(57)【要約】【課題】発振周波数の連続性を備えながら広帯域化を実現する。【解決手段】弾性表面波発振器１は、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２に差動接続されたクロスカップル型回路１０と、クロスカップル型回路１０に並列に接続される共振周波数の異なるＳＡＷ共振子２０，３０と、出力端子ＯＵＴ１から印加される第１の制御電圧に応じて容量値が変化するバリキャップダイオード５０を含みＳＡＷ共振子２０共振周波数を変化させる可変容量回路１００と、出力端子ＯＵＴ２から印加される第２の制御電圧に応じて容量値が変化するバリキャップダイオード６０を含みＳＡＷ共振子３０の共振周波数を変化させる可変容量回路２００と、を有し、ＳＡＷ共振子２０と可変容量回路１００、ＳＡＷ共振子３０と可変容量回路２００、とが接続され、クロスカップル型回路１０によって、ＳＡＷ共振子２０とＳＡＷ共振子３０との結合された発振出力を出力する。【選択図】図１
2008219839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の出力端子と第２の出力端子に差動接続された一対の第１の能動素子及び第２の能動素子を含むクロスカップル型回路と、
前記クロスカップル型回路に並列に接続される共振周波数の異なる第１の弾性表面波素子及び第２の弾性表面波素子と、
第１の制御端子から印加される第１の制御電圧に応じて容量値が変化する第１の可変容量素子を含み前記第１の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第１の可変容量回路と、
第２の制御端子から印加される第２の制御電圧に応じて容量値が変化する第２の可変容量素子を含み前記第２の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第２の可変容量回路と、
を有し、
前記第１の弾性表面波素子と前記第１の可変容量回路、前記第２の弾性表面波素子と前記第２の可変容量回路と、が接続され、
前記クロスカップル型回路によって、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子との結合された発振出力を出力することを特徴とする弾性表面波発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波発振回路において、
前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子は、前記クロスカップル型回路と前記第１の可変容量回路と前記第２の可変容量回路とを含む半導体チップ上に積層され
て形成されていることを特徴とする弾性表面波発振器。
【請求項３】
第１の出力端子と第２の出力端子に差動接続された一対の第１の能動素子及び第２の能動素子を含むクロスカップル型回路と、前記クロスカップル型回路に並列に接続される共振周波数の異なる第１の弾性表面波素子及び第２の弾性表面波素子と、第１の制御端子から印加される第１の制御電圧に応じて容量値が変化する第１の可変容量素子を含み前記第１の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第１の可変容量回路と、第２の制御端子から印加される第２の制御電圧に応じて容量値が変化する第２の可変容量回路を含み前記第２の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第２の可変容量回路と、を有し、前記第１の弾性表面波素子と前記第１の可変容量回路、前記第２の弾性表面波素子と前記第２の可変容量回路と、が接続され、前記クロスカップル型回路によって、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子との結合された発振出力を出力する弾性表面波発振器の周波数可変方法であって、
前記第１の制御電圧及び前記第２の制御電圧の電圧値を変えることにより、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子の発振周波数を変化させることを特徴とする弾性表面波発振器の周波数可変方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振周波数の異なる弾性表面波素子とこれらを差動接続するクロスカップリング型回路とからなる弾性表面波発振器、及びその周波数可変方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信機などでは、割り当てられた使用周波数帯域の中の多数チャネルを切り換えて通信が行われるため、制御チャネルで指定されたチャネル（周波数）に切り換える必要があり、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）によるシンセサイザが用いられている。このＰＬＬ回路には、通常、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）が用いられ、制御電圧を与えて発振周波数が切り換えられる。制御電圧を与えて発振周波数を切り換えるＶＣＯの従来例として、例えば特許文献１の図３に示すように、可変容量ダイオードに制御電圧を印加することにより静電容量を変化させ、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）素子の共振点をシフトさせ発振周波数を変化させる方法がある。
