(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端子、第２の端子、第３の端子を有するトランジスタにより構成された発振能動素子と、
上記第１の端子に接続された第１のリアクタンス回路と、
上記第２の端子に接続された第２のリアクタンス回路と、
上記第３の端子に接続された第３のリアクタンス回路と、
上記第３のリアクタンス回路に接続され、上記発振用能動素子により増幅された発振電力を出力する負荷抵抗と、
上記第１から上記第３のリアクタンス回路のうちの少なくとも一つのリアクタンス回路に設けられ、制御電圧に応じて容量が変化する可変容量素子と、
通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有し、上記一つあるいは複数の可変容量素子のうちの少なくとも一つの可変容量素子に接続された負性容量回路とを備えた電圧制御発振器。
【請求項２】
負性容量回路は、
可変容量素子に並列に接続されたことを特徴とする請求項１記載の電圧制御発振器。
【請求項３】
負性容量回路は、
可変容量素子に直列に接続されたことを特徴とする請求項１記載の電圧制御発振器。
【請求項４】
負性容量回路は、
ゲート端子が可変容量素子に接続され、ソース端子が接地された第１の電界効果トランジスタと、
ドレイン端子が上記第１の電界効果トランジスタのゲート端子に接続され、ソース端子が接地され、ゲート端子がその第１の電界効果トランジスタのドレイン端子に接続された第２の電界効果トランジスタと、
上記第１の電界効果トランジスタのドレイン端子に接続されたインダクタとを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項５】
負性容量回路が接続されたリアクタンス回路は、
可変容量素子および負性容量回路からなる並列回路に直列に接続され、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有する第１の負性容量回路を備えたことを特徴とする請求項２記載の電圧制御発振器。
【請求項６】
負性容量回路が接続されたリアクタンス回路は、
可変容量素子および負性容量回路からなる直列回路に並列に接続され、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有する第１の負性容量回路を備えたことを特徴とする請求項３記載の電圧制御発振器。
【請求項７】
発振用能動素子の第１の端子および第２の端子間に接続され、制御電圧に応じて容量を変化する第１の可変容量素子を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項８】
発振用能動素子は、
電界効果トランジスタにより構成されたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項９】
発振用能動素子は、
バイポーラトランジスタにより構成されたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項１０】
第１の端子、第２の端子、第３の端子を有するトランジスタにより構成された発振能動素子と、
上記第１の端子に接続された第１の同調回路と、
上記第２の端子に接続された第２の同調回路と、
上記第３の端子に接続された第３の同調回路と、
上記第１から上記第３の同調回路のうちのいずれかの同調回路に接続され、上記発振用能動素子により増幅された発振電力を出力する負荷抵抗と、
上記第１から上記第３の同調回路のそれぞれに設けられ、制御電圧に応じて容量が変化する可変容量素子と、
上記第１から上記第３の同調回路のうちの少なくとも一つの同調回路に設けられ、その同調回路内の可変容量素子に接続されたインダクタとを備えた電圧制御発振器。
【請求項１１】
第１の端子、第２の端子、第３の端子を有するトランジスタにより構成された発振能動素子と、
上記第１の端子、第２の端子、第３の端子、第１の端子と第２の端子との間、第２の端子と第３の端子との間、および第３の端子と第１の端子との間のうちの少なくとも３個所に接続された同調回路と、
上記３つ以上の同調回路のうちのいずれかの同調回路に接続され、上記発振用能動素子により増幅された発振電力を出力する負荷抵抗と、
上記３つ以上の同調回路のそれぞれに設けられ、制御電圧に応じて容量が変化する可変容量素子と、
上記３つ以上の同調回路のうちの少なくとも一つの同調回路に設けられ、その同調回路内の可変容量素子に接続されたインダクタとを備えた電圧制御発振器。
【請求項１２】
発振用能動素子の第１の端子、第２の端子、第３の端子、第１の端子と第２の端子との間、第２の端子と第３の端子との間、および第３の端子と第１の端子との間のうちの同調回路が接続されていない少なくとも一つの個所に接続されたリアクタンス回路を備えたことを特徴とする請求項１１記載の電圧制御発振器。
【請求項１３】
可変容量素子とインダクタが、直列に接続されたことを特徴とする請求項１０から請求項１２のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項１４】
可変容量素子とインダクタが、並列に接続されたことを特徴とする請求項１０から請求項１２のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項１５】
可変容量素子は、
