JPH08288143A - 可変インダクター - Google Patents
可変インダクターInfo
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- JPH08288143A JPH08288143A JP9099795A JP9099795A JPH08288143A JP H08288143 A JPH08288143 A JP H08288143A JP 9099795 A JP9099795 A JP 9099795A JP 9099795 A JP9099795 A JP 9099795A JP H08288143 A JPH08288143 A JP H08288143A
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- Japan
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- spiral coil
- variable inductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で、高周波に対応させることができ、し
かも電気的な手段によってインダクタンスを変化させる
ことのできる可変インダクターを提供する。 【構成】 圧電体基板１の両面に、それぞれ電極２ａ、
２ｂを形成する。電極２ａの上に、磁歪を有する強磁性
体からなる磁歪層３ａを形成する。磁歪層３ａの上の中
央部に、角型スパイラルコイル４を形成する。このスパ
イラルコイル４の一端を、スパイラルコイル４と同じ材
質からなる入出力端子５ａに接続する。磁歪層３ａの上
に、スパイラルコイル４を覆うようにして磁歪層３ｂを
形成し、磁歪層３ｂに形成されたスルーホール６を介し
てスパイラルコイル４の他端を入出力端子５ｂに接続す
る。入出力端子５ａ、５ｂも磁歪層３ａの上に形成す
る。
かも電気的な手段によってインダクタンスを変化させる
ことのできる可変インダクターを提供する。 【構成】 圧電体基板１の両面に、それぞれ電極２ａ、
２ｂを形成する。電極２ａの上に、磁歪を有する強磁性
体からなる磁歪層３ａを形成する。磁歪層３ａの上の中
央部に、角型スパイラルコイル４を形成する。このスパ
イラルコイル４の一端を、スパイラルコイル４と同じ材
質からなる入出力端子５ａに接続する。磁歪層３ａの上
に、スパイラルコイル４を覆うようにして磁歪層３ｂを
形成し、磁歪層３ｂに形成されたスルーホール６を介し
てスパイラルコイル４の他端を入出力端子５ｂに接続す
る。入出力端子５ａ、５ｂも磁歪層３ａの上に形成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種電子回路に用いら
れる可変インダクターに関する。特に、小型で、電気的
な手段によってインダクタンスを変化させることのでき
る可変インダクターに関する。
れる可変インダクターに関する。特に、小型で、電気的
な手段によってインダクタンスを変化させることのでき
る可変インダクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、高周波化に伴
い、電子機器に用いられる可変インダクターに対して
も、より一層の小型化が求められるようになってきた。
従来の可変インダクターは、線材（直径：２０〜３０μ
ｍ以上）をソレノイド状に巻いて作製されたコイルと、
前記コイルの中心にネジ加工された状態で配置されたフ
ェライトとにより構成されており、前記フェライトを回
転させてコイル内の位置を変えることにより、インダク
タンスが変化するようにされている。
い、電子機器に用いられる可変インダクターに対して
も、より一層の小型化が求められるようになってきた。
従来の可変インダクターは、線材（直径：２０〜３０μ
ｍ以上）をソレノイド状に巻いて作製されたコイルと、
前記コイルの中心にネジ加工された状態で配置されたフ
ェライトとにより構成されており、前記フェライトを回
転させてコイル内の位置を変えることにより、インダク
タンスが変化するようにされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の可変インダクターでは、線材をソレノイド状に巻
いて作製したコイルと強磁性体バルクとが用いられてい
るため、小型化、高周波化が困難であるといった問題点
があった。また、インダクタンスを変化させるにはネジ
状のフェライトを回転させる必要があるため、電子回路
によってインダクタンスを変化させることは不可能であ
った。
従来の可変インダクターでは、線材をソレノイド状に巻
いて作製したコイルと強磁性体バルクとが用いられてい
るため、小型化、高周波化が困難であるといった問題点
があった。また、インダクタンスを変化させるにはネジ
状のフェライトを回転させる必要があるため、電子回路
によってインダクタンスを変化させることは不可能であ
った。
【０００４】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するため、小型で、高周波に対応させることができ、
しかも電気的な手段によってインダクタンスを変化させ
ることのできる可変インダクターを提供することを目的
とする。
決するため、小型で、高周波に対応させることができ、
