(57)【要約】【課題】  インダクタンスを連続的に変えることができるインダクタ装置を得ること。【解決手段】  第１のインダクタ及び、第１のインダクタに磁気的に結合する第２のインダクタを有し、前記第１のインダクタに電流可変の電流源を接続している。電流源の電流値を変えると、第２のインダクタのインダクタンスが電流値に応じて変化する。電流源は直流電源又は交流電源であり、電流値を連続的に変えることにより、第２のインダクタのインダクタンスを連続的に変えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のインダクタ、
前記第１のインダクタに磁気結合するように設けられた第２のインダクタ、及び
前記第１のインダクタに接続された電流可変の電流源
を有するインダクタ装置。
【請求項２】
前記第１のインダクタと前記電流源との間に設けられ、前記第１のインダクタを前記電流源に接離するスイッチを有する請求項１記載のインダクタ装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のインダクタは、半導体基板上の半導体集積回路内に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のインダクタ装置。
【請求項４】
前記第１及び第２のインダクタは、１回以上の巻回数を有する渦巻状の帯状導体で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のインダクタ装置。
【請求項５】
片面に第１の絶縁層を有する非磁性基板、
前記第１の絶縁層の上に帯状の導体層を渦巻状に形成した第１のインダクタ、
前記第１のインダクタを覆う第２の絶縁層、
前記第１のインダクタの上に、前記第２の絶縁層を介して形成した導体層の第２のインダクタ、
前記第２のインダクタの上に形成した第３の絶縁層、
前記第２及び第３の絶縁層を貫通してそれぞれの一端が前記第１のインダクタの両端部にそれぞれ接続され、それぞれの他端が前記第３の絶縁層の表面に導出された一対の第１のリード導体、
前記第３の絶縁層を貫通して、それぞれ一端が前記第２のインダクタの両端部にそれぞれ接続され、それぞれの他端が前記第３の絶縁層の表面に導出された一対の第２のリード導体、及び
前記一対の第１のリード導体に接続された電流可変の電流源
を有するインダクタ装置。
【請求項６】
前記電流可変の電流源及が直流電源である請求項１又は５記載のインダクタ装置。
【請求項７】
前記電流源は、前記第１のインダクタに流す直流電流の方向を正逆反転できることを特徴とする請求項６記載のインダクタ装置。
【請求項８】
前記電流可変の電流源が交流電源である請求項１又は５記載のインダクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタンス可変のインダクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的な手段によりインダクタンスを変えることができるインダクタンス可変のインダクタ装置は、広い周波数範囲で共振周波数を変えることができる共振回路等に用いられている。以下の説明では、コイルなどのインダクタンスを有する素子を「インダクタ」と呼び、複数の「インダクタ」を組合わせて構成したものを「インダクタ装置」と呼ぶことにする。
【０００３】
従来のインダクタ装置の例が特許文献１に示されている。特許文献１のインダクタ装置を図５から図７を参照して説明する。
【０００４】
図５に示すインダクタ装置４０は、絶縁基板（図示省略）上に導体で形成した正方形の枠状の主インダクタ４１と、主インダクタ４１の外側に形成され、主インダクタ４１より大きい正方形の枠状の副インダクタ４２を有している。主インダクタ４１の枠状の一部を切って端子４１ａ、４１ｂが外部へ導出されている。また副インダクタ４２の枠状の一部を切って端子４２ａ、４２ｂが形成されている。端子４２ａ、４２ｂ間に半導体スイッチである第１のスイッチ４４が接続されている。また第２のスイッチ４６が、端子４２ｂと回路グランドＧ間に接続されている。
【０００５】
主インダクタ４１に交流電流を流して、第１のスイッチ４４を閉じて端子４２ａと４２ｂを短絡すると、磁気結合により主インダクタ４１のインダクタンスが変化する。第１のスイッチ４４が閉のときは第２のスイッチ４６を開にしている。第１のスイッチ４４を開にするときは第２のスイッチ４６を閉にして副インダクタ４２を接地する。
【０００６】
図６に示す他の従来例のインダクタ装置５０は、正方形の枠状の主インダクタ５１の内側に、主インダクタ５１より小さい正方形の枠状の副インダクタ５２を設けている。主インダクタ５１の枠状の一部を切って端子５１ａ、５１ｂが導出されている。また副インダクタ５２の枠状の一部を切って端子５２ａ、５２ｂを設け、端子５２ａ、５２ｂ間に第１のスイッチ５３が接続されている。また端子５２ｂと回路グランドＧ間に第２のスイッチ５４が接続されている。主インダクタ５１に交流電流を流し、第１のスイッチ５３を閉にして端子５２ａと５２ｂ間を短絡すると、磁気結合により主インダクタ５１のインダクタンスが変化する。第１のスイッチ５３が閉のときは第２のスイッチ５４を開とし、第１のスイッチ５３を開にするときは第２のスイッチ５４を閉にして、副インダクタ５２を接地する。
