(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に設けられた複数の面積の異なる可動部駆動用電極と、
前記基体に設けられた固定接点となる固定コンタクト電極と、
前記基体に一部が固定された支持梁と、
前記可動部駆動用電極と対向するように前記支持梁に設けられた可動吸引電極と、
前記固定コンタクト電極と対向するように前記支持梁に設けられた可動接点となる可動コンタクト電極とを備え、
前記複数の可動部駆動用電極のうち同一の電圧値が印加された可動部駆動用電極の面積の合計が前記電圧値に応じて決まる面積のしきい値を超えた場合のみ前記可動部駆動用電極と前記可動吸引電極間の静電引力により前記支持梁を動かして前記固定コンタクト電極と前記可動コンタクト電極とからなる接点の開閉状態を切り換える静電型可動接点素子を備えた複数入力の論理演算装置であって、
前記可動部駆動用電極に与えられる各入力信号に対して各可動部駆動用電極の面積に比例する重み関数をかけた演算結果が出力されることを特徴とする論理演算装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つの素子で論理演算を実現する静電型可動接点素子、及び静電型可動接点素子を用いた論理演算装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣプロセス技術を活用することにより、半導体基板上に微細な梁構造を作製することで、半導体センサやアクチュエーターなど、可動部を有する微小機械素子を作製した例が多数報告されている。この手法により形成された微小機械素子は、基本的にはＬＳＩ製造と同じ技術により形成されるため、微小機械素子の駆動回路、あるいは検出回路との集積が容易であること、大量生産が可能であるため、製造コストが安価なこと、及び微細構造を容易に形成できること等の利点を有する。
【０００３】
特に、論理回路を実現するための主要部品であるスイッチをマイクロマシン技術により形成する研究は精力的に進められてきた。この中で、静電引力を利用して接点の開閉を行う静電型可動接点素子は、製作プロセスが従来のＳｉプロセスと整合性が良いこと等から有望な技術と考えられる（参考文献：”Dynamic Micromechanics on Silicon:Technique and Devices”IEEE Trans.Electron Devices,ED-25,No 10,(1978)1241.）。
【０００４】
図８（ａ）は従来の静電型可動接点素子の断面図である。この静電型可動接点素子では、絶縁性基体２１の上に可動部駆動用電極２２及び固定コンタクト電極２３ａ，２３ｂが設けられている。また、絶縁性基体２１の上に接続部３３が設けられ、接続部３３の上に支持梁２７が設けられている。
一方が接続部３３を介して基体２１に固定された支持梁２７の固定されていない方の下面には、微小空隙２４を隔てて可動部駆動用電極２２と対向するように可動吸引電極２５が設けられると共に、微小空隙２４を隔てて固定コンタクト電極２３ａ，２３ｂと対向するように可動コンタクト電極２６が設けられている。
可動部駆動用電極２２は、入力端子２９に接続されている。固定コンタクト電極２３ａは、出力端子３０に接続されると共に抵抗３１を介して接地され、固定コンタクト電極２３ｂは、直流電源３２に接続されている。また、接続部３３は接地されている。
【０００５】
可動コンタクト電極２６と支持梁２７との間には絶縁膜２８が形成されているため、可動コンタクト電極２６は、支持梁２７とは絶縁されている。また、可動吸引電極２５は支持梁２７の下面に直接形成されているので、可動吸引電極２５と支持梁２７は導通しており、これにより可動吸引電極２５は接地されている。可動部駆動用電極２２−可動吸引電極２５間に電圧を印加すると、静電引力が発生して両電極が引き合う。この結果、図８（ｂ）に示すように、支持梁２７がたわみ、可動コンタクト電極２６と固定コンタクト電極２３ａ，２３ｂが接触することにより接点が閉じる。電圧印加を停止すると、支持梁２７の弾性力で可動コンタクト電極２６が元の位置に戻ることにより、接点が開放する。
【０００６】
図９にこの静電型可動接点素子を使用したＮＡＮＤ及びＮＯＲの論理回路を示す。図９（ａ）の論理回路はＮＡＮＤ論理を実現する論理回路であり、図９（ｂ）の論理回路はＮＯＲ論理を実現する論理回路である。同図において、４１ａ及び４１ｂが静電型可動接点素子、４２ａ及び４２ｂが入力端子、４３が出力端子、４４が抵抗、４５が直流電源である。
図９に示すように、図８の静電型可動接点素子を使用してＮＡＮＤやＮＯＲ等の論理回路を組むためには、通常のスイッチと同様、２個のスイッチが必要である。さらに、３個以上の入力信号に対する論理を実現するためには、入力信号の数に相当するスイッチの数が必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