しかも電気的な手段によってインダクタンスを変化させ
ることのできる可変インダクターを提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る可変インダクターの構成は、磁歪を有
する強磁性体と、前記強磁性体を励磁するコイルと、前
記強磁性体に応力を印加する圧電体と、前記圧電体に電
圧を印加する手段とを少なくとも備えたものである。
め、本発明に係る可変インダクターの構成は、磁歪を有
する強磁性体と、前記強磁性体を励磁するコイルと、前
記強磁性体に応力を印加する圧電体と、前記圧電体に電
圧を印加する手段とを少なくとも備えたものである。
【０００６】また、前記本発明の構成においては、強磁
性体が、圧電体基板上に形成された薄膜からなるのが好
ましい。また、この場合には、コイルが、圧電体基板上
に形成された平面コイルであるのが好ましく、さらに
は、平面コイルがスパイラルコイルであるのが好まし
い。
性体が、圧電体基板上に形成された薄膜からなるのが好
ましい。また、この場合には、コイルが、圧電体基板上
に形成された平面コイルであるのが好ましく、さらに
は、平面コイルがスパイラルコイルであるのが好まし
い。
【０００７】
【作用】前記本発明の構成によれば、磁歪を有する強磁
性体と、前記強磁性体を励磁するコイルと、前記強磁性
体に応力を印加する圧電体と、前記圧電体に電圧を印加
する手段とを少なくとも備えたものであるため、電圧印
加によって圧電体に歪みが生じ、強磁性体に応力が加わ
ると、磁気弾性エネルギーによって応力方向に磁気異方
性が誘起され、応力方向の透磁率が変化する。これによ
り、コイルが発生させる磁束の密度が変化するので、コ
イルのインダクタンスが変化する。このように、本発明
の構成によれば、電気的な手段によってインダクタンス
を変化させることのできる可変インダクターが実現され
る。
性体と、前記強磁性体を励磁するコイルと、前記強磁性
体に応力を印加する圧電体と、前記圧電体に電圧を印加
する手段とを少なくとも備えたものであるため、電圧印
加によって圧電体に歪みが生じ、強磁性体に応力が加わ
ると、磁気弾性エネルギーによって応力方向に磁気異方
性が誘起され、応力方向の透磁率が変化する。これによ
り、コイルが発生させる磁束の密度が変化するので、コ
イルのインダクタンスが変化する。このように、本発明
の構成によれば、電気的な手段によってインダクタンス
を変化させることのできる可変インダクターが実現され
る。
【０００８】また、前記本発明の構成において、強磁性
体が、圧電体基板上に形成された薄膜からなるという好
ましい例によれば、高周波に対応させることができる。
この場合、コイルが、圧電体基板上に形成された平面コ
イルであるという好ましい例によれば、小型化、薄型化
が図られ、また、薄膜プロセスに容易に対応させること
ができる。この場合、さらに、平面コイルがスパイラル
コイルであるという好ましい例によれば、小さなコイル
面積で大きなインダクタンスを実現することができる。
体が、圧電体基板上に形成された薄膜からなるという好
ましい例によれば、高周波に対応させることができる。
この場合、コイルが、圧電体基板上に形成された平面コ
イルであるという好ましい例によれば、小型化、薄型化
が図られ、また、薄膜プロセスに容易に対応させること
ができる。この場合、さらに、平面コイルがスパイラル
コイルであるという好ましい例によれば、小さなコイル
面積で大きなインダクタンスを実現することができる。
【０００９】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。図１は本発明に係る可変インダクターの一
実施例を示す平面図、図２は図１のＩ−Ｉ断面図であ
る、図１、図２に示すように、長辺１０ｍｍ、短辺５ｍ
ｍ、厚さ０．１ｍｍの圧電体基板１の両面には、それぞ
れ電極２ａ、２ｂが形成されている。また、電極２ａの
上には、長辺８ｍｍ、短辺４ｍｍ、厚さ１０μｍの磁歪
を有する強磁性体からなる磁歪層３ａが形成されてい
る。ここで、圧電体基板１は、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3
系の圧電体であり、その厚さ方向に分極処理が施されて
いる。磁歪層３ａはＮｉＺｎ系フェライト膜からなり、
１５０ＭＨｚ以下における比透磁率は５０、飽和磁歪定
数は−２２ｐｐｍ、抵抗率は１０5 Ω・ｍであり、絶縁
体とみなすことができる。
に説明する。図１は本発明に係る可変インダクターの一
実施例を示す平面図、図２は図１のＩ−Ｉ断面図であ
る、図１、図２に示すように、長辺１０ｍｍ、短辺５ｍ
ｍ、厚さ０．１ｍｍの圧電体基板１の両面には、それぞ
れ電極２ａ、２ｂが形成されている。また、電極２ａの
上には、長辺８ｍｍ、短辺４ｍｍ、厚さ１０μｍの磁歪
を有する強磁性体からなる磁歪層３ａが形成されてい
る。ここで、圧電体基板１は、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3
系の圧電体であり、その厚さ方向に分極処理が施されて
いる。磁歪層３ａはＮｉＺｎ系フェライト膜からなり、
１５０ＭＨｚ以下における比透磁率は５０、飽和磁歪定
数は−２２ｐｐｍ、抵抗率は１０5 Ω・ｍであり、絶縁
体とみなすことができる。
【００１０】磁歪層３ａの上の中央部には、幅５０μ