【０００７】
図７に示す更に他の従来例のインダクタ装置６０は渦巻状の主インダクタ６１に重なるように渦巻状の副インダクタ６２が形成されている。副インダクタ６２の端子６２ａ、６２ｂ間に第１のスイッチ６３が接続されている。また端子６２ｂと回路グランド間に第２のスイッチ６４が接続されている。主インダクタ６１に交流を流し、第１のスイッチ６３を閉にして端子６２ａと６２ｂを短絡すると、磁気結合により主インダクタ６１のインダクタンスが変化する。第１のスイッチ６３を閉にしているときは第２のスイッチ６４を開とし、第１のスイッチ６３を開にするときは第２のスイッチ６４を閉にして副インダクタを接地する。図５から図７の構成で、主インダクタの巻数を増減することによりインダクタ装置４０、５０、６０のインダクタンスを変化させることができる。
【特許文献１】特開２００２−１５１９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５から図７に示す従来のインダクタ装置４０、５０及び６０では、第１のスイッチの開閉により主インダクタのインダクタンスを変えることができる。インダクタンスはスイッチの開閉により変わるので、２つのインダクタンス値の間で可変であり、インダクタンスを連続的に変えることはできない。
本発明は連続的かつ大幅なインダクタンス変化が得られるインダクタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の観点の発明のインダクタ装置は、第１のインダクタ、前記第１のインダクタに磁気結合するように設けられた第２のインダクタ及び前記第１のインダクタに接続された電流可変の電流源を有している。
この発明によれば、第１のインダクタに流す電流を変えることにより、第１のインダクタに磁気結合されている第２のインダクタの磁束が変化する。この磁束の変化により、第２のインダクタのインダクタンスが変化する。第１のインダクタに流す電流の値及び方向を変えることにより、広い範囲でインダクタンスが変化するインダクタ装置が得られる。
【００１０】
他の観点の発明のインダクタ装置は、片面に第１の絶縁層を有する非磁性基板、前記第１の絶縁層の上に帯状の導体層を渦巻状に形成した第１のインダクタ、前記第１のインダクタを覆う第２の絶縁層、前記第１のインダクタの上に、前記第２の絶縁層を介して形成した導体層の第２のインダクタ、前記第２のインダクタの上に形成した第３の絶縁層、前記第２及び第３の絶縁層を貫通してそれぞれの一端が前記第１のインダクタの両端部にそれぞれ接続され、それぞれの他端が前記第３の絶縁層の表面に導出された１対の第１のリード導体、及び前記第３の絶縁層２３を貫通して、それぞれの一端が前記第２のインダクタの両端部にそれぞれ接続され、それぞれの他端が前記第３の絶縁層の表面に導出された１対の第２のリード導体、及び前記１対の第１のリード導体に接続された電流可変の電流源を有している。
【００１１】
この発明によれば、非磁性基板上に形成する導体層及び絶縁層によってインダクタンス可変のインダクタ装置を構成することができる。導体層及び絶縁層は、半導体集積回路を作る工程において半導体素子と共に同一基板上に作ることができるので、インダクタ装置の作製工程が簡単になり小形化低コスト化が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁気的に結合された２つのインダクタの一方の第１のインダクタに電流を流し、この電流値を変えることにより、他方の第２のインダクタのインダクタンスを変えることができる。第１のインダクタの電流を連続的に変化させると、第２のインダクタのインダクタンスを連続的に変えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のインダクタ装置の好適な実施の形態について図１から図４を参照して説明する。
【００１４】
《実施の形態１》
本発明の実施の形態１のインダクタ装置を図１から図３を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態１のインダクタ装置の平面図であり、図２は図１のII−II断面図である。図１の平面図では導体にハッチングを施し、図２の断面図では、図を見易くするために、導体にのみハッチングを施している。図１及び図２において非磁性基板又は半導体基板等の基板２１の表面に絶縁膜１９を形成し、絶縁膜１９の上に、帯状の導体膜で四辺形（例えば正方形）の渦巻状の第１のインダクタ１６が形成されている。第１のインダクタ１６の上に絶縁膜２２を設け、絶縁膜２２の上に、前記第１のインダクタ１６に重なるように第１のインダクタ１６と同じ幅の帯状の導体で、四辺形の渦巻状の第２のインダクタ１７が形成されている。第２のインダクタ１７の上に絶縁膜２３を形成している。第１のインダクタ１６の内周側の端部１６ａは、絶縁膜２２、２３を貫通し、かつ第２のインダクタ１７の内周側の端部１７ａを、端部１７ａに接しないように貫通する導体ポスト１６ｅにより絶縁膜２３の表面に設けられたリード導体２５ａに接続されている。第２のインダクタ１７の内周側の端部１７ａは絶縁膜２３を貫通する導体ポスト１７ｅによりリード導体２６ａに接続されている。なお、図２に示すインダクタ装置の、第１のインダクタ１６、第１の絶縁膜２２、第２のインダクタ１７、第２の絶縁膜２３、及び第１及び第２のリード導体２５ａ、２６ａを有する部分を上下反転して絶縁膜１９の上に形成した構成にしてもよい。このように構成すると、このインダクタ装置をＩＣ基板等の基板に取り付けるのに適した構成となる。