複数のバラクタダイオードにより構成され、それらバラクタダイオードの極性が同じ向きに直列接続されたことを特徴とする請求項１０から請求項１４のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項１６】
可変容量素子は、
複数のバラクタダイオードにより構成され、それらバラクタダイオードの極性が異なる向きに直列接続されたことを特徴とする請求項１０から請求項１４のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項１７】
同調回路は、
可変容量素子に、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有する負性容量回路を直列に接続されたことを特徴とする請求項１０から請求項１６のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項１８】
同調回路は、
可変容量素子に、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有する負性容量回路を並列に接続されたことを特徴とする請求項１０から請求項１６のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項１９】
発振用能動素子は、
バイポーラトランジスタにより構成されたことを特徴とする請求項１０から請求項１８のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【請求項２０】
発振用能動素子は、
電界効果トランジスタにより構成されたことを特徴とする請求項１０から請求項１８のうちのいずれか１項記載の電圧制御発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発振周波数帯域を広帯域化した電圧制御発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電圧制御発振器としては、電界効果トランジスタにより構成された発振用能動素子と、その電界効果トランジスタのソース端子に接続された第１のリアクタンス回路と、その電界効果トランジスタのゲート端子に接続された第２のリアクタンス回路と、その電界効果トランジスタのドレイン端子に接続された第３のリアクタンス回路と、その第３のリアクタンス回路に接続され、電界効果トランジスタにより増幅された発振電力を出力する負荷抵抗と、第１のリアクタンス回路に設けられ、発振周波数を制御する同調回路として、制御電圧に応じて容量を変化する可変容量素子とを備えたものがある。
【０００３】
その動作としては、電圧制御発振器の回路内の雑音が発振用能動素子により増幅され、その発振用能動素子の各端子に接続された第１から第３のリアクタンス回路により、その増幅された電力の一部が発振用能動素子に戻され、発振用能動素子により電力がさらに増幅されることで発振動作を行い、負荷抵抗から発振出力させる。発振周波数は、同調回路の共振周波数で決定される。発振周波数を制御する場合は、可変容量素子に印加される制御電圧を変化させることによって、その可変容量素子の接合容量を変化させ、同調回路の共振周波数を変化させる。これにより、発振周波数が変化する。発振周波数と可変容量素子の接合容量の関係は（ｆmax／ｆmin）2∝Ｃj max／Ｃj minである。但し、ｆmax、ｆminは、それぞれ最高発振周波数、最低発振周波数、Ｃj max、Ｃj minは、それぞれ最大可変容量値、最小可変容量値である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３３５８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電圧制御発振器は以上のように構成されているので、可変容量素子の接合容量を大きく変化させることで、広帯域な発振周波数帯域を得ているものの、その発振周波数帯域は、発振用能動素子またはリアクタンス回路に含まれる固定容量および可変容量素子の接合容量の変化比に制限されるなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、合成された可変容量素子の容量の変化比を等価的に大きくし、発振周波数帯域を広帯域化する電圧制御発振器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る電圧制御発振器は、第１の端子、第２の端子、第３の端子を有するトランジスタにより構成された発振能動素子と、第１の端子に接続された第１のリアクタンス回路と、第２の端子に接続された第２のリアクタンス回路と、第３の端子に接続された第３のリアクタンス回路と、第３のリアクタンス回路に接続され、発振用能動素子により増幅された発振電力を出力する負荷抵抗と、第１から第３のリアクタンス回路のうちの少なくとも一つのリアクタンス回路に設けられ、制御電圧に応じて容量が変化する可変容量素子と、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有し、一つあるいは複数の可変容量素子のうちの少なくとも一つの可変容量素子に接続された負性容量回路とを備えたものである。
また、電圧制御発振器は、第１の端子、第２の端子、第３の端子を有するトランジスタにより構成された発振能動素子と、第１の端子に接続された第１の同調回路と、第２の端子に接続された第２の同調回路と、第３の端子に接続された第３の同調回路と、第１から第３の同調回路のうちのいずれかの同調回路に接続され、発振用能動素子により増幅された発振電力を出力する負荷抵抗と、第１から第３の同調回路のそれぞれに設けられ、制御電圧に応じて容量が変化する可変容量素子と、第１から第３の同調回路のうちの少なくとも一つの同調回路に設けられ、その同調回路内の可変容量素子に接続されたインダクタとを備えたものである。