【０００３】
しかし、使用周波数帯域内でチャネルを切り換える場合、その周波数帯域のすべてのチャネルにわたって高いＳＮ比（信号電力と雑音電力との比）とＣＮ比（搬送波電力と雑音電力との比）が要求される。しかし、上記従来のＶＣＯでは、周波数帯域内のすべてに対してＳＮ比，ＣＮ比を高く保つことが難しく、周波数の変化量が大きくなるとＳＮ比やＣＮ比が低下するという欠点がある。逆に、ＳＮ比，ＣＮ比を高く保つようにすると周波数可変範囲が狭くなってしまうという課題がある。このような課題を技術的に解決するには、ＶＣＯを二つ用いて周波数帯域の半分ずつを割り当てる方法があるが、ＶＣＯを二つ用いると通信機の小形化に逆行し実用的な課題解決とは言えない。
【０００４】
この問題を解決するために、例えば特許文献１には、二つのＳＡＷ素子を並列に接続し、各々を切り換えて使用する方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２１３８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、二つのＳＡＷ素子を切り換えた際に出力される発振周波数を連続的に切り換えることができないという課題を有している。
【０００７】
本発明の目的は、発振周波数の連続性を備えながら弾性表面波発振器の広帯域化を実現することと、複雑な制御なしで周波数を調整できる周波数可変方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の弾性表面波発振器は、第１の出力端子と第２の出力端子に差動接続された一対の第１の能動素子及び第２の能動素子を含むクロスカップル型回路と、前記クロスカップル型回路に並列に接続される共振周波数の異なる第１の弾性表面波素子及び第２の弾性表面波素子と、第１の制御端子から印加される第１の制御電圧に応じて容量値が変化する第１の可変容量素子を含み前記第１の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第１の可変容量回路と、第２の制御端子から印加される第２の制御電圧に応じて容量値が変化する第２の可変容量素子を含み前記第２の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第２の可変容量回路と、を有し、前記第１の弾性表面波素子と前記第１の可変容量回路、前記第２の弾性表面波素子と、前記第２の可変容量回路と、が接続され、前記クロスカップル型回路によって、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子との結合された発振出力を出力することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、クロスカップル型回路に並列に接続された共振周波数の異なる第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子に、第１の可変容量素子と第２の可変容量素子を介して第１の制御電圧または第２の制御電圧を印加し、第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子とを発振させる。この際、クロスカップル型回路にて第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子との結合された発振出力を出力するので、各々の発振周波数を連続的に切り換えて出力させることができ、広帯域な発振周波数を連続性を有して出力することができる。
【００１０】
前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子は、前記クロスカップル型回路と前記第１の可変容量回路と前記第２の可変容量回路とを含む半導体チップ上に積層されて形成されていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、半導体チップ（集積回路）の基板上に積層して形成された２つの弾性表面波素子を並列して設けているので、概ね２個分の弾性表面波素子の面積で済み、面積の増加を抑え小型化を実現できる。
【００１２】