ｍ、厚さ１０μｍの銅配線からなる４ターンの角型スパ
イラルコイル（コイル面積は３ｍｍ×３ｍｍ）４が形成
されており、このスパイラルコイル４の一端は入出力端
子５ａに接続されている。このように平面コイルとして
スパイラルコイル４を用いれば、小さなコイル面積で大
きなインダクタンスを実現することができる。ここで、
入出力端子５ａは、スパイラルコイル４と同じ材質から
なり、同様に磁歪層３ａの上に形成されている。また、
磁歪層３ａの上には、スパイラルコイル４を覆うように
して磁歪層３ｂが形成されており、磁歪層３ｂに形成さ
れたスルーホール６を介してスパイラルコイル４と入出
力端子５ｂとが接続されている。ここで、磁歪層３ｂは
磁歪層３ａと同じ材質からなり、厚さも同じである。
尚、説明の都合上、図１においては、磁歪層３ｂに覆わ
れているスパイラルコイル４が見えるように図示されて
いる。
ｍ、厚さ１０μｍの銅配線からなる４ターンの角型スパ
イラルコイル（コイル面積は３ｍｍ×３ｍｍ）４が形成
されており、このスパイラルコイル４の一端は入出力端
子５ａに接続されている。このように平面コイルとして
スパイラルコイル４を用いれば、小さなコイル面積で大
きなインダクタンスを実現することができる。ここで、
入出力端子５ａは、スパイラルコイル４と同じ材質から
なり、同様に磁歪層３ａの上に形成されている。また、
磁歪層３ａの上には、スパイラルコイル４を覆うように
して磁歪層３ｂが形成されており、磁歪層３ｂに形成さ
れたスルーホール６を介してスパイラルコイル４と入出
力端子５ｂとが接続されている。ここで、磁歪層３ｂは
磁歪層３ａと同じ材質からなり、厚さも同じである。
尚、説明の都合上、図１においては、磁歪層３ｂに覆わ
れているスパイラルコイル４が見えるように図示されて
いる。
【００１１】本実施例においては、スパイラルコイル４
によって励磁される強磁性体として、厚さ１０μｍの絶
縁性薄膜が用いられているため、高周波に対応させるこ
とができる。また、電極２ａとスパイラルコイル４との
絶縁が磁歪層３ａによって行われるため、構造及び作製
プロセスが簡略化される。さらに、平面コイル（スパイ
ラルコイル４）と強磁性体薄膜からなる磁歪層３ａ、３
ｂとが用いられているため、小型化、薄型化が図られ、
また、薄膜プロセスに容易に対応させることができる。
によって励磁される強磁性体として、厚さ１０μｍの絶
縁性薄膜が用いられているため、高周波に対応させるこ
とができる。また、電極２ａとスパイラルコイル４との
絶縁が磁歪層３ａによって行われるため、構造及び作製
プロセスが簡略化される。さらに、平面コイル（スパイ
ラルコイル４）と強磁性体薄膜からなる磁歪層３ａ、３
ｂとが用いられているため、小型化、薄型化が図られ、
また、薄膜プロセスに容易に対応させることができる。
【００１２】次に、上記のような構成を有する可変イン
ダクタの動作について説明する。電極２ａ、２ｂに電圧
を印加すると、圧電体基板１が最大２００ｐｐｍだけ厚
さ方向に伸びる。これにより、圧電体基板１はポアソン
比の分だけ面内方向に縮み、磁歪層３ａ、３ｂには面内
方向に圧縮応力が印加される。そして、このように磁歪
を有する強磁性体からなる磁歪層３ａ、３ｂに応力が加
わると、磁気弾性エネルギーによって応力方向に磁気異
方性が誘起され、応力方向の透磁率が変化する。
ダクタの動作について説明する。電極２ａ、２ｂに電圧
を印加すると、圧電体基板１が最大２００ｐｐｍだけ厚
さ方向に伸びる。これにより、圧電体基板１はポアソン
比の分だけ面内方向に縮み、磁歪層３ａ、３ｂには面内
方向に圧縮応力が印加される。そして、このように磁歪
を有する強磁性体からなる磁歪層３ａ、３ｂに応力が加
わると、磁気弾性エネルギーによって応力方向に磁気異
方性が誘起され、応力方向の透磁率が変化する。
【００１３】図３に示すように、スパイラルコイル４が
発生させる磁束７は、透磁率の高い磁歪層３ａ、３ｂの
中を主に面内方向に通っている。磁束７と応力の方向は
同様に面内であるため、磁束７の密度が変化し、その結
果、スパイラルコイル４のインダクタンスが変化する。
本実施例においては、負の飽和磁歪定数を有する磁歪層
３ａ、３ｂを用いているため、圧縮応力が印加される
と、透磁率が増加し、インダクタンスが大きくなる。こ
のように、本実施例の構成によれば、電圧印加という電
気的な手段によってインダクタンスを変化させることの
できる可変インダクターが実現される。
発生させる磁束７は、透磁率の高い磁歪層３ａ、３ｂの
中を主に面内方向に通っている。磁束７と応力の方向は
同様に面内であるため、磁束７の密度が変化し、その結
果、スパイラルコイル４のインダクタンスが変化する。
本実施例においては、負の飽和磁歪定数を有する磁歪層
３ａ、３ｂを用いているため、圧縮応力が印加される
と、透磁率が増加し、インダクタンスが大きくなる。こ
のように、本実施例の構成によれば、電圧印加という電
気的な手段によってインダクタンスを変化させることの
できる可変インダクターが実現される。
【００１４】次に、本可変インダクタの特性を測定した
結果について説明する。圧電体基板１に０〜１００Ｖの
電圧を印加して、面内方向に０〜６０ｐｐｍの圧縮歪を
発生させたところ、インダクタンスは２５０ｎＨ〜３０
０ｎＨの範囲で圧縮歪の大きさに比例して変化した。集
中定数等価回路を用いて計算した浮遊容量は１２ｐＦで