さらに、電圧制御発振器は、第１の端子、第２の端子、第３の端子を有するトランジスタにより構成された発振能動素子と、第１の端子、第２の端子、第３の端子、第１の端子と第２の端子との間、第２の端子と第３の端子との間、および第３の端子と第１の端子との間のうちの少なくとも３個所に接続された同調回路と、３つ以上の同調回路のうちのいずれかの同調回路に接続され、発振用能動素子により増幅された発振電力を出力する負荷抵抗と、３つ以上の同調回路のそれぞれに設けられ、制御電圧に応じて容量が変化する可変容量素子と、３つ以上の同調回路のうちの少なくとも一つの同調回路に設けられ、その同調回路内の可変容量素子に接続されたインダクタとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
このことによって、可変容量素子および負性容量回路からなる合成容量の制御電圧に応じた変化比を大きくし、発振周波数帯域を広帯域化することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電圧制御発振器の可変容量素子および負性容量回路の合成容量の変化を示す特性図である。
【図３】負性容量回路の周波数特性を示すスミスチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図５】この発明の実施の形態２による電圧制御発振器の可変容量素子および負性容量回路の合成容量の変化を示す特性図である。
【図６】この発明の実施の形態３による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図７】この発明の実施の形態４による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図８】この発明の実施の形態４による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図９】この発明の実施の形態５による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図１０】この発明の実施の形態６による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図１１】この発明の実施の形態７による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図１２】この発明の実施の形態８による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図１３】この発明の実施の形態９による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図１４】この発明の実施の形態９による電圧制御発振器の等価回路を示す回路図である。
【図１５】この発明の実施の形態９による電圧制御発振器の発振周波数帯域を示す特性図である。
【図１６】この発明の実施の形態９による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図１７】この発明の実施の形態９による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図１８】この発明の実施の形態１０による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図１９】この発明の実施の形態１０による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２０】この発明の実施の形態１０による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２１】この発明の実施の形態１１による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２２】この発明の実施の形態１１による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２３】この発明の実施の形態１２による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２４】この発明の実施の形態１２による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２５】この発明の実施の形態１３による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２６】この発明の実施の形態１３による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２７】この発明の実施の形態１４による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２８】この発明の実施の形態１４による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図２９】この発明の実施の形態１４による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図３０】この発明の実施の形態１４による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【図３１】この発明の実施の形態１５による電圧制御発振器を示す回路図である。