静電型可動接点素子には、ＭＯＳＦＥＴで形成したスイッチと比較した場合、低抵抗であるという利点がある。しかし、占有面積は数千μｍ2 以上とかなり大きい。このため、一つの論理回路を実現するために複数の静電型可動接点素子を使用すると、論理回路の占有する面積が大きくなる。この結果、静電型可動接点素子を使用した論理回路では、微細化及び高集積化が困難であるという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、１つの素子でＮＡＮＤやＮＯＲ等の論理演算を実現する静電型可動接点素子及び論理演算装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載のように、基体に設けられた複数の面積の異なる可動部駆動用電極と、前記基体に設けられた固定接点となる固定コンタクト電極と、前記基体に一部が固定された支持梁と、前記可動部駆動用電極と対向するように前記支持梁に設けられた可動吸引電極と、前記固定コンタクト電極と対向するように前記支持梁に設けられた可動接点となる可動コンタクト電極とを備え、前記複数の可動部駆動用電極のうち同一の電圧値が印加された可動部駆動用電極の面積の合計が前記電圧値に応じて決まる面積のしきい値を超えた場合のみ前記可動部駆動用電極と前記可動吸引電極間の静電引力により前記支持梁を動かして前記固定コンタクト電極と前記可動コンタクト電極とからなる接点の開閉状態を切り換える静電型可動接点素子を備えた複数入力の論理演算装置であって、前記可動部駆動用電極に与えられる各入力信号に対して各可動部駆動用電極の面積に比例する重み関数をかけた演算結果が出力されるものである。このように、可動吸引電極間を引き寄せるための可動部駆動用電極を複数に分割し、その各々の可動部駆動用電極に独立に電圧を印加できるようにした。この構造では、電圧が印加される可動部駆動用電極の数が異なれば、静電引力の働く電極の面積も異なる。この結果、電圧が印加される可動部駆動用電極の数により接点の開閉が制御可能になり、複数入力の論理演算が実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態となる、ＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
本実施の形態の静電型可動接点素子では、絶縁性基体１の上に可動部駆動用電極２ａ，２ｂ及び固定コンタクト電極３ａ，３ｂが設けられている。また、絶縁性基体１の上に接続部１３が設けられ、接続部１３の上に支持梁７が設けられている。
【００１２】
このように、一方が接続部１３を介して基体１に固定された支持梁７の固定されていない他方の下面には、微小空隙４を隔てて可動部駆動用電極２ａ，２ｂと対向するように可動吸引電極５が設けられると共に、微小空隙４を隔てて固定コンタクト電極３ａ，３ｂと対向するように可動コンタクト電極６が設けられている。
【００１３】
可動部駆動用電極２ａ，２ｂは、入力端子９ａ，９ｂにそれぞれ接続されている。固定コンタクト電極３ａは、出力端子１０に接続されると共に抵抗１１を介して接地され、固定コンタクト電極３ｂは、出力電圧が５Ｖの直流電源１２に接続されている。また、接続部１３は接地されている。
【００１４】
なお、可動コンタクト電極６と支持梁７との間には絶縁膜８が形成されているため、可動コンタクト電極６は、支持梁７とは絶縁されている。
また、可動吸引電極５は支持梁７の下面に直接形成されているので、可動吸引電極５と支持梁７は導通しており、これにより可動吸引電極５は、支持梁７、接続部１３を介して接地されている。
【００１５】
本実施の形態では、可動吸引電極５、可動部駆動用電極２ａ，２ｂ、支持梁７及び接続部１３をアルミニウムにより形成し、固定コンタクト電極３ａ，３ｂ及び可動コンタクト電極６を金により形成した。各電極の膜厚は、０．５μｍである。
【００１６】
そして、可動コンタクト電極６の面積を６μｍ×１４μｍ、固定コンタクト電極３ａ，３ｂの面積を４μｍ×５μｍ、可動吸引電極５の面積を７μｍ×１０μｍ、可動部駆動用電極２ａ，２ｂの面積を各々３μｍ×１０μｍとした。以下、可動部駆動用電極２ａ，２ｂの面積をそれぞれＳ１，Ｓ２とする。また、支持梁７の幅を１０μｍ、長さを１５μｍ、厚さを０．５μｍとした。
【００１７】
なお、静電引力の発生時に可動吸引電極５と可動部駆動用電極２ａ，２ｂとが接触すると、静電引力が消失してしまうので、静電引力が働いていないときの微小空隙４の厚さ方向（図１上下方向）の大きさは、固定コンタクト電極３ａ，３ｂと可動コンタクト電極６間よりも可動部駆動用電極２ａ，２ｂと可動吸引電極５間の方が大きくなるように設定されている。
【００１８】
これにより、静電引力が生じて固定コンタクト電極３ａ，３ｂと可動コンタクト電極６とが接触しても、可動部駆動用電極２ａ，２ｂと可動吸引電極５は接触しないようになっている。本実施の形態では、微小空隙４の厚さ方向の大きさを、可動部駆動用電極２ａ，２ｂと可動吸引電極５間において０．４μｍとしている。
【００１９】
図２に、可動部駆動用電極の面積と可動部を駆動するために必要な直流電圧との関係を示す。図２から明らかなように、可動部駆動用電極に１５Ｖの直流電圧を印加する場合、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力を得るための可動部駆動用電極の面積の合計ＳＶは４０μｍ2 以上である。
【００２０】
したがって、入力端子９ａ，９ｂの両方に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、可動部駆動用電極２ａ，２ｂのうち電圧が印加される可動部駆動用電極の総面積ＳＲはＳ１＋Ｓ２、すなわち６０μｍ2 となり、ＳＶ＜ＳＲとなるので、支持梁７をたわませるのに十分な静電引力が可動部駆動用電極２ａ，２ｂと可動吸引電極５との間に生じる。
【００２１】
この静電引力により可動吸引電極５が可動部駆動用電極２ａ，２ｂの方に引き寄せられて支持梁７がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，３ｂとが接触する。
この結果、固定コンタクト電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続されるので、直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０に供給される。こうして、出力端子１０に出力される電圧は５Ｖとなる。
【００２２】