あり、共振周波数は８３ＭＨｚ〜９２ＭＨｚの範囲で変
化した。このことから、周波数可変のＬＣフィルターと
しても利用できると考えられる。
結果について説明する。圧電体基板１に０〜１００Ｖの
電圧を印加して、面内方向に０〜６０ｐｐｍの圧縮歪を
発生させたところ、インダクタンスは２５０ｎＨ〜３０
０ｎＨの範囲で圧縮歪の大きさに比例して変化した。集
中定数等価回路を用いて計算した浮遊容量は１２ｐＦで
あり、共振周波数は８３ＭＨｚ〜９２ＭＨｚの範囲で変
化した。このことから、周波数可変のＬＣフィルターと
しても利用できると考えられる。
【００１５】尚、本実施例においては、磁歪層３ａ、３
ｂとして負の飽和磁歪定数を有する絶縁性のフェライト
を用いているが、必ずしも負の飽和磁歪定数を有するも
のに限定されるものではない。磁歪を有する強磁性体で
あれば、正の飽和磁歪定数を有する磁性材料や、金属磁
性材料も同様に用いることができる。
ｂとして負の飽和磁歪定数を有する絶縁性のフェライト
を用いているが、必ずしも負の飽和磁歪定数を有するも
のに限定されるものではない。磁歪を有する強磁性体で
あれば、正の飽和磁歪定数を有する磁性材料や、金属磁
性材料も同様に用いることができる。
【００１６】また、本実施例においては、平面コイルと
してスパイラルコイル４を用いているが、必ずしもこれ
に限定されるものではなく、例えば、ミアンダコイルを
用いることもできる。
してスパイラルコイル４を用いているが、必ずしもこれ
に限定されるものではなく、例えば、ミアンダコイルを
用いることもできる。
【００１７】また、本実施例においては、薄膜プロセス
に対応させるために、薄膜状に形成され強磁性体と平面
コイル（スパイラルコイル４）とを用いているが、必ず
しもこの構成に限定されるものではない。バルク状の強
磁性体に線材を巻き付けて作製したインダクターであっ
ても、圧電体によって強磁性体に応力を印加することが
できれば、同様にインダクタンスを変化させることがで
きる。
に対応させるために、薄膜状に形成され強磁性体と平面
コイル（スパイラルコイル４）とを用いているが、必ず
しもこの構成に限定されるものではない。バルク状の強
磁性体に線材を巻き付けて作製したインダクターであっ
ても、圧電体によって強磁性体に応力を印加することが
できれば、同様にインダクタンスを変化させることがで
きる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
歪を有する強磁性体と、前記強磁性体を励磁するコイル
と、前記強磁性体に応力を印加する圧電体と、前記圧電
体に電圧を印加する手段とを少なくとも備えたものであ
るため、電圧印加によって圧電体に歪みが生じ、強磁性
体に応力が加わると、磁気弾性エネルギーによって応力
方向に磁気異方性が誘起され、応力方向の透磁率が変化
する。これにより、コイルが発生させる磁束の密度が変
化するので、コイルのインダクタンスが変化する。この
ように、本発明の構成によれば、電気的な手段によって
インダクタンスを変化させることのできる可変インダク
ターが実現される。
歪を有する強磁性体と、前記強磁性体を励磁するコイル
と、前記強磁性体に応力を印加する圧電体と、前記圧電
体に電圧を印加する手段とを少なくとも備えたものであ
るため、電圧印加によって圧電体に歪みが生じ、強磁性
体に応力が加わると、磁気弾性エネルギーによって応力
方向に磁気異方性が誘起され、応力方向の透磁率が変化
する。これにより、コイルが発生させる磁束の密度が変
化するので、コイルのインダクタンスが変化する。この
ように、本発明の構成によれば、電気的な手段によって
インダクタンスを変化させることのできる可変インダク
ターが実現される。
【００１９】また、前記本発明の構成において、強磁性
体が、圧電体基板上に形成された薄膜からなるという好
ましい例によれば、高周波に対応させることができる。
この場合、コイルが、圧電体基板上に形成された平面コ
イルであるという好ましい例によれば、小型化、薄型化
が図られ、また、薄膜プロセスに容易に対応させること
ができる。この場合、さらに、平面コイルがスパイラル
コイルであるという好ましい例によれば、小さなコイル
面積で大きなインダクタンスを実現することができる。
体が、圧電体基板上に形成された薄膜からなるという好
ましい例によれば、高周波に対応させることができる。
この場合、コイルが、圧電体基板上に形成された平面コ
イルであるという好ましい例によれば、小型化、薄型化
が図られ、また、薄膜プロセスに容易に対応させること
ができる。この場合、さらに、平面コイルがスパイラル
コイルであるという好ましい例によれば、小さなコイル
面積で大きなインダクタンスを実現することができる。
【図１】本発明に係る可変インダクターの一実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ断面における磁気回路の模式
図である。
図である。
１ 圧電体基板 ２ａ、２ｂ 電極 ３ａ、３ｂ 磁歪層 ４ スパイラルコイル ５ａ、５ｂ 入出力端子 ６ スルーホール ７ 磁束
Claims (4)
- 【請求項１】 磁歪を有する強磁性体と、前記強磁性体
を励磁するコイルと、前記強磁性体に応力を印加する圧
電体と、前記圧電体に電圧を印加する手段とを少なくと