【図３２】この発明の実施の形態１５による他の電圧制御発振器を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、電界効果トランジスタ１は、この電圧制御発振器の回路内の電力を増幅する発振用能動素子として機能するものである。リアクタンス回路（第１のリアクタンス回路）２ａは、電界効果トランジスタ１のゲート端子（第１の端子）に接続され、リアクタンス回路（第２のリアクタンス回路）２ｂは、電界効果トランジスタ１のソース端子（第２の端子）に接続され、リアクタンス回路（第３のリアクタンス回路）２ｃは、電界効果トランジスタ１のドレイン端子（第３の端子）に接続されたものである。負荷抵抗３は、リアクタンス回路２ｃに並列に接続され、電界効果トランジスタ１により増幅された発振電力を出力するものである。
【００１１】
また、リアクタンス回路２ａにおけるインダクタ４は、電界効果トランジスタ１のゲート端子に直列に接続されたものである。可変容量素子５は、バラクタダイオード等により構成されたものであり、インダクタ４に直列に接続され、制御電圧に応じて容量が変化するものである。負性容量回路６は、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有するものであり、可変容量素子５に並列に接続されたものである。
なお、これら可変容量素子５が接続されたリアクタンス回路２ａにより、発振周波数を制御する同調回路を構成するものである。
【００１２】
次に動作について説明する。
図１に示した電圧制御発振器において、電圧制御発振器の回路内の電力が電界効果トランジスタ１により増幅され、その電界効果トランジスタ１の各端子に接続されたリアクタンス回路２ａ〜２ｃにより、その増幅された電力の一部が電界効果トランジスタ１に戻され、電界効果トランジスタ１により電力がさらに増幅されることで発振動作を行い、負荷抵抗３から発振出力させる。発振周波数は、同調回路の共振周波数で決定される。発振周波数を制御する場合は、可変容量素子５に印加される制御電圧を変化させることによって、その可変容量素子の接合容量Ｃjを変化させ、同調回路の共振周波数を変化させる。これにより、発振周波数が変化する。
【００１３】
図２はこの発明の実施の形態１による電圧制御発振器の可変容量素子および負性容量回路の合成容量の変化を示す特性図であり、この実施の形態１では、可変容量素子５に負性容量回路６を並列に接続しているため、図２に示すように、可変容量素子５の接合容量Ｃjは、負性容量回路６の容量｜−Ｃn｜分小さくなり、合成した容量ＣjtはＣjt＝Ｃj−Ｃn（但し、Ｃn＞０）となる。合成した容量の変化比Ｃjt rateは次式（１）で表され、大きくなることが分かる。
【数１】
0004611290.tif 000002
その結果、広帯域な発振周波数帯域が得られる。
図３は負性容量回路の周波数特性を示すスミスチャートであり、この図３に示すように、負性容量回路６はスミスチャート上では周波数に対して通常の容量とは逆向きとなる。
【００１４】
以上のように、この実施の形態１によれば、可変容量素子５に並列に負性容量回路６を接続することで、可変容量素子５および負性容量回路６からなる合成容量の制御電圧に応じた変化比を大きくし、発振周波数帯域を広帯域化することができる。
また、発振用能動素子を、電界効果トランジスタ１により容易に構成することができる。
なお、上記実施の形態１では、可変容量素子５を有するリアクタンス回路２ａにより、発振周波数を制御する同調回路を構成したが、可変容量素子は、リアクタンス回路２ａの他、リアクタンス回路２ｂまたはリアクタンス回路２ｃ、または、リアクタンス回路２ｂ，２ｃの両方に設けても良く、同様に可変容量素子を有するリアクタンス回路は、発振周波数を制御する同調回路として機能することができる。
【００１５】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、負性容量回路６を、可変容量素子５に直列に接続したものである。その他の構成については、図１と同等である。
【００１６】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、負性容量回路６を、可変容量素子５に並列に接続したが、この実施の形態２では、負性容量回路６を、可変容量素子５に直列に接続するものである。
図４において、発振周波数を制御する場合は、可変容量素子５に印加される制御電圧を変化させることによって、その可変容量素子の接合容量Ｃjを変化させ、同調回路の共振周波数を変化させる。これにより、発振周波数が変化する。
【００１７】
図５はこの発明の実施の形態２による電圧制御発振器の可変容量素子および負性容量回路の合成容量の変化を示す特性図であり、この実施の形態２では、可変容量素子５に負性容量回路６を直列に接続しているため、図５に示すように、可変容量素子５の接合容量Ｃjの最大値は、負性容量回路６の容量｜−Ｃn｜により大きくなり、合成した容量ＣjtはＣjt＝ＣjＣn／（Ｃn−Ｃj）（但し、Ｃn＞０）となる。合成した容量の変化比Ｃjt rateは次式（２）で表され、大きくなることが分かる。
【数２】
0004611290.tif 000003
その結果、広帯域な発振周波数帯域が得られる。
【００１８】