また、本発明の弾性表面波発振器の周波数可変方法は、第１の出力端子と第２の出力端子に差動接続された一対の第１の能動素子及び第２の能動素子を含むクロスカップル型回路と、前記クロスカップル型回路に並列に接続される共振周波数の異なる第１の弾性表面波素子及び第２の弾性表面波素子と、第１の制御端子から印加される第１の制御電圧に応じて容量値が変化する第１の可変容量素子を含み前記第１の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第１の可変容量回路と、第２の制御端子から印加される第２の制御電圧に応じて容量値が変化する第２の可変容量回路含み前記第２の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第２の可変容量回路と、を有し、前記第１の弾性表面波素子と前記第１の可変容量回路、前記第２の弾性表面波素子と、前記第２の可変容量回路と、が接続され、前記クロスカップル型回路によって、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子との結合された発振出力を出力する弾性表面波発振器の周波数可変方法であって、前記第１の制御電圧及び前記第２の制御電圧の電圧値を変えることにより、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子の発振周波数を変化させることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１の制御端子に印加する第１の制御電圧を変化させることで第１の可変容量素子の容量値（コンデンサ容量）が変化し、この容量値に対応して第１弾性表面波素子の共振周波数がほぼ連続的に変化する。また、第２の制御端子に印加する第２の制御電圧を変化させることで第２の可変容量素子の容量値（コンデンサ容量）が変化し、この容量値に対応して第２弾性表面波素子の共振周波数が連続的に変化する。
そして、第１弾性表面波素子と第２表面波素子とは、互いに異なる共振周波数を有してクロスカップリング型回路に並列に接続しているので、第１の弾性表面波素子と第２の弾性表面波素子の発振周波数の広帯域化を実現し、且つ発振周波数を連続性を有して変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４は、本実施形態に係る弾性表面波発振器の構成、作用及び周波数可変方法を示し、図５〜図１８には本実施形態の変形例に係る弾性表面波発振器の構成を示している。
（実施形態）
【００１５】
まず、本発明の実施形態に係る弾性表面波発振器の構成について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。
【００１６】
図１において、弾性表面波発振器１は、第１の出力端子としての出力端子ＯＵＴ１と第２の出力端子としての出力端子ＯＵＴ２と接続されたクロスカップル型回路１０とカレントミラー回路１１、第１の弾性表面波素子としてのＳＡＷ共振子２０と、第２の弾性表面波素子としてのＳＡＷ共振子３０と、第１の制御端子である制御端子Ｖｃｏｎｔ１と接続された第１の可変容量回路１００と、第２の制御端子である制御端子Ｖｃｏｎｔ２と接続された第２の可変容量回路２００と、から構成されている。
【００１７】
クロスカップル型回路１０は、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２に差動接続された一対の第１の能動素子であるＮｃｈトランジスタＮ１（以降、単にトランジスタＮ１と表す）及び第２の能動素子であるＮｃｈトランジスタＮ２（以降、単にトランジスタＮ２と表す）とから構成され、ＰｃｈトランジスタＰ１，Ｐ２（以降、単にトランジスタＰ１，Ｐ２と表す）とからなるカレントミラー回路１１及び定電流源４０に接続されている。
【００１８】
トランジスタＰ１は、ソース端子が電源線ＶＤＤ（以降、単にＶＤＤと表す）に接続され、ゲート端子とドレイン端子が出力端子ＯＵＴ１に接続されている。トランジスタＰ２は、ソース端子がＶＤＤに接続され、ゲート端子が出力端子ＯＵＴ１に接続され、ドレイン端子が出力端子ＯＵＴ２に接続されている。また、トランジスタＮ１は、ソース端子が定電流源４０を介して接地電位線ＧＮＤに接続され、ゲート端子が出力端子ＯＵＴ２に接続され、ドレイン端子が出力端子ＯＵＴ１に接続されている。トランジスタＮ２は、ソース端子が定電流源４０を介して接地電位線ＧＮＤに接続され、ゲート端子が出力端子ＯＵＴ１に接続され、ドレイン端子が出力端子ＯＵＴ２に接続されている。
【００１９】
可変容量回路１００は、第１の可変容量素子であるバリキャップダイオード５０を有する。バリキャップダイオード５０は、カソード端子が制御端子Ｖｃｏｎｔ１に接続され、アノード端子が接地電位線ＧＮＤに接続されている。
【００２０】
可変容量回路２００は、第２の可変容量素子であるバリキャップダイオード６０を有する。バリキャップダイオード６０は、カソード端子が制御端子Ｖｃｏｎｔ２に接続され、アノード端子が接地電位線ＧＮＤに接続されている。
【００２１】
ＳＡＷ共振子２０は、半導体チップの基板上に圧電薄膜と励振電極とが積層形成されており、一方の端子が出力端子ＯＵＴ１に接続され、他方の端子が可変容量回路１００のバリキャップダイオード５０のカソード端子と接続されている。つまり、ＳＡＷ共振子２０とバリキャップダイオード５０とは、接地電位線ＧＮＤと出力端子ＯＵＴ１（クロスカップル型回路１０）との間で直列に接続されている。
【００２２】
ＳＡＷ共振子３０は、半導体チップの基板上に圧電薄膜と励振電極とが積層形成されており、一方の端子が出力端子ＯＵＴ２に接続され、他方の端子が可変容量回路２００のバリキャップダイオード６０のカソード端子と接続されている。つまり、ＳＡＷ共振子３０とバリキャップダイオード６０とは、接地電位線ＧＮＤと出力端子ＯＵＴ２（クロスカップル型回路１０）との間で直列に接続されている。
【００２３】
