(57)【要約】      （修正有）【課題】制御電圧を印加しないときの容量値を適切にした可変容量モジュールを提供する。【解決手段】可変容量モジュールは、第１端子ＡＣ１に一端が接続され、第２端子ＡＣ２に他端が接続され、第１制御電圧ＤＣの電圧値に応じて容量値が０でない最小値から最大値まで連続的に変化し、前記第１制御電圧が印加されないときの容量値は前記最大値となる可変容量素子１０と、第１端子と第２端子との間に接続された１または複数の容量素子Ｃ３と、第１端子と第２端子との間に接続され、１または複数の容量素子に対応し設けられ、対応する第２制御電圧Ｓ１に応じオンまたはオフする１または複数のスイッチＳＷ１と、を備える。前記第１制御電圧および前記第２制御電圧が０Ｖのときの前記第１端子と前記第２端子との間の容量値は前記第１端子と前記第２端子との間の最大容量値より小さい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子に一端が接続され、第２端子に他端が接続され、第１制御電圧の電圧値に応じて容量値が０でない最小値から最大値まで連続的に変化し、前記第１制御電圧が印加されないときの容量値は前記最大値となる可変容量素子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に接続された１または複数の容量素子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に接続され、前記１または複数の容量素子に対応し設けられ、対応する第２制御電圧に応じオンまたはオフする１または複数のスイッチと、
を備え、
前記第１制御電圧および前記第２制御電圧が０Ｖのときの前記第１端子と前記第２端子との間の容量値は前記第１端子と前記第２端子との間の最大容量値より小さい可変容量モジュール。
【請求項２】
前記第１制御電圧および前記第２制御電圧が０Ｖのときの前記第１端子と前記第２端子との間の容量値は、前記第１端子と前記第２端子との間の前記最大容量値と最小容量値との中間の容量値以下である請求項１に記載の可変容量モジュール。
【請求項３】
前記第１端子と前記第２端子との間において、前記１または複数の容量素子は前記可変容量素子と直列に接続され、
前記第１端子と前記第２端子との間において、前記１または複数のスイッチは前記１または複数の容量素子のうち対応する容量素子と並列に接続され、前記１または複数の容量素子のうち前記対応する容量素子以外の容量素子と直列に接続され、かつ前記可変容量素子と直列に接続された請求項１または２に記載の可変容量モジュール。
【請求項４】
前記第１端子と前記第２端子との間において、前記１または複数の容量素子は前記可変容量素子と並列に接続され、
前記第１端子と前記第２端子との間において、前記１または複数のスイッチは前記１または複数の容量素子のうち対応する容量素子と直列に接続され、前記１または複数の容量素子のうち前記対応する容量素子以外の容量素子と並列に接続され、かつ前記可変容量素子と並列に接続された請求項１または２に記載の可変容量モジュール。
【請求項５】
前記１または複数のスイッチは全てノーマリオープン型である請求項３または４に記載の可変容量モジュール。
【請求項６】
前記１または複数のスイッチのうち一部のスイッチはノーマリオープン型であり、
前記１または複数のスイッチのうち残りのスイッチはノーマリクローズ型である請求項３または４に記載の可変容量モジュール。
【請求項７】
前記第１端子と前記第２端子との間において、前記１または複数の容量素子のうち一部の容量素子は前記可変容量素子と直列に接続され、
前記第１端子と前記第２端子との間において、前記１または複数の容量素子のうち残りの容量素子は前記可変容量素子と並列に接続され、
前記第１端子と前記第２端子との間において、前記１または複数のスイッチのうち一部のスイッチは、前記一部の容量素子のうち対応する容量素子と並列に接続され、前記一部の容量素子のうち前記対応する容量素子以外の容量素子と直列に接続され、かつ前記可変容量素子と直列に接続され、
前記第１端子と前記第２端子との間において、前記１または複数のスイッチのうち残りのスイッチは、前記残りの容量素子のうち対応する容量素子と直列に接続され、前記残りの容量素子のうち前記対応する容量素子以外の容量素子と並列に接続され、かつ前記可変容量素子と並列に接続された請求項１または２に記載の可変容量モジュール。
【請求項８】
前記残りのスイッチは、ノーマリオープン型である請求項７に記載の可変容量モジュール。
【請求項９】
前記一部のスイッチの少なくとも一部はノーマリクローズ型である請求項７または８に記載の可変容量モジュール。
【請求項１０】
前記１または複数の容量素子は、固定容量素子である請求項１から９のいずれか一項に記載の可変容量モジュール。
【請求項１１】
前記１または複数の容量素子の少なくとも１つは、別の可変容量素子である請求項１から９のいずれか一項に記載の可変容量モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量モジュールに関し、例えば可変容量素子と容量素子とを備える可変容量モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
チューナーなどのチューニング素子として可変容量素子が用いられている。例えば非接触通信の共振アンテナにおけるチューニングに可変容量素子が設けられている。複数のコンデンサを並列接続し複数のコンデンサの接続をスイッチで切り替えることにより容量値を変化させる可変容量素子が知られている（例えば特許文献１）。可変容量素子にコンデンサを接続し、コンデンサの接続をスイッチで切り替えることが知られている（例えば特許文献２、３）。強誘電体に制御電圧を印加することで可変容量素子を実現することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０１７５１号公報
【特許文献２】特開２００４−３２７８７７号公報