一方、入力端子９ａ，９ｂの何れか一方のみに直流電圧１５Ｖを入力した場合、あるいは入力端子９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、可動部駆動用電極２ａ，２ｂのうち電圧が印加される可動部駆動用電極の総面積ＳＲは０あるいは３０μｍ2 となり、ＳＲ＜ＳＶとなるので、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られない。
したがって、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ間は導通しないので、出力端子１０に出力される電圧は０Ｖとなる。
【００２３】
以上のように、本実施の形態の静電型可動接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの両方に「１」を表す「Ｈ」レベルの信号（本実施の形態では１５Ｖ）が入力されると、「１」を表す「Ｈ」レベル（５Ｖ）を出力し、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号（電圧を供給しないため０Ｖ）が入力されると、「０」を表す「Ｌ」レベル（０Ｖ）を出力する。
こうして、１つの静電型可動接点素子により、ＡＮＤ論理を実現することができる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、可動吸引電極５の面積を７μｍ×１０μｍ、可動部駆動用電極２ａ，２ｂの面積を各々３μｍ×１０μｍとした。しかし、Ｓ１，Ｓ２＜ＳＶ＜Ｓ１＋Ｓ２が成り立つように面積Ｓ１，Ｓ２，ＳＶを設定すれば、他の大きさでも構わないことは言うまでもない。
【００２５】
また、本実施の形態では、可動吸引電極５及び可動部駆動用電極２ａ，２ｂをアルミニウムにより形成したが、導電体であれば他の材料であっても構わない。同様に、固定コンタクト電極３ａ，３ｂ及び可動コンタクト電極６を金により形成したが、両者が接触した際に導通が生じる導電体であれば他の材料を用いても構わない。
【００２６】
また、支持梁７及び接続部１３をアルミニウムにより形成したが、導電体あるいは絶縁体でも構わない。ただし、支持梁７あるいは接続部１３に絶縁体を用いた場合は、可動吸引電極５に電圧を印加できるように配線を引き出す構造にする必要がある。
【００２７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を示す。図３は、本発明の第２の実施の形態となる、ＮＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
本実施の形態の静電型可動接点素子では、固定コンタクト電極３ｂは、出力端子１０に接続されると共に抵抗１１を介して直流電源１２に接続され、固定コンタクト電極３ａは、接地されている。その他の構成は図１と同様である。
【００２８】
以上の構成で、入力端子９ａ，９ｂの両方に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、第１の実施の形態と同様に、静電引力により可動吸引電極５が可動部駆動用電極２ａ，２ｂの方に引き寄せられて支持梁７がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，３ｂとが接触する。
この結果、固定コンタクト電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続されるので、出力端子１０は固定コンタクト電極３ｂ、可動コンタクト電極６、固定コンタクト電極３ａを介して接地される。したがって、出力端子１０に出力される電圧は０Ｖとなる。
【００２９】
一方、入力端子９ａ，９ｂの何れか一方のみに直流電圧１５Ｖを入力した場合、あるいは入力端子９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られないため、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ間は導通しない。
この結果、抵抗１１を介して直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０に供給される。こうして、出力端子１０に出力される電圧は５Ｖとなる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態の静電型可動接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの両方に「１」を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「０」を表す「Ｌ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力されると、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力する。
こうして、１つの静電型可動接点素子により、ＮＡＮＤ論理を実現することができる。
【００３１】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を示す。図４は、本発明の第３の実施の形態となる、ＯＲ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
本実施の形態の静電型可動接点素子では、絶縁性基体１の上に可動部駆動用電極２ｃ，２ｄを設け、この可動部駆動用電極２ｃ，２ｄを入力端子９ａ，９ｂにそれぞれ接続しているが、可動部駆動用電極２ｃ，２ｄの面積を各々５μｍ×１０μｍとしている。
【００３２】
また、支持梁７の固定されていない方の下面には、微小空隙４を隔てて可動部駆動用電極２ｃ，２ｄと対向するように可動吸引電極５ａが設けられているが、この可動吸引電極５ａの面積を１１μｍ×１０μｍとしている。その他の構成は図１と同様である。