なお、ＳＡＷ共振子２０とＳＡＷ共振子３０の共振周波数は、わずかに異なるように設定されている。
【００２４】
図１に示すように、弾性表面波発振器１は、クロスカップル型回路１０の出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２との間に、ＳＡＷ共振子２０と可変容量回路１００が接地電位線ＧＮＤに接続、可変容量回路２００とＳＡＷ共振子３０が接地電位線ＧＮＤに接続されている。従って、クロスカップル型回路１０に対してＳＡＷ共振子２０と可変容量回路１００、ＳＡＷ共振子３０と可変容量回路２００は並列接続の関係にある。
【００２５】
次に、弾性表面波発振器の動作について図面を参照して説明する。
図２、図３は、弾性表面波発振器の作用を説明するグラフである。図２のグラフは、弾性表面波発振器の第１の制御端子及び第２の制御端子に同一の電圧（すなわち第１の制御電圧＝第２の制御電圧）を変化させながら印加した場合を例示している。図３は、図２の横軸を拡大した図である。
【００２６】
横軸には周波数（ＭＨｚ）、左縦軸には反射係数（Ｓ１１：ｄＢ）、右縦軸には位相特性（ｐｈａｓｅ：ω）を表している。図示される反射係数Ｓ１１及び位相特性（Ｐｈａｓｅ）の複数のグラフは、それぞれ第１の制御電圧、第２の制御電圧を変化させたときを表している。位相特性ω＝０のときの反射係数Ｓ１１が最も低くなる点との交点が出力周波数に相当する。図２，３に示すように、反射係数Ｓ１１のグラフにおいて３１５．０５ＭＨｚ〜３１５．１０ＭＨＺの広範囲で反射係数Ｓ１１が低下している。つまり、この範囲で周波数を連続的に可変できる事を示している。
【００２７】
図４は、本実施形態に係る弾性表面波発振器のバリキャップダイオード５０，６０の容量値（コンデンサ容量）と周波数の関係を示すグラフである。つまり、図２，３における周波数変化をプロットしたものであり、この弾性表面波発振器が約３１５．０５〜３１５．１０ＭＨｚまで、連続的に周波数を可変できることを示している。
【００２８】
図４に示すように、コンデンサ容量に対応して周波数は変化する。具体的には、１ｐＦ近傍においてｆ１＝３１５．１０５ＭＨｚ、３０ｐＦにおいてｆ７＝３１５．０５５ＭＨｚが出力され、その間において周波数が非直線に連続性を有して変化する。従って、第１の制御電圧及び第２の制御電圧それぞれを変えることにより、バリキャップダイオード５０，６０のコンデンサ容量を変化させ、ＳＡＷ共振子２０，３０それぞれの所望の出力周波数に調整することができる。なお、図４に示した周波数ｆ１〜ｆ７は、図３に示した周波数ｆ１〜ｆ７と一致している。
【００２９】
なお、上述した本実施形態では、制御端子Ｖｃｏｎｔ１及び制御端子Ｖｃｏｎｔ２に印加する電圧が同一の場合について説明したが、それぞれ別の電圧で制御することにより、さらに細分化した周波数に設定することができ、また広帯域化がはかれる。
【００３０】
従って、本実施形態によれば、クロスカップル型回路１０に並列に接続された共振周波数の異なるＳＡＷ共振子２０，３０それぞれに、バリキャップダイオード５０，６０を介して第１の制御電圧、第２の制御電圧を印加する。第１の制御電圧及び第２の制御電圧の印加電圧を変化させることで、バリキャップダイオード５０，６０のコンデンサ容量を変化させて所望の発振周波数でＳＡＷ共振子２０，３０とを発振させる。この際、クロスカップル型回路にてＳＡＷ共振子２０とＳＡＷ共振子３０との結合された発振出力を出力するので、各々の発振周波数を連続的に切り換えて出力し、広帯域化と、発振周波数を連続性を有して変化させることができる。
【００３１】
また、ＳＡＷ共振子２０，３０は、クロスカップル型回路１０と第１の可変容量回路１００と第２の可変容量回路２００とを含む半導体チップの基板上に積層され構成されている。このような構成によれば、弾性表面波発振器１は２個分の弾性表面波素子（ＳＡＷ共振子２０，３０）の面積で済み、面積の増加を抑え小型化を実現できる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることができる。以下、回路構成の変形例を挙げて説明する。なお、図１、図５〜図９は、バリキャップダイオードがＮＭＯＳ型の場合、図１０〜図１４はＰＭＯＳ型の場合を例示している。
（変形例１）
【００３３】
図５は、本発明の変形例１に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。変形例１は、前述した実施形態（図１、参照）に対して、弾性表面波発振器１がクロスカップル型回路１０（トランジスタＮ１とトランジスタＰ１の間）と出力端子ＯＵＴ１の間にコンデンサＣ１が接続され、クロスカップル型回路１０（トランジスタＮ２とトランジスタＰ２の間）と出力端子ＯＵＴ２の間にコンデンサＣ２が接続されていることが異なる。
【００３４】
また、出力端子ＯＵＴ１と接地電位線ＧＮＤとの間にＳＡＷ共振子２０、可変容量回路１００の順で直列接続され、出力端子ＯＵＴ２と接地電位線ＧＮＤとの間にＳＡＷ共振子３０可変容量回路２００の順で直列接続されている。このような構成であっても前述した実施形態と同様な作用効果が得られる。
（変形例２）
【００３５】