【特許文献３】特開２００８−２５８１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のコンデンサの接続をスイッチで切り替える方式では、容量値の可変範囲を大きくしようとするとスイッチの数が増え小型化が難しい。強誘電体を用いた可変容量素子では、制御電圧を印加しない状態で容量値が最も大きくなる。用途によっては、電圧を印加しない状態で容量値の可変範囲の中央付近の容量値とすることが好ましい場合がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、制御電圧を印加しないときの容量値を適切にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した課題を解決する主たる本発明は、第１端子に一端が接続され、第２端子に他端が接続され、第１制御電圧の電圧値に応じて容量値が０でない最小値から最大値まで連続的に変化し、前記第１制御電圧が印加されないときの容量値は前記最大値となる可変容量素子と、前記第１端子と前記第２端子との間に接続された１または複数の容量素子と、前記第１端子と前記第２端子との間に接続され、前記１または複数の容量素子に対応し設けられ、対応する第２制御電圧に応じオンまたはオフする１または複数のスイッチと、を備え、前記第１制御電圧および前記第２制御電圧が０Ｖのときの前記第１端子と前記第２端子との間の容量値は前記第１端子と前記第２端子との間の最大容量値より小さい可変容量モジュールであることを特徴とする。
【０００７】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、制御電圧を印加しないときの容量値を適切にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、比較例１に係る可変容量モジュールの回路図である。
【図２】図２は、比較例２に係る可変容量モジュールの回路図である。
【図３】図３は、比較例１および２における容量値を示す図である。
【図４】図４は、実施例１に係る可変容量モジュールの回路図である。
【図５】図５は、実施例１における可変容量モジュールの制御回路を示すブロック図である。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施例１における制御電圧および容量値を示す図である。
【図７】図７は、実施例１の変形例１に係る可変容量モジュールの回路図である。
【図８】図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施例１の変形例１における制御電圧および容量値を示す図である。
【図９】図９は、比較例２、実施例１およびその変形例１における容量値を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例２に係る可変容量モジュールの回路図である。
【図１１】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例２における制御電圧および容量値を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例２の変形例１に係る可変容量モジュールの回路図である。
【図１３】図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、実施例２の変形例１における制御電圧および容量値を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例２およびその変形例１における制御電圧に対する容量値を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例２の変形例２に係る可変容量モジュールの回路図である。
【図１６】図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、実施例２の変形例２における制御電圧および容量値を示す図である。
【図１７】図１７は、実施例２の変形例２における制御電圧に対する容量値を示す図である。
【図１８】図１８は、実施例２の変形例３に係る可変容量モジュールの回路図である。
【図１９】図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、実施例２の変形例３における制御電圧および容量値を示す図である。
【図２０】図２０は、実施例３に係る可変容量モジュールの回路図である。
【図２１】図２１（ａ）および図２１（ｂ）は、実施例３における制御電圧および容量値を示す図である。
【図２２】図２２は、実施例３の変形例１に係る可変容量モジュールの回路図である。
【図２３】図２３（ａ）および図２３（ｂ）は、実施例３の変形例１における制御電圧および容量値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［比較例１、２］
比較例１として、スイッチを用い容量素子の接続を切り替える可変容量素子について説明する。図１は、比較例１に係る可変容量モジュールの回路図である。図１に示すように、端子ＡＣ１とＡＣ２との間に複数のコンデンサＣ１およびＣ２が並列に接続されている。コンデンサＣ１およびＣ２と直列にそれぞれスイッチＳＷ１およびＳＷ２が接続されている。端子ＡＣ１およびＡＣ２は交流信号が印加される端子である。コンデンサＣ１およびＣ２は容量値が固定の固定容量素子である。スイッチＳＷ１およびＳＷ２は、それぞれ制御電圧Ｓ１およびＳ２が０Ｖのときオープン（オフ）であり、制御電圧Ｓ１およびＳ２が正電圧（例えば5Ｖ）のときクローズ（オン）である。このように、スイッチＳＷ１およびＳＷ２はノーマリオープン型である。
【００１１】
スイッチＳＷ１およびＳＷ２がともにオープンのとき端子ＡＣ１とＡＣ２との間の容量値はほぼ０である。スイッチＳＷ１およびＳＷ２がともにクローズのとき端子ＡＣ１とＡＣ２との間の容量値は最大値となる。スイッチＳＷ１およびＳＷ２のいずれか一方がオープンであり他方がクローズのとき端子ＡＣ１とＡＣ２との間の容量値は０と最大値の間となる。
【００１２】
比較例２として、強誘電体を用いた可変容量素子について説明する。図２は、比較例２に係る可変容量モジュールの回路図である。図２に示すように、端子ＡＣ１とＡＣ２との間に複数のコンデンサＣ１およびＣ２が直列に接続されている。コンデンサＣ１とＣ２との間のノードＮ２には抵抗Ｒ２を介し制御電圧ＤＣが印加されている。コンデンサＣ１の端子ＡＣ１側のノードＮ１とコンデンサＣ２の端子ＡＣ２側のノードＮ３とはそれぞれ抵抗Ｒ１およびＲ３を介しグランドに接続されている。
【００１３】