以上のように、この実施の形態２によれば、可変容量素子５に直列に負性容量回路６を接続することで、可変容量素子５および負性容量回路６からなる合成容量の制御電圧に応じた変化比を大きくし、発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００１９】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、リアクタンス回路２ｂにおけるインダクタ４ｂは、電界効果トランジスタ１のソース端子に直列に接続されたものである。可変容量素子５ｂは、バラクタダイオード等により構成されたものであり、インダクタ４ｂに直列に接続され、制御電圧に応じて容量が変化するものである。負性容量回路６ｂは、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有するものであり、可変容量素子５ｂに直列に接続されたものである。また、リアクタンス回路２ｃにおける、発振周波数を制御する同調回路として、インダクタ４ｃは、電界効果トランジスタ１のドレイン端子に直列に接続されたものである。可変容量素子５ｃは、バラクタダイオード等により構成されたものであり、インダクタ４ｃに直列に接続され、制御電圧に応じて容量が変化するものである。負性容量回路６ｃは、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有するものであり、可変容量素子５ｃに直列に接続されたものである。その他の構成については、図４と同等である。
【００２０】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１および２では、リアクタンス回路２ａにおいて、可変容量素子５に負性容量回路６を接続した構成を示したが、この実施の形態３では、さらに、リアクタンス回路２ｂ，２ｃにおいて、可変容量素子に負性容量回路を接続した構成にしたものである。
図６において、リアクタンス回路２ａでは、可変容量素子５に負性容量回路６を直列に接続しているため、可変容量素子５の接合容量の最大値は、負性容量回路６の容量により大きくなり、合成した容量の変化比は大きくなる。その結果、広帯域な発振周波数帯域が得られる。
この時、リアクタンス回路２ｂ，２ｃにおいても可変容量素子５ｂ，５ｃを設け、同調回路としたことで、発振条件を満たす周波数帯域を広げ、広帯域化の効果はさらに大きくなる。また、可変容量素子５ｂ，５ｃに対して負性容量回路６ｂ，６ｃを接続しているので、広帯域化の効果はさらに大きくなる。
【００２１】
以上のように、この実施の形態３によれば、リアクタンス回路２ｂ，２ｃに可変容量素子５ｂ，５ｃを設け、同調回路の機能を設けることで、発振条件を満たす周波数帯域を広げ、発振周波数帯域をさらに広帯域化することができると共に、可変容量素子５ｂ，５ｃに負性容量回路６ｂ，６ｃを接続することで、制御電圧に応じた可変容量素子５ｂ，５ｃおよび負性容量回路６ｂ，６ｃからなる合成容量変化比を大きくし、発振周波数帯域をさらに広帯域化することができる。
なお、上記実施の形態３では、リアクタンス回路２ａ〜２ｃに、インダクタ、可変容量素子、負性容量回路からなる直列回路を設けたが、可変容量素子および負性容量回路は、並列回路としても良く、同様な効果を奏する。
また、リアクタンス回路２ａ〜２ｃは、インダクタ、可変容量素子、負性容量回路からなる直列回路と並列回路との組み合わせからなるものであっても良く、同様な効果を奏する。
さらに、リアクタンス回路２ａ〜２ｃは、同一に構成することなく、例えば、リアクタンス回路２ａ〜２ｃのうちの少なくとも一つのリアクタンス回路に可変容量素子を設け、さらに、それら一つあるいは複数の可変容量素子のうちの少なくとも一つの可変容量素子に負性容量回路を接続しても良く、同様な効果を奏する。
さらに、リアクタンス回路２ａ〜２ｃの各構成を互いに異なるような、インダクタ、可変容量素子、負性容量回路からなる直列回路と並列回路との組み合わせとしても良く、同様な効果を奏する。
【００２２】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、負性容量回路６における電界効果トランジスタ（第１の電界効果トランジスタ）７は、ゲート端子が可変容量素子５に並列に接続され、ソース端子が接地されたものである。電界効果トランジスタ（第２の電界効果トランジスタ）８は、ドレイン端子が電界効果トランジスタ７のゲート端子に接続され、ソース端子が接地され、ゲート端子が電界効果トランジスタ７のドレイン端子に接続され、インダクタ９は、一端が電界効果トランジスタ７のドレイン端子に接続され、他端が接地されたものである。その他の構成については、図１と同等である。
【００２３】
次に動作について説明する。
この実施の形態４では、上記実施の形態１における負性容量回路を、２つの電界効果トランジスタ７，８と、１つのインダクタ９とにより構成したものである。
図７に示す負性容量回路６は、入力において高周波電圧が正の時に負の電流が流れるため、負のインピーダンスの特性を有している。スミスチャート上では、図３に示すような、周波数に対して通常の容量と逆向きの特性が得られる。
なお、図７では、上記実施の形態１における可変容量素子に並列に接続される負性容量回路６を、２つの電界効果トランジスタ７，８と、１つのインダクタ９とにより構成したものについて示したが、これを上記実施の形態２に適用しても良い。
【００２４】