図６は、本発明の変形例２に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。変形例２は、弾性表面波発振器１が可変容量回路１００（バリキャップダイオード５０）と出力端子ＯＵＴ１の間にコンデンサＣ１が接続され、可変容量回路２００（バリキャップダイオード６０）と出力端子ＯＵＴ２の間にコンデンサＣ２が接続されている。
【００３６】
また、出力端子ＯＵＴ１と接地電位線ＧＮＤとの間に、コンデンサＣ１、ＳＡＷ共振子２０、可変容量回路１００の順に直列接続され、一方出力端子ＯＵＴ２と接地電位線ＧＮＤとの間に、コンデンサＣ２、可変容量回路２００、ＳＡＷ共振子３０の順に直列接続されている。図６に示すようにクロスカップル型回路１０に対して左右が非対称の構成としても、前述した実施形態と同様な作用効果を奏する。
なお、コンデンサＣ１，Ｃ２のうち、どちらか一方だけにしてもよい。
（変形例３）
【００３７】
図７は、本発明の変形例３に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。変形例３は、弾性表面波発振器１が、出力端子ＯＵＴ１とＶＤＤの間にＳＡＷ共振子２０、可変容量回路１００を直列接続し、出力端子ＯＵＴ２とＶＤＤの間に、ＳＡＷ共振子３０、可変容量回路２００を直列接続していることに特徴を有している。クロスカップル型回路１０の構成は前述した実施形態（図１、参照）と同じである。
（変形例４）
【００３８】
図８は、本発明の変形例４に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。変形例４は、上述した変形例３（図７、参照）にコンデンサＣ１，Ｃ２を付加したことに特徴を有している。図８に示すように弾性表面波発振器１は、クロスカップル型回路１０（トランジスタＮ１とトランジスタＰ１の間）とＶＤＤの間にコンデンサＣ１とＳＡＷ共振子２０と可変容量回路１００とを直列接続し、クロスカップル型回路１０（トランジスタＮ２とトランジスタＰ２の間）とＶＤＤの間にコンデンサＣ２とＳＡＷ共振子３０と可変容量回路２００とを直列接続している。
（変形例５）
【００３９】
図９は、本発明の変形例５に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。変形例５は、上述した変形例４（図８、参照）に対して付加するコンデンサＣ１，Ｃ２の配置位置を変更している。図９に示すように弾性表面波発振器１は、ＳＡＷ共振子２０と出力端子ＯＵＴ１の間にコンデンサＣ１が接続され、ＳＡＷ共振子３０と出力端子ＯＵＴ２の間にコンデンサＣ２が接続されている。従って、出力端子ＯＵＴ１とＶＤＤの間にコンデンサＣ１とＳＡＷ共振子２０と可変容量回路１００とが直列接続されている。一方、出力端子ＯＵＴ２とＶＤＤの間にコンデンサＣ２とＳＡＷ共振子３０と可変容量回路２００とが直列接続されている。
（変形例６）
【００４０】
図１０は、本発明の変形例６に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。変形例６は、図１、図５〜図９に示したクロスカップル型回路１０を第１の能動素子及び第２の能動素子をＰｃｈトランジスタで構成したクロスカップル型回路１２にしたものである。クロスカップル型回路１２は、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２に差動接続された一対の第１の能動素子であるＰｃｈトランジスタＰｘ１（以降、単にトランジスタＰｘ１と表す）及び第２の能動素子であるＰｃｈトランジスタＰｘ２（以降、単にトランジスタＰｘ２と表す）とから構成され、ＮｃｈトランジスタＮｘ１，Ｎｘ２（以降、単にトランジスタＮｘ１，Ｎｘ２と表す）から構成されるカレントミラー回路１３と、定電流源４０と、に接続されている。トランジスタＮｘ１は、ソース端子が接地電位線ＧＮＤに接続され、ゲート端子とドレイン端子が出力端子ＯＵＴ１に接続されている。
【００４１】
トランジスタＮｘ２は、ソース端子が接地電位線ＧＮＤに接続され、ゲート端子が出力端子ＯＵＴ１に接続され、ドレイン端子が出力端子ＯＵＴ２に接続されている。トランジスタＰｘ１は、ソース端子が定電流源４０を介してＶＤＤに接続され、ゲート端子が出力端子ＯＵＴ２に接続され、ドレイン端子が出力端子ＯＵＴ１に接続されている。トランジスタＰｘ２は、ソース端子が定電流源４０を介してＶＤＤに接続され、ゲート端子が出力端子ＯＵＴ１に接続され、ドレイン端子が出力端子ＯＵＴ２に接続されている。
また、変形例６に用いられるバリキャップダイオード５０，６０はＰＭＯＳ型ダイオードである。
（変形例７）
【００４２】
図１１は、本発明の変形例７に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。変形例７は、上述した変形例６（図１０、参照）に対してコンデンサＣ１，Ｃ２を付加したことに特徴を有している。図１１に示すように弾性表面波発振器１は、出力端子ＯＵＴ１と接地電位線ＧＮＤの間にコンデンサＣ１、ＳＡＷ共振子２０、可変容量回路１００とが直列接続され、出力端子ＯＵＴ２と接地電位線ＧＮＤの間にコンデンサＣ２、ＳＡＷ共振子３０、可変容量回路２００とが直列接続されている。
（変形例８）
【００４３】