コンデンサＣ１およびＣ２は強誘電体を誘電体膜とするコンデンサである。強誘電体は、例えばペロブスカイト構造化合物（好ましくはペロブスカイト構造酸化物）であり、例えばＢＳＴ（ＢａＳｒＴｉＯ３）またはＰＺＴ（ＰｂＺｒＴｉＯ３）である。強誘電体に直流電圧が印加されると交流信号に対する誘電率が変化する。制御電圧ＤＣが０ＶのときコンデンサＣ１およびＣ２の容量値は最大となる。制御電圧ＤＣが印加されるとコンデンサＣ１およびＣ２の容量値は小さくなる。
【００１４】
図２では、コンデンサＣ１およびＣ２が２つの例を説明したがコンデンサＣ１およびＣ２の数は適宜変更できる。
【００１５】
図３は、比較例１および２における容量値を示す図である。図３に示すように、比較例１において、コンデンサＣ１およびＣ２の容量値を各々５０ｐＦとすると、端子ＡＣ１とＡＣ２との間の最小容量値Ｃｍｉｎ０は、スイッチＳＷ１およびＳＷ２がオープンのとき０ｐＦである。端子ＡＣ１とＡＣ２との間の最大容量値Ｃｍａｘ０は、スイッチＳＷ１およびＳＷ２がオンのとき１００ｐＦである。容量値の可変幅Ｃｖ０は１００ｐＦである。可変幅Ｃｖ０の中心容量値Ｃｍ０は５０ｐＦである。制御電圧Ｓ１およびＳ２が０Ｖのときのオフ容量値Ｃｏｆｆ０は０ｐＦである。
【００１６】
比較例２では、最大の容量値Ｃ０は、固定容量値Ｃｆ０と０可変幅Ｃｖ０との和となる。固定容量値Ｃｆ０を１００ｐＦとし、可変幅Ｃｖ０を１００ｐＦとする。制御電圧ＤＣを０Ｖとしてとき容量値Ｃは最大容量値Ｃｍａｘ０および容量値Ｃ０である２００ｐＦとなる。また、オフ容量値Ｃｏｆｆ０は２００ｐＦである。制御電圧ＤＣを最大値としたとき容量値Ｃは最小容量値Ｃｍｉｎ０である１００ｐＦとなる。中心容量値Ｃｍ０は１５０ｐＦとなる。容量値Ｃ０に対する可変幅Ｃｖ０の割合をＡとすると、Ｃｖ０＝Ａ×Ｃ０およびＣｆ０＝Ｃ０−Ａ×Ｃ０である。中心容量値Ｃｍ０＝Ｃ０×（１−Ａ／２）となる。
【００１７】
比較例２では、オフ容量値Ｃｏｆｆ０は最大容量値Ｃｍａｘ０である。例えば非接触通信またはワイヤレス給電に用いられる共振アンテナのチューニング素子に可変容量素子を用いる場合を考える。非接触通信またはワイヤレス給電のスタンバイ状態では、可変容量素子には制御電圧ＤＣが印加されない。このとき、可変容量素子は容量値がＣｍａｘ０である。しかし、共振アンテナは可変容量素子の容量値が可変幅Ｃｖ０の中心付近にあるときに、最適である可能性が高い。このため、スタンバイ状態において可変容量素子の容量値ＣがＣｍａｘ０であると、チューニングに時間がかかる可能性がある。スタンバイ状態での容量値Ｃを可変幅Ｃｖ０の中心付近にするためスタンバイ状態における制御電圧ＤＣを０Ｖ以外とすると、消費電力が大きくなってしまう。このように、制御電圧ＤＣが０Ｖのときのオフ容量値ＣｏｆｆをＣｍａｘ０以外の適切な値とする要求がある。
【００１８】
比較例１では、スイッチＳＷ１およびＳＷ２をノーマリオープン型とノーマリクローズ型とすることで、オフ容量値Ｃｏｆｆ０を可変幅Ｃｖ０の中心付近とすることができる。しかし、比較例１では、可変幅Ｃｖ０を大きくかつ容量値Ｃを細かく制御しようとするとスイッチの数が増え小型化が難しい。
【００１９】
以下、オフ容量値Ｃｏｆｆを最大容量値Ｃｍａｘ以外とする実施例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図４は、実施例１に係る可変容量モジュールの回路図である。図４に示すように、交流信号が入出力する端子ＡＣ１とＡＣ２との間に可変容量素子１０と直列に容量素子Ｃ３が接続されている。容量素子Ｃ３に並列かつ可変容量素子１０と直列にスイッチＳＷ１が接続されている。容量素子Ｃ３は固定容量素子であり、スイッチＳＷ１はノーマリオープン型である。その他の構成は比較例２と同じであり説明を省略する。
【００２１】
図５は、実施例１における可変容量モジュールの制御回路を示すブロック図である。図５に示すように、制御回路２０は、制御部２２、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）２４、入出力回路（ＩＯ）２６を備えている。制御部２２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサである。制御部２２は、制御電圧ＤＣに相当するデジタル信号を出力する。ＤＡＣ２４はデジタル信号をアナログ信号に変換し制御電圧ＤＣとして可変容量素子１０に出力する。制御部２２は、ＩＯ２６にローレベルまたはハイレベルである信号を出力する。ＩＯ２６は、ローレベルおよびハイレベルをそれぞれ０ＶおよびスイッチＳＷ１をクローズさせる電圧に変換し制御電圧Ｓ１（またはＳ２）としてスイッチＳＷ１（またはＳＷ２）に出力する。
【００２２】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施例１における制御電圧および容量値を示す図である。可変容量素子１０の固定容量値Ｃｆ０が１００ｐＦ、可変幅Ｃｖ０が１００ｐＦ、および容量素子Ｃ３の容量値が２００ｐＦの例を説明する。
【００２３】
図６（ａ）に示すように、時間ｔ０において制御回路２０は、制御電圧Ｓ１およびＤＣを０Ｖとする、このとき、図４のスイッチＳＷ１はオープンとなる。可変容量素子１０は最大の容量値２００ｐＦとなる。端子ＡＣ１とＡＣ２との間には可変容量素子１０の容量値２００ｐＦと容量素子Ｃ３の容量値２００ｐＦが直列に接続する。よって、端子ＡＣ１とＡＣ２の容量値Ｃは１００ｐＦとなる。
【００２４】
時間ｔ１において、制御回路２０は制御電圧Ｓ１を０Ｖに維持し制御電圧ＤＣを５Ｖとする。可変容量素子１０の容量値は１００ｐＦとなる。よって、容量値Ｃは６７ｐＦとなる。制御回路２０は制御電圧ＤＣを時間とともに小さくする。時間ｔ２において制御電圧ＤＣが０Ｖとなると、容量値Ｃは１００ｐＦとなる。
【００２５】
時間ｔ３において、制御回路２０は制御電圧Ｓ１を５Ｖとする。これにより、スイッチＳＷ１がクローズとなる。制御回路２０は制御電圧ＤＣを５Ｖとする。可変容量素子１０と端子ＡＣ２との間はスイッチＳＷ１により短絡されるため、端子ＡＣ１とＡＣ２との間の容量値Ｃは可変容量素子１０の容量値となる。よって、容量値Ｃは１００ｐＦとなる。
【００２６】
制御回路２０は制御電圧ＤＣを時間とともに小さくする。時間ｔ４において制御電圧ＤＣが０Ｖとなると、可変容量素子１０の容量値は２００ｐＦとなる。よって、容量値Ｃは２００ｐＦとなる。