【００１５】
同様にして第１のインダクタ１６の外周側の端部１６ｂは、図示を省略した導体ポストによりリード導体２５ｂに接続されている。第２のインダクタ１７の外周側の端部１７ｂは図示を省略した導体ポストにより、リード導体２６ｂに接続されている。リード導体２５ａと２６ｂ間に直流電源４が接続されている。リード導体２６ａの端子１４及びリード導体２６ｂの端子１５は第２のインダクタ１７を外部の回路へ接続するための端子である。第１及び第２のインダクタ１６及び１７の縦横の寸法は例えば２００μｍ程度であり、本発明のインダクタ装置を集積回路に組込む場合の帯状の導体の幅は例えば１０μｍ程度である。第１及び第２のインダクタ１６及び１７の形状は渦巻き状の四角形に限られるものではなく、円形、六角形、八角形など他の形状でもよい。
【００１６】
直流電源４は第１のインダクタ１６に所定の直流電流を流すための電流源であり、第１のインダクタ１６を流れる電流値及び電流の方向を電流制御回路５により制御することができる。第１のインダクタ１６の電流値を変えることによって第１のインダクタ１６の磁束密度を変化させ、第１のインダクタ１６に磁気結合している第２のインダクタ１７のインダクタンスを変化させることができる。
図３の（ａ）は図１に示すインダクタ装置の等価回路である。第１のインダクタ１６と第２のインダクタ１７は磁気結合されており、第１のインダクタ１６の両端は直流電源４の両端子間に接続されている。第２のインダクタ１７は両端子１４、１５を有している。電流制御回路５は入力端子１０を有し、入力端子１０に外部からの制御信号を入力することにより電流制御回路は電源４から第１のインダクタ１６へ流れる電流の方向及び値を変えることができる。
図３の（ｂ）は、第１のインダクタ１６に交流電流を流す場合のインダクタ装置の等価回路である。第１のインダクタ１６に電流源としての交流電源２４が接続されている。第１のインダクタ１６を流れる交流電流により、第２のインダクタ１７に交流電流が誘起されるとともに、そのインダクタンスが変化する。
【００１７】
《実施の形態２》
図４は本実施の形態２のインダクタ装置の等価回路である。図４において、第１のインダクタ１６、第２のインダクタ１７、直流電源４及び電流制御回路５は、前記実施の形態１の構成と同じである。図４に示すインダクタ装置では、第１のインダクタ１６と直流電源４との間に半導体素子によるスイッチ２７が設けられている。スイッチ２７の制御端子２８に制御入力を印加することによりスイッチ２７を閉にすることができる。
【００１８】
図４のインダクタ装置では、図１に示すインダクタ装置と同じ動作をさせるときはスイッチ２７を閉にして、第１のインダクタ１６に直流電流を流す。スイッチ２７を開にして第１のインダクタ１６に直流電流を流さないようにすると、第２のインダクタ１７は、一定のインダクタンスを持つインダクタとなる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、インダクタンスを連続的に変えることが必要なインダクタに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１のインダクタ装置の平面図
【図２】図１のII−II断面図
【図３】（ａ）は電流源が直流電源のときの本発明のインダクタ装置の等価回路、（ｂ）は電流源が交流電源のときの本発明のインダクタ装置の等価回路
【図４】本発明の実施の形態２のインダクタ装置の等価回路
【図５】従来の第１の例のインダクタ装置の平面図
【図６】従来の第２の例のインダクタ装置の平面図
【図７】従来の第３の例のインダクタ装置の平面図
【符号の説明】
【００２１】
４  直流電源
５  電流制御回路
１４  リード導体２６ａの端子
１５  リード導体２６ｂの端子
１６  第１のインダクタ
１６ａ  第１のインダクタ１６の内周側の端部
１６ｂ  第１のインダクタ１６の外周側の端部
１６ｅ  第２のインダクタ１７の内周側の端部１７ａを貫通する導体ポスト
１７  第２のインダクタ
１７ａ  第２のインダクタ１７の内周側の端部
１７ｂ  第２のインダクタ１７の外周側の端部
１７ｅ  絶縁膜２３を貫通する導体ポスト
１９  絶縁膜
２１  非磁性基板又は半導体基板等の基板
２２  絶縁膜
２３  絶縁層
２５ａ  リード導体
２５ｂ  リード導体
２６ａ  リード導体
２６ｂ  リード導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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