図１２は、本発明の変形例８に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。変形例８は、上述した変形例７（図１１、参照）に対して付加するコンデンサＣ１，Ｃ２の配置を変えていることに特徴を有している。図１２に示すように弾性表面波発振器１は、クロスカップル型回路１２（トランジスタＰｘ１とトランジスタＮｘ１の間）と接地電位線ＧＮＤとの間に、コンデンサＣ１、ＳＡＷ共振子２０、可変容量回路１００が直列接続され、クロスカップル型回路１２（トランジスタＰｘ２とトランジスタＮｘ２の間）と接地電位線ＧＮＤとの間に、コンデンサＣ２、ＳＡＷ共振子３０、可変容量回路２００が直列接続されている。
（変形例９）
【００４４】
図１３は、本発明の変形例９に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。変形例９は、上述した変形例６（図１０、参照）に対してコンデンサＣ１，Ｃ２を付加し、可変容量回路１００，２００の配置を変えていることに特徴を有している。図１３に示すように弾性表面波発振器１は、クロスカップル型回路１２（トランジスタＮｘ１とトランジスタＰｘ１の間）と接地電位線ＧＮＤとの間に可変容量回路１００、ＳＡＷ共振子２０が直列接続され、接地電位線ＧＮＤと出力端子ＯＵＴ１の間にＳＡＷ共振子２０、コンデンサＣ１が直列接続されている。
【００４５】
一方、クロスカップル型回路１２（トランジスタＮｘ２とトランジスタＰｘ２の間）と接地電位線ＧＮＤとの間に可変容量回路２００、ＳＡＷ共振子３０が直列接続され、接地電位線ＧＮＤと出力端子ＯＵＴ２の間にＳＡＷ共振子３０、コンデンサＣ２が直列接続されている。
（変形例１０）
【００４６】
図１４は、本発明の変形例１０に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。変形例１０は、上述した変形例９（図１３、参照）の可変容量回路１００，２００にバリキャップダイオードを二つずつ付加していることに特徴を有している。なお、コンデンサＣ１，Ｃ２は使用していない。図１４に示すように弾性表面波発振器１は、クロスカップル型回路１２（トランジスタＮｘ１とトランジスタＰｘ１の間）と接地電位線ＧＮＤとの間に可変容量回路１０１（バリキャップダイオード５１，５０）とＳＡＷ共振子２０とが直列接続され、バリキャップダイオード５１，５０の間に制御端子Ｖｃｏｎｔ１が接続されている。そして、出力端子ＯＵＴ１とクロスカップル型回路１２の間にバリキャップダイオード５０，５１が直列接続されている。
【００４７】
一方、クロスカップル型回路１２（トランジスタＮｘ２とトランジスタＰｘ２の間）と接地電位線ＧＮＤとの間に可変容量回路２０１（バリキャップダイオード６１，６０）とＳＡＷ共振子３０とが直列接続され、バリキャップダイオード６１，６０の間に制御端子Ｖｃｏｎｔ２が接続されている。そして、出力端子ＯＵＴ２とクロスカップル型回路１２の間にバリキャップダイオード６０，６１が直列接続されている。
【００４８】
以上説明した変形例１〜変形例１０（図５〜図１４、参照）のような構成であっても、弾性表面波発振器１は、前述した実施形態（図１〜図４、参照）と同様な作用効果を奏することができる。
【００４９】
なお、図１０〜図１４においてＰＭＯＳ型のバリキャップダイオードを用いる構成について説明したが、図７〜図９に示したＮＭＯＳ型のバリキャップダイオードを用いる回路構成において、ＮＭＯＳ型をＰＭＯＳ型のバリキャップダイオードに置き換える回路構成としてもよい（図示は省略する）。
（変形例１１）
【００５０】
続いて、本発明の変形例１１について図面を参照して説明する。変形例１１は、前述した実施形態１及びその変形例１〜変形例１０が、ＳＡＷ共振子と可変容量回路とが直列接続されていることに対して並列接続されていることに特徴を有している。なお、バリキャップダイオードとしてはＮＭＯＳ型を用いた構成を例示して説明する。
【００５１】
図１５は、本発明の変形例１１に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。図１５において、弾性表面波発振器１は、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２とを有するクロスカップル型回路１０と、ＳＡＷ共振子２０と、ＳＡＷ共振子３０と、制御端子Ｖｃｏｎｔ１と接続された可変容量回路１０３と、制御端子Ｖｃｏｎｔ２と接続された可変容量回路２０３と、から構成されている。
【００５２】
可変容量回路１０３は、バリキャップダイオード５０とコンデンサＣ１とを有する。バリキャップダイオード５０は、カソード端子が制御端子Ｖｃｏｎｔ１に接続され、アノード端子が接地電位線ＧＮＤに接続されている。コンデンサＣ１は、一方の端子が制御端子Ｖｃｏｎｔ１（バリキャップダイオード５０）に接続され、他方の端子が出力端子ＯＵＴ１に接続されている。
【００５３】
可変容量回路２０３は、バリキャップダイオード６０とコンデンサＣ２とを有する。バリキャップダイオード６０は、カソード端子が制御端子Ｖｃｏｎｔ２に接続され、アノード端子が接地電位線ＧＮＤに接続されている。コンデンサＣ２は、一方の端子が制御端子Ｖｃｏｎｔ２（バリキャップダイオード６０）に接続され、他方の端子が出力端子ＯＵＴ２に接続されている。