【００２７】
図６（ｂ）に示すように、実施例１では、最大容量値Ｃｍａｘは２００ｐＦ、中間容量値Ｃｍは１３３ｐＦ、最小容量値Ｃｍｉｎは６７ｐＦ、可変幅Ｃｖは１３３ｐＦ、およびオフ容量値Ｃｏｆｆは１００ｐＦとなる。
【００２８】
実施例１では、制御電圧ＤＣおよびＳ１に応じ容量値Ｃを６７ｐＦから２００ｐＦまで連続的に変化できる。時間ｔ１とｔ３において容量値Ｃが連続的に変化するための条件は、可変容量素子１０の最大の容量値Ｃ０（図３参照）、可変容量素子１０の可変幅Ｃｖ０＝Ａ×Ｃ０、容量素子Ｃ３の容量値をＣ３とすると、Ｃ３＝−（Ａ−１）×Ｃ０／Ａである。
【００２９】
［実施例１の変形例１］
図７は、実施例１の変形例１に係る可変容量モジュールの回路図である。図７に示すように、交流信号が入出力する端子ＡＣ１とＡＣ２との間に可変容量素子１０と並列に容量素子Ｃ３が接続されている。容量素子Ｃ３に直列かつ可変容量素子１０と並列にスイッチＳＷ１が接続されている。容量素子Ｃ３は固定容量素子であり、スイッチＳＷ１はノーマリオープン型である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００３０】
図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施例１の変形例１における制御電圧および容量値を示す図である。可変容量素子１０の固定容量値Ｃｆ０が１００ｐＦ、可変幅Ｃｖ０が１００ｐＦ、および容量素子Ｃ３の容量値が１００ｐＦの例を説明する。
【００３１】
図８（ａ）に示すように、時間ｔ０において制御回路２０は、制御電圧Ｓ１およびＤＣを０Ｖとする、このとき、図７のスイッチＳＷ１はオープンとなる。可変容量素子１０は最大の容量値２００ｐＦとなる。端子ＡＣ１とＡＣ２との間には可変容量素子１０の容量値２００ｐＦが接続する。よって、端子ＡＣ１とＡＣ２の容量値Ｃは２００ｐＦとなる。
【００３２】
時間ｔ１において、制御回路２０は制御電圧Ｓ１を０Ｖに維持し制御電圧ＤＣを５Ｖとする。可変容量素子１０の容量値は最小の１００ｐＦとなる。よって、容量値Ｃは１００ｐＦとなる。制御回路２０は制御電圧ＤＣを時間とともに小さくする。時間ｔ２において制御電圧ＤＣが０Ｖとなると、容量値Ｃは２００ｐＦとなる。
【００３３】
時間ｔ３において、制御回路２０は制御電圧Ｓ１を５Ｖとし、制御電圧ＤＣを５Ｖにする。これにより、スイッチＳＷ１がクローズとなる。これにより、端子ＡＣ１とＡＣ２との間に可変容量素子１０と並列に容量素子Ｃ３が接続される。端子ＡＣ１とＡＣ２との間の容量値Ｃは可変容量素子１０の容量値と容量素子Ｃ３の容量値との和となる。よって、容量値Ｃは２００ｐＦとなる。
【００３４】
制御回路２０は制御電圧ＤＣを時間とともに小さくする。時間ｔ４において制御電圧ＤＣが０Ｖとなると、可変容量素子１０の容量値は２００ｐＦとなる。よって、容量値Ｃは３００ｐＦとなる。
【００３５】
図８（ｂ）に示すように、実施例１の変形例１では、最大容量値Ｃｍａｘは３００ｐＦ、中間容量値Ｃｍは２００ｐＦ、最小容量値Ｃｍｉｎは１００ｐＦ、可変幅Ｃｖは２００ｐＦ、およびオフ容量値Ｃｏｆｆは２００ｐＦとなる。
【００３６】
実施例１の変形例１では、制御電圧ＤＣおよびＳ１に応じ容量値Ｃを１００ｐＦから３００ｐＦまで連続的に変化できる。時間ｔ１とｔ３において容量値Ｃが連続的に変化するための条件は、可変容量素子１０の最大の容量値Ｃ０（図３参照）、可変容量素子１０の可変幅Ｃｖ０＝Ａ×Ｃ０、容量素子Ｃ３の容量値をＣ３とすると、Ｃ３＝Ａ×Ｃ０である。
【００３７】
図９は、比較例２、実施例１およびその変形例１における容量値を示す図である。図９に示すように、実施例１では、最大容量値Ｃｍａｘは２００ｐＦであり比較例２のＣｍａｘ０と同じであるが最小容量値Ｃｍｉｎは６７ｐＦであり比較例２のＣｍｉｎ０より小さくできる。これにより、可変幅Ｃｖを比較例２の可変幅Ｃｖ０より大きくできる。また、中間容量値Ｃｍは１３３ｐＦであり、オフ容量値Ｃｏｆｆは１００ｐＦであり、オフ容量値Ｃｏｆｆを中間容量値Ｃｍ程度にできる。
【００３８】
実施例１の変形例１では、最小容量値Ｃｍｉｎは１００ｐＦであり比較例２のＣｍｉｎ０と同じであるが最大容量値Ｃｍａｘは３００ｐＦであり比較例２のＣｍａｘ０より大きくできる。これにより、可変幅Ｃｖを比較例２の可変幅Ｃｖ０より大きくできる。また、中間容量値Ｃｍは２００ｐＦであり、オフ容量値Ｃｏｆｆは２００ｐＦであり、オフ容量値Ｃｏｆｆを中間容量値Ｃｍにできる。
【００３９】
実施例１およびその変形例１によれば、可変容量素子１０は、端子ＡＣ１（第１端子）に一端が接続され、端子ＡＣ２（第２端子）に他端が接続されている。可変容量素子１０は、図３の比較例２のように、制御電圧ＤＣ（第１制御電圧）の電圧値に応じて容量値Ｃを０でない最小容量値Ｃｍｉｎ０から最大容量値Ｃｍａｘ０まで連続的に変化でき、制御電圧ＤＣが印加されないときのオフ容量値Ｃｏｆｆ０は最大容量値Ｃｍａｘ０となる。容量素子Ｃ３は、端子ＡＣ１とＡＣ２との間に接続されている。スイッチＳＷ１は、端子ＡＣ１とＡＣ２との間に接続され、制御電圧Ｓ１（第２制御電圧）に応じオンまたはオフする。
【００４０】
図９のように、制御電圧ＤＣおよびＳ１が０Ｖのときの端子ＡＣ１とＡＣ２との間のオフ容量値Ｃｏｆｆは端子ＡＣ１とＡＣ２との間の最大容量値Ｃｍａｘより小さい。これにより、オフ容量値Ｃｏｆｆを最大容量値Ｃｍａｘより小さくできる。よって、オフ容量値Ｃｏｆｆを適切な値に設定できる。例えば、非接触通信の共振アンテナのチューニング素子に実施例１およびその変形例１の可変容量モジュール素子を用いたときに、非接触通信またはワイヤレス給電のスタンバイ状態において制御電圧を印加しなくても容量値を適切な値にすることができる。
【００４１】
また、制御電圧ＤＣおよびＳ１が０Ｖのときのオフ容量値Ｃｏｆｆは、端子ＡＣ１とＡＣ２との間の最大容量値Ｃｍａｘと最小容量値Ｃｍｉｎとの中間の容量値Ｃｍ以下である。これにより、要求に応じ、オフ容量値Ｃｏｆｆを適切な値にすることができる。
【００４２】
オフ容量値Ｃｏｆｆは、（最大容量値Ｃｍａｘ＋中間容量値Ｃｍ）／２以下が好ましい。また、オフ容量値Ｃｏｆｆは最小容量値Ｃｍｉｎ以上であることが好ましい。
【００４３】