本実施の形態においても、可動部駆動用電極に１５Ｖの直流電圧を印加する場合、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力を得るための可動部駆動用電極の面積の合計ＳＶは４０μｍ2 以上である。
【００３３】
以上の構成で、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、可動部駆動用電極２ｃ，２ｄのうち電圧が印加される可動部駆動用電極の総面積ＳＲは５０あるいは１００μｍ2 となり、ＳＶ＜ＳＲとなるので、支持梁７をたわませるのに十分な静電引力が可動部駆動用電極２ｃ，２ｄと可動吸引電極５ａとの間に生じる。
【００３４】
この静電引力により可動吸引電極５ａが可動部駆動用電極２ｃ，２ｄの方に引き寄せられて支持梁７がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，３ｂとが接触する。
この結果、固定コンタクト電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続されるので、直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０に供給される。こうして、出力端子１０に出力される電圧は５Ｖとなる。
【００３５】
一方、入力端子９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、電圧が印加される可動部駆動用電極の総面積ＳＲは０となり、ＳＲ＜ＳＶとなるので、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られない。
したがって、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ間は導通しないので、出力端子１０に出力される電圧は０Ｖとなる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態の静電型可動接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に「１」を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂの両方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力されると、「０」を表す「Ｌ」レベルを出力する。
こうして、１つの静電型可動接点素子により、ＯＲ論理を実現することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、可動吸引電極５ａの面積を１１μｍ×１０μｍ、可動部駆動用電極２ｃ，２ｄの面積を各々５μｍ×１０μｍとした。しかし、可動部駆動用電極２ｃ，２ｄの面積をそれぞれＳ３，Ｓ４としたとき、ＳＶ＜Ｓ３，Ｓ４が成り立つようにＳ３，Ｓ４，ＳＶを設定すれば、他の大きさでも構わないことは言うまでもない。
【００３８】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態を示す。図５は、本発明の第４の実施の形態となる、ＮＯＲ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
本実施の形態の静電型可動接点素子では、固定コンタクト電極３ｂは、出力端子１０に接続されると共に抵抗１１を介して直流電源１２に接続され、固定コンタクト電極３ａは、接地されている。その他の構成は図４と同様である。
【００３９】
以上の構成で、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、第３の実施の形態と同様に、静電引力により可動吸引電極５ａが可動部駆動用電極２ｃ，２ｄの方に引き寄せられて支持梁７がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，３ｂとが接触する。
この結果、固定コンタクト電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続されるので、出力端子１０は固定コンタクト電極３ｂ、可動コンタクト電極６、固定コンタクト電極３ａを介して接地される。したがって、出力端子１０に出力される電圧は０Ｖとなる。
【００４０】
一方、入力端子９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られないため、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ間は導通しない。
この結果、抵抗１１を介して直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０に供給される。こうして、出力端子１０に出力される電圧は５Ｖとなる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態の静電型可動接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に「１」を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「０」を表す「Ｌ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂの両方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力されると、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力する。