また、ＳＡＷ共振子２０は、一方の端子が出力端子ＯＵＴ１に接続され、他方の端子が接地電位線ＧＮＤに接続されている。
【００５４】
ＳＡＷ共振子３０は、一方の端子が出力端子ＯＵＴ２に接続され、他方の端子が接地電位線ＧＮＤに接続されている。
【００５５】
従って、図１５に示すように、弾性表面波発振器１は、クロスカップル型回路１０と可変容量回路１０３とＳＡＷ共振子２０、クロスカップル型回路１０と可変容量回路２０３とＳＡＷ共振子３０とが並列に接続されて構成されている。
【００５６】
続いて、変形例１１に係る弾性表面波発振器の作用について図面を参照して説明する。
図１６は、変形例１１に係るコンデンサ容量と周波数の関係を示すグラフである。図１６において、制御端子Ｖｃｏｎｔ１及び制御端子Ｖｃｏｎｔ２に印加する電圧を変化させ、その電圧値の大きさに対応してバリキャップダイオード５０，６０のコンデンサ容量が変化した際のＳＡＷ共振子２０，３０の周波数の変化を表している。図１６に示すように、コンデンサ容量に対応して周波数は変化する。具体的には、０ｐＦ近傍においてｆ１＝３１５．０５２ＭＨｚ、３０ｐＦにおいてｆ７＝３１５．０３４ＭＨｚが出力され、その間において周波数（図中、ｆ２〜ｆ６で示す）が連続性を有して変化する。従って、第１の制御電圧及び第２の制御電圧それぞれの電圧値を変えることにより、バリキャップダイオード５０，６０のコンデンサ容量を変化させ、ＳＡＷ共振子２０，３０それぞれ所望の出力周波数に調整することができる。
【００５７】
図１７は、変形例１１に係る弾性表面波発振器の作用を説明するグラフである。なお、図１７のグラフは、弾性表面波発振器１の制御端子Ｖｃｏｎｔ１及び制御端子Ｖｃｏｎｔ２に同一の電圧（すなわち第１の制御電圧＝第２の制御電圧）を変化させながら印加した場合を例示している。図示される反射係数（Ｓ１１）及び位相特性（Ｐｈａｓｅ）の複数のグラフは、それぞれ第１の制御電圧、第２の制御電圧を変化させたときを表している。図１７に示すように反射係数（Ｓ１１）のグラフにおいて、３１４．９７ＭＨｚ〜３１５．０９ＭＨｚの広範囲で利得が得られている。
【００５８】
そして、位相特性ω＝０のときの反射係数Ｓ１１が最も低くなるときの交点が出力周波数に相当することから周波数ｆ１〜ｆ７（ｆ４、ｆ５、ｆ６は図示の都合上省略している）が得られる。周波数ｆ１〜ｆ７は、図１６において示した周波数ｆ１〜ｆ７に相当する。従って、出力周波数は、ｆ１〜ｆ７の間で連続性を有して変化させることができる。
【００５９】
上述した変形例１１のようにＳＡＷ共振子と可変容量回路とを並列接続する構成においても、直列接続する構成に対してコンデンサ容量の変化に対する周波数感度が若干低くなるものの連続性を有して出力周波数を変化させ、広帯域化を実現することが出きる。
【００６０】
なお、上述した変形例１１では、制御端子Ｖｃｏｎｔ１及び制御端子Ｖｃｏｎｔ２に印加する電圧が同一の場合について説明したが、それぞれ別の電圧で制御することにより、さらに細分化した周波数、広帯域に設定することができる。
（変形例１２）
【００６１】
次に、本発明の変形例１２に係る弾性表面波発振器について図面を参照して説明する。変形例１２は、上述した変形例１１（図１５、参照）に対して可変容量回路にバリキャップダイオードを二つずつ付加し、コンデンサＣ１，Ｃ２を削除していることに特徴を有している。
図１８は、変形例１２に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図である。図１８において、弾性表面波発振器１は、クロスカップル型回路１０と可変容量回路１０４とＳＡＷ共振子２０、クロスカップル型回路１０と可変容量回路２０４とＳＡＷ共振子３０とが並列に接続され構成されている。
【００６２】
可変容量回路１０４は、出力端子ＯＵＴ１と接地電位線ＧＮＤの間にバリキャップダイオード５１，５０が直列接続され、バリキャップダイオード５１とバリキャップダイオード５０の間に制御端子Ｖｃｏｎｔ１が接続され構成されている。
【００６３】
一方、可変容量回路２０４は、出力端子ＯＵＴ２と接地電位線ＧＮＤの間にバリキャップダイオード６１，６０が直列接続され、バリキャップダイオード６１とバリキャップダイオード６０の間に制御端子Ｖｃｏｎｔ２が接続され構成されている。
【００６４】
このような変形例１２の構成においても、前述した変形例１１と同様な効果を奏することができる。
【００６５】
なお、変形例１１及び変形例１２では、ＮＭＯＳ型のバリキャップダイオードを用いる構成を例示して説明したが、ＰＭＯＳ型のバリキャップダイオードを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図２】本発明の実施形態に係る弾性表面波発振器の作用を説明するグラフ。
【図３】図２の横軸拡大図。
【図４】本発明の実施形態に係るコンデンサ容量と周波数の関係を示すグラフ。