実施例１では、図４のように端子ＡＣ１とＡＣ２との間において、容量素子Ｃ３は可変容量素子１０と直列に接続されている。端子ＡＣ１とＡＣ２との間において、スイッチＳＷ１は容量素子Ｃ３と並列に接続され、かつ可変容量素子１０と直列に接続されている。これにより、図９のように最大容量値Ｃｍａｘは比較例２のＣｍａｘ０と同じで最小容量値Ｃｍｉｎを比較例２のＣｍｉｎ０より小さくできる。
【００４４】
実施例１の変形例１では、図７のように、端子ＡＣ１とＡＣ２との間において、容量素子Ｃ３は可変容量素子１０と並列に接続されている。端子ＡＣ１とＡＣ２との間において、スイッチＳＷ１は容量素子Ｃ３と直列に接続され、かつ可変容量素子１０と並列に接続されている。これにより、図９のように最小容量値Ｃｍｉｎは比較例２のＣｍｉｎ０と同じで最大容量値Ｃｍａｘを比較例２のＣｍａｘ０より大きくできる。
【００４５】
実施例１およびその変形例１において、スイッチＳＷ１はノーマリオープン型である。これにより、図９のように、オフ容量値Ｃｏｆｆを最大容量値Ｃｍａｘより小さくできる。
【実施例２】
【００４６】
実施例２およびその変形例は、容量素子が複数の例である。図１０は、実施例２に係る可変容量モジュールの回路図である。図１０に示すように、端子ＡＣ１とＡＣ２との間に可変容量素子１０および容量素子Ｃ３と直列に容量素子Ｃ４が接続されている。容量素子Ｃ４と並列、容量素子Ｃ３と直列かつ可変容量素子１０と直列にスイッチＳＷ２が接続されている。容量素子Ｃ３およびＣ４は固定容量素子であり、スイッチＳＷ１およびＳＷ２はノーマリオープン型である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００４７】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例２における制御電圧および容量値を示す図である。可変容量素子１０の固定容量値Ｃｆ０が１００ｐＦ、可変幅Ｃｖ０が１００ｐＦ、および容量素子Ｃ３およびＣ４の容量値が２００ｐＦの例を説明する。
【００４８】
図１１（ａ）に示すように、時間ｔ０から時間ｔ４の間において、制御回路２０は制御電圧Ｓ２を０Ｖとし、その他の制御電圧ＤＣおよびＳ１は実施例１と同じである。時間ｔ０において、制御電圧ＤＣが０Ｖのため、可変容量素子１０の容量値は２００ｐＦとなる。制御電圧Ｓ１およびＳ２が０Ｖのため、可変容量素子１０に容量素子Ｃ３およびＣ４が直列に接続される。よって、容量値Ｃは６７ｐＦとなる。その後、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４における容量値Ｃはそれぞれ５０ｐＦ、６７ｐＦ、６７ｐＦおよび１００ｐＦである。
【００４９】
時間ｔ５において、制御回路２０は制御電圧Ｓ１を５Ｖに維持し制御電圧Ｓ２を５Ｖとし制御電圧ＤＣを５Ｖとする。可変容量素子１０の容量値は１００ｐＦとなる。可変容量素子１０と端子ＡＣ２とが短絡されるため容量値Ｃは１００ｐＦとなる。制御回路２０は制御電圧ＤＣを時間とともに小さくする。時間ｔ６において制御電圧ＤＣが０Ｖとなると、可変容量素子１０の容量値は２００ｐＦとなり、容量値Ｃは２００ｐＦとなる
【００５０】
図１１（ｂ）に示すように、実施例２では、最大容量値Ｃｍａｘは２００ｐＦ、中間容量値Ｃｍは１２５ｐＦ、最小容量値Ｃｍｉｎは５０ｐＦ、可変幅Ｃｖは１５０ｐＦ、およびオフ容量値Ｃｏｆｆは６７ｐＦとなる。実施例１に比べると、最大容量値Ｃｍａｘは同じで、オフ容量値Ｃｏｆｆおよび最小容量値Ｃｍｉｎを小さくできる。
【００５１】
実施例２によれば、端子ＡＣ１とＡＣ２との間において、複数の容量素子Ｃ３およびＣ４は可変容量素子１０と直列に接続されている。端子ＡＣ１とＡＣ２との間において、複数のスイッチＳＷ１およびＳＷ２（例えばＳＷ１）は複数の容量素子Ｃ３およびＣ４のうち対応する容量素子（例えばＣ３）と並列に接続され、複数の容量素子Ｃ３およびＣ４のうち対応する容量素子以外の容量素子（例えばＣ４）と直列に接続され、かつ可変容量素子１０と直列に接続されている。このように、容量素子Ｃ３およびＣ４を複数直列に設けることで、実施例１よりさらに可変幅Ｃｖを大きくできる。
【００５２】
［実施例２の変形例１］
図１２は、実施例２の変形例１に係る可変容量モジュールの回路図である。図１２に示すように、スイッチＳＷ１はノーマリオープン型である。スイッチＳＷ２は制御電圧Ｓ２が０Ｖのときクローズ（オン）するノーマリクローズ型である。その他の構成は実施例２と同じであり説明を省略する。
【００５３】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、実施例２の変形例１における制御電圧および容量値を示す図である。可変容量素子１０の固定容量値Ｃｆ０が１００ｐＦ、可変幅Ｃｖ０が１００ｐＦ、および容量素子Ｃ３およびＣ４の容量値が２００ｐＦの例を説明する。
【００５４】
図１３（ａ）に示すように、時間ｔ１から時間ｔ４の間において、制御回路２０は制御電圧Ｓ２を５Ｖとし、その他の時間において制御電圧Ｓ２を０Ｖとする。制御電圧ＤＣおよびＳ１は実施例２と同じである。時間ｔ０において、制御電圧ＤＣが０Ｖのため、可変容量素子１０の容量値は２００ｐＦとなる。制御電圧Ｓ１が０ＶのためスイッチＳＷ１がオープンとなり、可変容量素子１０に容量素子Ｃ３が直列に接続される。制御電圧Ｓ２が０ＶのためスイッチＳＷ２がクローズとなり、容量素子Ｃ３と端子ＡＣ２が短絡する。これにより、可変容量素子１０に直列に容量素子Ｃ３が接続される。よって、容量値Ｃは１００ｐＦとなる。その後、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５およびｔ６における容量値Ｃはそれぞれ５０ｐＦ、６７ｐＦ、６７ｐＦ、１００ｐＦ、１００ｐＦおよび２００ｐＦである。
【００５５】
図１３（ｂ）に示すように、実施例２の変形例１では、最大容量値Ｃｍａｘは２００ｐＦ、中間容量値Ｃｍは１２５ｐＦ、最小容量値Ｃｍｉｎは５０ｐＦ、可変幅Ｃｖは１５０ｐＦ、およびオフ容量値Ｃｏｆｆは１００ｐＦとなる。実施例２に比べると、最小容量値Ｃｍｉｎおよび最大容量値Ｃｍａｘは同じで、オフ容量値Ｃｏｆｆを大きくできる。
【００５６】
実施例２およびその変形例１において、可変容量素子１０に固定容量値の容量素子Ｃｎを４個直列に接続した例を説明する。図１４は、実施例２およびその変形例１における制御電圧ＤＣに対する容量値Ｃを示す図である。ＮはオープンしているスイッチＳＷｎの個数を示す。可変容量素子１０の固定容量値Ｃｆ０および可変幅Ｃｖ０は各々１００ｐＦである。容量素子Ｃｎの１個の容量値は２００ｐＦである。