も備えた可変インダクター。 - 【請求項２】 強磁性体が、圧電体基板上に形成された
薄膜からなる請求項１に記載の可変インダクター。 - 【請求項３】 コイルが、圧電体基板上に形成された平
面コイルである請求項２に記載の可変インダクター。 - 【請求項４】 平面コイルがスパイラルコイルである請
求項３に記載の可変インダクター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09099795A JP3485280B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 可変インダクター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09099795A JP3485280B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 可変インダクター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288143A true JPH08288143A (ja) | 1996-11-01 |
| JP3485280B2 JP3485280B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=14014148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09099795A Expired - Fee Related JP3485280B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 可変インダクター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3485280B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6362525B1 (en) * | 1999-11-09 | 2002-03-26 | Cypress Semiconductor Corp. | Circuit structure including a passive element formed within a grid array substrate and method for making the same |
| WO2003105340A1 (de) * | 2002-06-06 | 2003-12-18 | Epcos Ag | Abstimmbares filter und verfahren zur frequenzabstimmung |
| FR2905793A1 (fr) * | 2006-09-12 | 2008-03-14 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif magnetique integre controle piezoelectriquement |
| WO2008145478A2 (de) * | 2007-05-29 | 2008-12-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Abstimmbares induktives bauelement und verwendung des bauelements |
| EP2323142A1 (fr) * | 2009-11-17 | 2011-05-18 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Dispositif radiofréquence magnétique à réponse variable |
| CN103714955A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-09 | 北京大学 | 可调控环形电感 |
| US20180075966A1 (en) * | 2011-08-18 | 2018-03-15 | Winchester Technologies, Llc. | Electrostatically tunable magnetoelectric inductors with large inductance tunability |
| US10204728B2 (en) | 2015-06-16 | 2019-02-12 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Variable inductance inductor and variable inductance inductor module |
| JP2020120014A (ja) * | 2019-01-24 | 2020-08-06 | 日本製鉄株式会社 | 漏れインダクタンス調整トランス |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP09099795A patent/JP3485280B2/ja not_active Expired - Fee Related
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