【図５】本発明の変形例１に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図６】本発明の変形例２に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図７】本発明の変形例３に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図８】本発明の変形例４に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図９】本発明の変形例５に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図１０】本発明の変形例６に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図１１】本発明の変形例７に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図１２】本発明の変形例８に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図１３】本発明の変形例９に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図１４】本発明の変形例１０に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図１５】本発明の変形例１１に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【図１６】本発明の変形例１１に係るコンデンサ容量と周波数の関係を示すグラフ。
【図１７】本発明の変形例１１に係る弾性表面波発振器の作用を説明するグラフ。
【図１８】本発明の変形例１２に係る弾性表面波発振器の構成を示す回路図。
【符号の説明】
【００６７】
１…弾性表面波発振器、１０…クロスカップル型回路、１１…カレントミラー回路、２０，３０…ＳＡＷ共振子、４０…定電流源、５０，６０…バリキャップダイオード、１００，２００…可変容量回路。
【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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【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月11日(2007.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の出力端子と第２の出力端子に差動接続された一対の第１の能動素子及び第２の能動素子を含むクロスカップル型回路と、
前記クロスカップル型回路に並列に接続される共振周波数の異なる第１の弾性表面波素子及び第２の弾性表面波素子と、
第１の制御端子から印加される第１の制御電圧に応じて容量値が変化する第１の可変容量素子を含み前記第１の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第１の可変容量回路と、
第２の制御端子から印加される第２の制御電圧に応じて容量値が変化する第２の可変容量素子を含み前記第２の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第２の可変容量回路と、
を有し、
前記第１の弾性表面波素子と前記第１の可変容量回路、前記第２の弾性表面波素子と前記第２の可変容量回路と、が接続され、
前記クロスカップル型回路によって、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子との結合された発振出力を出力することを特徴とする弾性表面波発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の弾性表面波発振器において、
前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子は、前記クロスカップル型回路と前記第１の可変容量回路と前記第２の可変容量回路とを含む半導体チップ上に積層されて形成されていることを特徴とする弾性表面波発振器。
【請求項３】
第１の出力端子と第２の出力端子に差動接続された一対の第１の能動素子及び第２の能動素子を含むクロスカップル型回路と、前記クロスカップル型回路に並列に接続される共振周波数の異なる第１の弾性表面波素子及び第２の弾性表面波素子と、第１の制御端子から印加される第１の制御電圧に応じて容量値が変化する第１の可変容量素子を含み前記第１の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第１の可変容量回路と、第２の制御端子から印加される第２の制御電圧に応じて容量値が変化する第２の可変容量回路を含み前記第２の弾性表面波素子の共振周波数を変化させる第２の可変容量回路と、を有し、前記第１
の弾性表面波素子と前記第１の可変容量回路、前記第２の弾性表面波素子と前記第２の可変容量回路と、が接続され、前記クロスカップル型回路によって、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子との結合された発振出力を出力する弾性表面波発振器の周波数可変方法であって、
前記第１の制御電圧及び前記第２の制御電圧の電圧値を変えることにより、前記第１の弾性表面波素子と前記第２の弾性表面波素子の発振周波数を変化させることを特徴とする弾性表面波発振器の周波数可変方法。