【００５７】
図１４に示すように、オープンのスイッチＳＷｎの個数Ｎが０個のとき、容量値Ｃは制御電圧ＤＣに応じ２００ｐＦから１００ｐＦに変化する。個数Ｎが増えると、制御電圧ＤＣに応じ変化する容量値Ｃが小さくなる。最大容量値ＣｍａｘはＮ＝０かつＤＣ＝０Ｖのとき２００ｐＦであり、最小容量値ＣｍｉｎはＮ＝４かつＤＣ＝５Ｖのとき３３ｐＦである。
【００５８】
Ｎ＝０かつＤＣ＝５Ｖの容量値ＣとＮ＝１かつＤＣ＝０Ｖの容量値Ｃとは１００ｐＦであり一致する。Ｎ＝１かつＤＣ＝５Ｖの容量値ＣとＮ＝２かつＤＣ＝０Ｖの容量値Ｃとは６７ｐＦであり一致する。Ｎ＝２かつＤＣ＝５Ｖの容量値ＣとＮ＝３かつＤＣ＝０Ｖの容量値Ｃとは５０ｐＦであり一致する。Ｎ＝３かつＤＣ＝５Ｖの容量値ＣとＮ＝４かつＤＣ＝０Ｖの容量値Ｃとは４０ｐＦであり一致する。このように、容量値Ｃを連続的に変化させることができる。
【００５９】
スイッチＳＷｎが全てノーマリオープン型のとき、オフ容量値Ｃｏｆｆ４は４０ｐＦである。スイッチＳＷｎのうち３個がノーマリオープン型であり１個がノーマリクローズ型のとき、オフ容量値Ｃｏｆｆ３は５０ｐＦである。スイッチＳＷｎのうち２個がノーマリオープン型であり２個がノーマリクローズ型のとき、オフ容量値Ｃｏｆｆ２は６７ｐＦである。スイッチＳＷｎのうち１個がノーマリオープン型であり３個がノーマリクローズ型のとき、オフ容量値Ｃｏｆｆ１は１００ｐＦである。このように、スイッチＳＷｎのうちノーマリオープン型スイッチの個数Ｎを変更することにより、オフ容量値Ｃｏｆｆを設定できる。
【００６０】
実施例１、実施例２およびその変形例１のように、可変容量素子１０に直列に接続される容量素子Ｃ３、Ｃ４およびＣｎは１個でもよいし複数でもよい。図１４のように、容量素子Ｃｎの個数を増やすと、最小容量値Ｃｍｉｎを小さくできる。これにより、可変幅Ｃｖを大きくできる。
【００６１】
図１４のように、複数のスイッチＳＷｎを全てノーマリオープン型とする。これにより、オフ容量値Ｃｏｆｆを小さくできる。
【００６２】
また、複数のスイッチＳＷｎのうち一部のスイッチはノーマリオープン型であり、複数のスイッチＳＷｎのうち残りのスイッチＳＷ２はノーマリクローズ型とする。これにより、オフ容量値Ｃｏｆｆ１からＣｏｆｆ４を適切な値にできる。
【００６３】
［実施例２の変形例２］
図１５は、実施例２の変形例２に係る可変容量モジュールの回路図である。図１５に示すように、端子ＡＣ１とＡＣ２との間に可変容量素子１０および容量素子Ｃ３と並列に容量素子Ｃ４が接続されている。容量素子Ｃ４と直列、容量素子Ｃ３と並列かつ可変容量素子１０と並列にスイッチＳＷ２が接続されている。容量素子Ｃ３およびＣ４は固定容量素子であり、スイッチＳＷ１およびＳＷ２はノーマリオープン型である。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。
【００６４】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、実施例２の変形例２における制御電圧および容量値を示す図である。可変容量素子１０の固定容量値Ｃｆ０が１００ｐＦ、可変幅Ｃｖ０が１００ｐＦ、および容量素子Ｃ３およびＣ４の容量値が１００ｐＦの例を説明する。
【００６５】
図１６（ａ）に示すように、時間ｔ０から時間ｔ４の間において、制御回路２０は制御電圧Ｓ２を０Ｖとし、その他の制御電圧ＤＣおよびＳ１は実施例１の変形例１と同じである。時間ｔ０において、制御電圧ＤＣが０Ｖのため、可変容量素子１０の容量値は２００ｐＦとなる。制御電圧Ｓ１およびＳ２が０Ｖのため、可変容量素子１０に容量素子Ｃ３およびＣ４が接続されない。よって、容量値Ｃは２００ｐＦとなる。その後、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３およびｔ４における容量値Ｃはそれぞれ１００ｐＦ、２００ｐＦ、２００ｐＦおよび３００ｐＦである。
【００６６】
時間ｔ５において、制御回路２０は制御電圧Ｓ１を５Ｖに維持し制御電圧Ｓ２を５Ｖとし制御電圧ＤＣを５Ｖとする。可変容量素子１０の容量値は１００ｐＦとなる。スイッチＳＷ１およびＳＷ２はクローズするため、可変容量素子１０に並列に容量素子Ｃ３およびＣ４が並列に接続される。よって、可変容量素子１０の容量値は３００ｐＦとなる。制御回路２０は制御電圧ＤＣを時間とともに小さくする。時間ｔ６において制御電圧ＤＣが０Ｖとなると、可変容量素子１０の容量値は２００ｐＦとなり、容量値Ｃは４００ｐＦとなる。
【００６７】
図１６（ｂ）に示すように、実施例２の変形例２では、最大容量値Ｃｍａｘは４００ｐＦ、中間容量値Ｃｍは２５０ｐＦ、最小容量値Ｃｍｉｎは１００ｐＦ、可変幅Ｃｖは３００ｐＦ、およびオフ容量値Ｃｏｆｆは２００ｐＦとなる。実施例１の変形例１に比べると、最小容量値Ｃｍｉｎおよびオフ容量値Ｃｏｆｆは同じで、最大容量値Ｃｍａｘを大きくできる。
【００６８】
実施例２の変形例２によれば、端子ＡＣ１とＡＣ２との間において、複数の容量素子Ｃ３およびＣ４は可変容量素子１０と並列に接続されている。端子ＡＣ１とＡＣ２との間において、複数のスイッチＳＷ１およびＳＷ２（例えばＳＷ１）は複数の容量素子Ｃ３およびＣ４のうち対応する容量素子（例えばＣ３）と直列に接続され、複数の容量素子Ｃ３およびＣ４のうち対応する容量素子以外の容量素子（例えばＣ４）と並列に接続され、かつ可変容量素子１０と並列に接続されている。このように、容量素子Ｃ３およびＣ４を複数並列に設けることで、実施例１の変形例１よりさらに可変幅Ｃｖを大きくできる。
【００６９】
実施例２の変形例２において、可変容量素子１０に固定容量値の容量素子Ｃｎを４個並列に接続した例を説明する。図１７は、実施例２の変形例２における制御電圧ＤＣに対する容量値Ｃを示す図である。ＮはオープンしているスイッチＳＷｎの個数を示す。可変容量素子１０の固定容量値Ｃｆ０および可変幅Ｃｖ０は各々１００ｐＦである。容量素子Ｃｎの１個の容量値は１００ｐＦである。
【００７０】
図１７に示すように、オープンのスイッチＳＷｎの個数Ｎが４個のとき、容量値Ｃは制御電圧ＤＣに応じ２００ｐＦから１００ｐＦに変化する。個数Ｎが減ると、制御電圧ＤＣに応じ変化する容量値Ｃが大きくなる。最大容量値ＣｍａｘはＮ＝０かつＤＣ＝０Ｖのとき６００ｐＦであり、最小容量値ＣｍｉｎはＮ＝４かつＤＣ＝５Ｖのとき１００ｐＦである。図１４と同様に、容量値Ｃを連続的に変化させることができる。