こうして、１つの静電型可動接点素子により、ＮＯＲ論理を実現することができる。
【００４２】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態を示す。図６は、本発明の第５の実施の形態となる、３値入力のＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
本実施の形態の静電型可動接点素子では、絶縁性基体１の上に可動部駆動用電極２ｅ，２ｆ，２ｇを設け、この可動部駆動用電極２ｅ，２ｆ，２ｇを入力端子９ａ，９ｂ，９ｃにそれぞれ接続しており、可動部駆動用電極２ｅ，２ｆ，２ｇの面積Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７を各々１５μｍ2 としている。その他の構成は図１と同様である。
【００４３】
以上の構成で、入力端子９ａ，９ｂ，９ｃの全てに信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、電圧が印加される可動部駆動用電極の総面積ＳＲはＳ５＋Ｓ６＋Ｓ７、すなわち４５μｍ2 となり、ＳＶ＜ＳＲとなるので、支持梁７をたわませるのに十分な静電引力が可動部駆動用電極２ｅ，２ｆ，２ｇと可動吸引電極５との間に生じる。
【００４４】
この静電引力により支持梁７がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，３ｂとが接触する。
この結果、固定コンタクト電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続されるので、直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０に供給される。こうして、出力端子１０に出力される電圧は５Ｖとなる。
【００４５】
一方、入力端子９ａ，９ｂ，９ｃの少なくとも１つに電圧を入力しない場合には、ＳＲ＜ＳＶとなるので、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られない。
したがって、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ間は導通しないので、出力端子１０に出力される電圧は０Ｖとなる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態の静電型可動接点素子は、入力端子９ａ，９ｂ，９ｃの全てに「１」を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂ，９ｃの少なくとも１つに「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力されると、「０」を表す「Ｌ」レベルを出力する。こうして、１つの静電型可動接点素子により、３値入力のＡＮＤ論理を実現することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、３値入力のＡＮＤ論理を実現する例を示した。しかし、可動部駆動用電極２ｅ，２ｆ，２ｇの面積Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７を各々５０μｍ2 とすると、３値入力のＯＲ論理を実現できることは言うまでもない。
また、目的とするＳＲとＳＶの関係を選択することにより、３値以上の入力に対しての論理演算も可能である。
【００４８】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態を示す。図７は、本発明の第６の実施の形態となる、ＮＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
本実施の形態の静電型可動接点素子では、絶縁性基体１の上に導電体からなる接続部１４ａ，１４ｂが設けられ、接続部１４ａ，１４ｂの上に導電体からなるコンタクト電極支持部１５ａ，１５ｂがそれぞれ設けられている。このコンタクト電極支持部１５ａ，１５ｂによって固定コンタクト電極３ａ，３ｂが支えられている。
【００４９】
また、一方が接続部１３を介して基体１に固定された支持梁７の固定されていない他方の上面には絶縁膜８ａが形成され、絶縁膜８ａの上に可動コンタクト電極６ａが形成されている。
接続部１４ａは出力端子１０に接続されると共に抵抗１１を介して接地され、接続部１４ｂは直流電源１２に接続されている。
【００５０】
したがって、固定コンタクト電極３ａは、コンタクト電極支持部１５ａ、接続部１４ａを介して出力端子１０及び抵抗１１に接続され、固定コンタクト電極３ｂは、コンタクト電極支持部１５ｂ、接続部１４ｂを介して直流電源１２に接続される。
本実施の形態では、第１〜第５の実施の形態がＮＯ（Normally Open ）の接点を提供するのに対し、ＮＣ（Normally Close）の接点を提供する。つまり、可動コンタクト電極６は、通常、固定コンタクト電極３ａ，３ｂと接触している。
【００５１】
以上の構成で、入力端子９ａ，９ｂの両方に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、第１の実施の形態と同様に、静電引力により可動吸引電極５が可動部駆動用電極２ａ，２ｂの方に引き寄せられて支持梁７がたわむ。
この結果、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，３ｂとが離れるので、出力端子１０は抵抗１１を介して接地される。したがって、出力端子１０に出力される電圧は０Ｖとなる。
【００５２】
