第２の電界効果トランジスタを複数個設ける
ことで、発振周波数を段階的に変化させることができる
。
ツ発振回路の電界効果トランジスタのゲートと誘電体共
振器の間に、伝送線路と、この伝送線路の両端部を短絡
させる第２の電界効果トランジスタを設け、この第２の
電界効果トランジスタをオン，オフ制御することで、電
界効果トランジスタから誘電体共振器迄の電気長を可変
としたので、安定な発振状態で、かつ誘電体共振器との
結合を単純にして発振周波数を変化できるという効果が
ある。又、第２の電界効果トランジスタを複数個設ける
ことで、発振周波数を段階的に変化させることができる
。
【図１】本発明のＭＭＩＣ発振器の第１実施例の回路図
である。
である。
【図２】本発明の第２実施例の回路図である。
【図３】従来のＭＭＩＣ発振器の一例の回路図である。
【図４】従来のＭＭＩＣ発振器の他の例の回路図である
。
。
１ 半導体基板
２ 電界効果トランジスタ（発振素子）３ 誘電体
共振器 ４ 第２の電界効果トランジスタ ５ 出力端子 ６ 伝送線路
共振器 ４ 第２の電界効果トランジスタ ５ 出力端子 ６ 伝送線路
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板上に構成された電界効果ト
ランジスタのドレイン・ソース間とゲート・ソース間の
静電容量を利用し、かつ前記電界効果トランジスタのゲ
ートと半導体基板外に配置された誘電体共振器との電磁
的な結合を利用したコルピッツ型ＭＭＩＣ発振器におい
て、前記電界効果トランジスタのゲートと前記誘電体共
振器との間に、半導体基板上に構成された伝送線路と、
この伝送線路の両端部をドレイン・ソース間の電気抵抗
により選択的に短絡する第２の電界効果トランジスタと
を備えることを特徴とするＭＭＩＣ発振器。 - 【請求項２】 伝送線路の両端部の複数箇所に夫々第
２の電界効果トランジスタを接続し、これら第２電界効
果トランジスタを選択的にオンさせるように構成した請
求項１のＭＭＩＣ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17736991A JPH04373205A (ja) | 1991-06-22 | 1991-06-22 | Ｍｍｉｃ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17736991A JPH04373205A (ja) | 1991-06-22 | 1991-06-22 | Ｍｍｉｃ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04373205A true JPH04373205A (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=16029753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17736991A Pending JPH04373205A (ja) | 1991-06-22 | 1991-06-22 | Ｍｍｉｃ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04373205A (ja) |
-
1991
- 1991-06-22 JP JP17736991A patent/JPH04373205A/ja active Pending
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