【００７１】
スイッチＳＷｎが全てノーマリオープン型のとき、オフ容量値Ｃｏｆｆ４は２００ｐＦである。スイッチＳＷｎのうち３個がノーマリオープン型であり１個がノーマリクローズ型のとき、オフ容量値Ｃｏｆｆ３は３００ｐＦである。スイッチＳＷｎのうち２個がノーマリオープン型であり２個がノーマリクローズ型のとき、オフ容量値Ｃｏｆｆ２は４００ｐＦである。スイッチＳＷｎのうち１個がノーマリオープン型であり３個がノーマリクローズ型のとき、オフ容量値Ｃｏｆｆ１は５００ｐＦである。このように、スイッチＳＷｎのうちノーマリオープン型スイッチの個数Ｎを変更することにより、オフ容量値Ｃｏｆｆを設定できる。
【００７２】
実施例１の変形例１および実施例２の変形例２のように、可変容量素子１０に並列に接続される容量素子Ｃ３、Ｃ４およびＣｎは１個でもよいし複数でもよい。図１７のように、容量素子Ｃｎの個数を増やすと、最大容量値Ｃｍａｘを大きくできる。これにより、可変幅Ｃｖを大きくできる。
【００７３】
図１７のように、複数のスイッチＳＷｎを全てノーマリオープン型とする。これにより、Ｃｏｆｆを小さくできる。また、複数のスイッチＳＷｎのうち一部のスイッチはノーマリオープン型であり、複数のスイッチＳＷｎのうち残りのスイッチＳＷ２はノーマリクローズ型とする。これにより、オフ容量値Ｃｏｆｆ１からＣｏｆｆ４を適切な値にできる。
【００７４】
［実施例２の変形例３］
図１８は、実施例２の変形例３に係る可変容量モジュールの回路図である。図１８に示すように、端子ＡＣ１とＡＣ２との間に可変容量素子１０および容量素子Ｃ３と並列に容量素子Ｃ４が接続されている。容量素子Ｃ４と直列、容量素子Ｃ３と並列かつ可変容量素子１０と並列にスイッチＳＷ２が接続されている。容量素子Ｃ３およびＣ４は固定容量素子であり、スイッチＳＷ１はノーマリクローズ型であり、スイッチＳＷ２はノーマリオープン型である。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００７５】
図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、実施例２の変形例３における制御電圧および容量値を示す図である。可変容量素子１０の固定容量値Ｃｆ０が１００ｐＦ、可変幅Ｃｖ０が１００ｐＦ、容量素子Ｃ３の容量値が２００ｐＦおよびＣ４の容量値が１３３ｐＦの例を説明する。
【００７６】
図１９（ａ）に示すように、制御回路２０は、時間ｔ１、ｔ３、ｔ５およびｔ７において制御電圧ＤＣを５Ｖとし、その後時間ｔ２、ｔ４、ｔ６およびｔ８にかけて制御電圧ＤＣを徐々に小さくし、時間ｔ２、ｔ４、ｔ６およびｔ８において制御電圧ＤＣを０Ｖとする。制御回路２０は、時間ｔ１とｔ２との間、および時間ｔ５とｔ６との間において制御電圧Ｓ１を５Ｖとし、その他の時間における制御電圧Ｓ１を０Ｖとする。制御回路２０は、時間ｔ５とｔ８との間において制御電圧Ｓ２を５Ｖとし、その他の時間における制御電圧Ｓ２を０Ｖとする。
【００７７】
時間ｔ０において、容量素子Ｃ３およびＣ４は可変容量素子１０に接続されない。時間ｔ１からｔ２において、容量素子Ｃ３は可変容量素子１０に直列に接続され、容量素子Ｃ４は可変容量素子１０に接続されない。時間ｔ３からｔ４において、容量素子Ｃ３およびＣ４は可変容量素子１０に接続されない。時間ｔ５からｔ６において、容量素子Ｃ３は可変容量素子１０に直列接続され、容量素子Ｃ４は可変容量素子１０に並列に接続される。時間ｔ７からｔ８において、容量素子Ｃ４は可変容量素子１０に並列に接続され、容量素子Ｃ３は可変容量素子１０に接続されない。よって、時間ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７およびｔ８における容量値Ｃはそれぞれ２００ｐＦ、６７ｐＦ、１００ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦ、２００ｐＦ、２３３ｐＦ、２３３ｐＦおよび３３３ｐＦとなる。
【００７８】
図１９（ｂ）に示すように、実施例２の変形例３では、最大容量値Ｃｍａｘは３３３ｐＦ、中間容量値Ｃｍは２００ｐＦ、最小容量値Ｃｍｉｎは６７ｐＦ、可変幅Ｃｖは２６７ｐＦ、およびオフ容量値Ｃｏｆｆは２００ｐＦとなる。比較例２に比べると、最小容量値Ｃｍｉｎを小さくし最大容量値Ｃｍａｘを大きくできる。
【００７９】
可変容量素子１０に直列に接続される容量素子Ｃ３が１つの例を説明したが容量素子Ｃ３は複数でもよい。可変容量素子１０に並列に接続される容量素子Ｃ４が１つの例を説明したが容量素子Ｃ４は複数でもよい。
【００８０】
実施例２の変形例３によれば、端子ＡＣ１とＡＣ２との間において、複数の容量素子Ｃ３およびＣ４のうち一部の容量素子Ｃ３は可変容量素子１０と直列に接続されている。端子ＡＣ１とＡＣ２との間において、複数の容量素子Ｃ３およびＣ４のうち残りの容量素子Ｃ４は可変容量素子１０と並列に接続されている。
【００８１】
複数のスイッチＳＷ１およびＳＷ２のうち一部のスイッチＳＷ１は、対応する容量素子Ｃ３と並列に接続されかつ可変容量素子１０と直列に接続されている。例えば、複数の容量素子Ｃ３が可変容量素子１０と直列に接続されているとき、スイッチＳＷ１は、複数の容量素子Ｃ３のうち対応する容量素子と並列に接続され、複数の容量素子Ｃ３のうち対応する容量素子以外の容量素子と直列に接続され、かつ可変容量素子１０と直列に接続されている。
【００８２】
複数のスイッチＳＷ１およびＳＷ２のうち残りのスイッチＳＷ２は、対応する容量素子Ｃ４と直列に接続されかつ可変容量素子１０と並列に接続されている。例えば、複数の容量素子Ｃ４が可変容量素子１０と並列に接続されているとき、スイッチＳＷ２は、複数の容量素子Ｃ４のうち対応する容量素子と直列に接続され、複数の容量素子Ｃ４のうち対応する容量素子以外の容量素子と並列に接続され、かつ可変容量素子１０と並列に接続されている。
【００８３】
これにより、最大容量値Ｃｍａｘを大きくでき、かつ最小容量値Ｃｍｉｎを小さくできる。
【００８４】
スイッチＳＷ２は、ノーマリオープン型である。これにより、ＣｏｆｆをＣｍに対し小さくできる。
【００８５】
スイッチＳＷ１が複数のとき、複数のスイッチＳＷ１の少なくとも一部はノーマリクローズ型である。これによりオフ容量値Ｃｏｆｆを適切な値にできる。また、スイッチＳＷ２が複数のとき、複数のスイッチＳＷ２の少なくとも一部はノーマリクローズ型である。これによりオフ容量値Ｃｏｆｆを適切な値にできる。