一方、入力端子９ａ，９ｂの何れか一方のみに直流電圧１５Ｖを入力した場合、あるいは入力端子９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られないため、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，３ｂとは接触したままである。
この結果、固定コンタクト電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続されるので、直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０に供給される。こうして、出力端子１０に出力される電圧は５Ｖとなる。
【００５３】
以上のように、本実施の形態の静電型可動接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの両方に「１」を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「０」を表す「Ｌ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力されると、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力する。
こうして、１つの静電型可動接点素子により、ＮＡＮＤ論理を実現することができる。
【００５４】
なお、以上の実施の形態では、ＡＮＤやＯＲ等の基本論理演算を実現してきたが、本発明の静電型可動接点素子を使用すれば、多数決論理などその他の論理演算を実現できることは言うまでもない。
また、各可動部駆動用電極を全て同じ面積としたが、各可動部駆動用電極の面積を変えることにより各入力信号に重み関数をかけた入力に対する論理演算を行う論理演算装置を実現することが可能であることは言うまでもない。
【００５５】
ところで、上述の実施の形態では、断面図で説明する都合上、各電極や支持梁等を横一列に並べたが、これらは２次元平面上で考えればより自由な配置が可能であることは言うまでもない。
また、以上の実施の形態では、支持梁７の片側だけを基体１に固定しているが、両側を固定した梁構造でも良いことは言うまでもない。そして、支持梁７の本数も一方向に一本とは限らず、複数本の梁を用いるようにしても良い。
【００５６】
また、上述の全ての実施の形態では、可動部を駆動するための所定の電圧を１５Ｖとしたが、電圧を印加する電極の数によって接点の開閉を制御できる電圧、あるいはスイッチの構造であれば、他の電圧でも良い。
また、対向する電極間に電圧を印加して可動部を有する電極を引き寄せることにより、接点の開閉を行う形態の静電型可動接点素子であれば、他の構造であっても構わないことは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、１つの静電型可動接点素子によりＮＡＮＤやＮＯＲ等の複数入力の論理演算を実現することができる。その結果、本発明によれば以下の効果が得られる。
（１）１つの静電型可動接点素子によりＮＡＮＤやＮＯＲ等の複数入力の論理演算が実現可能なため、基板上での素子の占有面積を縮小できる。
（２）入力端子を３つ以上にすることが可能なため、Ａ・Ｂ・ＣやＡ＋Ｂ＋Ｃ等、３つ以上の入力に対するＮＡＮＤやＮＯＲ等の論理演算を１つの静電型可動接点素子で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態となる、ＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図２】  可動部駆動用電極の面積と可動部を駆動するために必要な直流電圧との関係を示す図である。
【図３】  本発明の第２の実施の形態となる、ＮＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図４】  本発明の第３の実施の形態となる、ＯＲ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図５】  本発明の第４の実施の形態となる、ＮＯＲ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図６】  本発明の第５の実施の形態となる、３値入力のＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図７】  本発明の第６の実施の形態となる、ＮＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図８】  従来の静電型可動接点素子の断面図である。
【図９】  図８の静電型可動接点素子を使用したＮＡＮＤ及びＮＯＲの論理回路の回路図である。
【符号の説明】
１…絶縁性基体、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ…可動部駆動用電極、３ａ、３ｂ…固定コンタクト電極、４…微小空隙、５、５ａ…可動吸引電極、６、６ａ…可動コンタクト電極、７…支持梁、８、８ａ…絶縁膜、９ａ、９ｂ、９ｃ…入力端子、１０…出力端子、１１…抵抗、１２…直流電源、１３、１４ａ，１４ｂ…接続部、１５ａ、１５ｂ…コンタクト電極支持部。
【図１】
0003725688.tif 000002
【図２】
0003725688.tif 000003
【図３】
0003725688.tif 000004
【図４】
0003725688.tif 000005
【図５】
0003725688.tif 000006
【図６】
0003725688.tif 000007
【図７】
0003725688.tif 000008
【図８】
0003725688.tif 000009
【図９】
0003725688.tif 000010