【実施例３】
【００８６】
実施例３は、容量素子を可変容量素子とする例である。図２０は、実施例３に係る可変容量モジュールの回路図である。図２０に示すように、容量素子Ｃ３を可変容量素子とする。容量素子Ｃ３の回路図は可変容量素子１０と同じである。制御回路２０は可変容量素子１０および容量素子Ｃ３にそれぞれ制御電圧ＤＣ１およびＤＣ２を印加する。その他の構成は実施例１と同じであり説明を省略する。
【００８７】
図２１（ａ）および図２１（ｂ）は、実施例３における制御電圧および容量値を示す図である。可変容量素子１０および容量素子Ｃ３は各々固定容量値Ｃｆ０が１００ｐＦ、可変幅Ｃｖ０が１００ｐＦである。スイッチＳＷ１はノーマリオープン型の例を説明する。
【００８８】
図２１（ａ）に示すように、時間ｔ０において、制御回路２０が制御電圧ＤＣ１およびＤＣ２を０Ｖとするとき、可変容量素子１０および容量素子Ｃ３の容量値は各々２００ｐＦである。制御回路２０は制御電圧Ｓ１を０ＶとしスイッチＳＷ１がオープンである。このため、容量値Ｃは１００ｐＦとなる。
【００８９】
時間ｔ１において、制御回路２０は、制御電圧ＤＣ１およびＤＣ２を各々５Ｖとする。可変容量素子１０および容量素子Ｃ３の容量値は各々１００ｐＦとなる。よって、容量値Ｃは５０ｐＦとなる。制御回路２０は制御電圧ＤＣ１を時間とともに減少させ、制御電圧ＤＣ２を５Ｖに維持する。
【００９０】
時間ｔ２において、制御回路２０は制御電圧ＤＣ１を０Ｖとすると、可変容量素子１０の容量値は２００ｐＦとなり、容量素子Ｃ３の容量値は１００ｐＦである。よって、容量値Ｃは６７ｐＦとなる。その後、制御回路２０は、制御電圧ＤＣ２を０Ｖとすると容量素子Ｃ３の容量値は２００ｐＦとなる。時間ｔ３において、制御回路２０は制御電圧ＤＣ１を５Ｖとする。可変容量素子１０の容量値は１００ｐＦとなる。よって、容量値Ｃ＝６７ｐＦとなる。時間ｔ４からｔ６では、容量素子Ｃ３の容量値は２００ｐＦであり、実施例１の時間ｔ１からｔ４と同じとなる。
【００９１】
図２１（ｂ）に示すように、実施例３では、最大容量値Ｃｍａｘは２００ｐＦ、中間容量値Ｃｍは１２５ｐＦ、最小容量値Ｃｍｉｎは５０ｐＦ、可変幅Ｃｖは１５０ｐＦ、およびオフ容量値Ｃｏｆｆは１００ｐＦとなる。実施例１に比べ最小容量値Ｃｍｉｎを小さくできる。実施例２およびその変形例１に比べ最小容量値Ｃｍｉｎを同程度にでき、かつ容量素子Ｃ４およびスイッチＳＷ２を削減できる。
【００９２】
［実施例３の変形例１］
図２２は、実施例３の変形例１に係る可変容量モジュールの回路図である。図２２に示すように、容量素子Ｃ３を可変容量素子とする。容量素子Ｃ３の回路図は可変容量素子１０と同じである。制御回路２０は可変容量素子１０および容量素子Ｃ３にそれぞれ制御電圧ＤＣ１およびＤＣ２を印加する。その他の構成は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。
【００９３】
図２３（ａ）および図２３（ｂ）は、実施例３の変形例１における制御電圧および容量値を示す図である。可変容量素子１０および容量素子Ｃ３は各々固定容量値Ｃｆ０が１００ｐＦ、可変幅Ｃｖ０が１００ｐＦである。スイッチＳＷ１はノーマリオープン型の例を説明する。
【００９４】
図２３（ａ）に示すように、時間ｔ０において、制御回路２０が制御電圧ＤＣ１およびＤＣ２を０Ｖとするとき、可変容量素子１０および容量素子Ｃ３の容量値は各々２００ｐＦである。制御回路２０は制御電圧Ｓ１を０ＶとしスイッチＳＷ１がオープンである。このため、容量値Ｃは２００ｐＦとなる。
【００９５】
時間ｔ１からｔ４において、制御回路２０は、制御電圧ＤＣ２を０Ｖとする。このとき、容量素子Ｃ３の容量値は２００ｐＦとなる。時間ｔ１からｔ４は実施例１の変形例１と同じであり説明を省略する。時間ｔ５において、制御回路２０は、制御電圧ＤＣ１を０Ｖ、制御電圧ＤＣ２を５Ｖ、制御電圧Ｓ１を５Ｖとする。可変容量素子１０および容量素子Ｃ３の容量値はそれぞれ２００ｐＦおよび１００ｐＦとなり、容量値Ｃは３００ｐＦとなる。
【００９６】
制御回路２０は、制御電圧ＤＣ２を徐々に小さくする。時間ｔ６において、制御回路２０は、制御電圧ＤＣ２を０Ｖとすると、可変容量素子１０および容量素子Ｃ３の容量値は各々２００ｐＦとなり、容量値Ｃは４００ｐＦとなる。
【００９７】
図２３（ｂ）に示すように、実施例３の変形例１では、最大容量値Ｃｍａｘは４００ｐＦ、中間容量値Ｃｍは２５０ｐＦ、最小容量値Ｃｍｉｎは１００ｐＦ、可変幅Ｃｖは３００ｐＦ、およびオフ容量値Ｃｏｆｆは２００ｐＦとなる。実施例２の変形例１に比べ最大容量値Ｃｍａｘを大きくでき可変幅Ｃｖを大きくできる。実施例２の変形例２に比べ可変幅Ｃｖを同程度にでき、かつ容量素子Ｃ４およびスイッチＳＷ２を削減できる。
【００９８】
なお、実施例３の変形例１では、可変容量素子である容量素子Ｃ３の固定容量値Ｃｆおよび可変幅Ｃｖを適宜設定することにより、最大容量値Ｃｍａｘおよび可変幅Ｃｖを適宜設定できる。例えば容量素子Ｃ３の固定容量値Ｃｆおよび可変幅Ｃｖを各々５０ｐＦとすると、最大容量値Ｃｍａｘおよび可変幅Ｃｖはそれぞれ３００ｐＦおよび１５０ｐＦとなる。
【００９９】
実施例３およびその変形例１によれば、容量素子Ｃ３の少なくとも１つを別の可変容量素子とする。これにより、容量素子およびスイッチの個数を増やさずに可変幅Ｃｖを大きくできる。特に高周波数用のスイッチは高価であり、実施例３およびその変形例１では実施例２およびその変形例１から３に比べ低コスト化が可能となる。
【０１００】
実施例３のように、容量素子Ｃ３に印加する制御電圧ＤＣ３をアナログ的に制御しない場合、図５のＤＡＣ２４を容量素子Ｃ３ように追加しなくてもよく、低コスト化が可能となる。
【０１０１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  可変容量素子
２０  制御回路
ＡＣ１、ＡＣ２  端子
Ｃ３、Ｃ４  容量素子
ＳＷ１、ＳＷ２  スイッチ
【図１】
2019047069.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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