図８はこの発明の実施の形態４による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、負性容量回路６における電界効果トランジスタ７は、ゲート端子が可変容量素子５に直列に接続されたものである。その他の構成については、図７と同等である。
このような構成においても、入力において高周波電圧が正の時に負の電流が流れるため、負のインピーダンスの特性を有しており、スミスチャート上では、図３に示すような、周波数に対して通常の容量と逆向きの特性が得られる。
【００２５】
以上のように、この実施の形態４によれば、負性容量回路６を、２つの電界効果トランジスタ７，８と、１つのインダクタ９とにより、容易に構成することができ、可変容量素子５に並列または直列に負性容量回路６を接続することで、可変容量素子５および負性容量回路６からなる合成容量の制御電圧に応じた変化比を大きくし、発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００２６】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、負性容量回路（第１の負性容量回路）６ａは、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有するものであり、可変容量素子５および負性容量回路６からなる並列回路に直列に接続されたものである。その他の構成については、図１と同等である。
【００２７】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、可変容量素子５に負性容量回路６を並列接続したが、この実施の形態５では、さらに、その並列回路に直列に負性容量回路６ａを接続したものである。
図９において、可変容量素子５に負性容量回路６を並列に接続しているため、可変容量素子５の接合容量Ｃjは、負性容量回路６の容量｜−Ｃn｜分小さくなり、合成した容量の変化比は大きくなる。
さらに、その並列回路に直列に負性容量回路６ａを接続しているため、合成された容量の最大値は大きくなり、合成容量の変化比は大きくなる。その結果、さらに広帯域な発振周波数帯域が得られる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態５によれば、発振周波数を制御する同調回路として、可変容量素子５および負性容量回路６からなる並列回路に直列に負性容量回路６ａを接続することで、可変容量素子５、負性容量回路６および負性容量回路６ａからなる合成容量の制御電圧に応じた変化比をさらに大きくし、発振周波数帯域をさらに広帯域化することができる。
【００２９】
実施の形態６．
図１０はこの発明の実施の形態６による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、負性容量回路６ａを、可変容量素子５および負性容量回路６からなる直列回路に並列に接続したものである。その他の構成については、図４と同等である。
【００３０】
次に動作について説明する。
上記実施の形態２では、可変容量素子５に負性容量回路６を直列接続したが、この実施の形態６では、さらに、その直列回路に並列に負性容量回路６ａを接続したものである。
図１０において、可変容量素子５に負性容量回路６を直列に接続しているため、可変容量素子５の接合容量Ｃjの最大値は、負性容量回路６の容量｜−Ｃn｜により大きくなり、合成した容量の変化比は大きくなる。
さらに、その直列回路に並列に負性容量回路６ａを接続しているため、合成した容量は負性容量回路６ａの容量｜−Ｃn a｜分小さくなり、合成容量の変化比は大きくなる。その結果、さらに広帯域な発振周波数帯域が得られる。
【００３１】
以上のように、この実施の形態６によれば、発振周波数を制御する同調回路として、可変容量素子５および負性容量回路６からなる直列回路に並列に負性容量回路６ａを接続することで、可変容量素子５、負性容量回路６および負性容量回路６ａからなる合成容量の制御電圧に応じた変化比をさらに大きくし、発振周波数帯域をさらに広帯域化することができる。
【００３２】
実施の形態７．
図１１はこの発明の実施の形態７による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、可変容量素子（第１の可変容量素子）５ｄは、電界効果トランジスタ１のゲート端子およびソース端子間に接続され、制御電圧に応じて容量が変化するものである。その他の構成については、図６と同等である。
【００３３】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１から６では、リアクタンス回路２ａ〜２ｃにおいて、可変容量素子に負性容量回路を接続したものを示したが、この実施の形態７では、さらに、電界効果トランジスタ１のゲート端子およびソース端子間に可変容量素子５ｄを接続したものである。
図１１において、可変容量素子に負性容量回路を直列接続しているため、可変容量素子の接合容量の最大値は、負性容量回路の容量により大きくなり、合成した容量の変化比は大きくなる。その結果、広帯域な発振周波数帯域が得られる。
この時、電界効果トランジスタ１のゲート端子およびソース端子間に可変容量素子５ｄを接続することで、制御電圧に応じてゲート・ソース間容量Ｃgsが大きくなり、広帯域化の効果はさらに大きくなる。
【００３４】
以上のように、この実施の形態７によれば、電界効果トランジスタ１のゲート端子およびソース端子間に、制御電圧に応じて容量が変化する可変容量素子５ｄを接続したことにより、電界効果トランジスタ１のゲート・ソース間容量を制御電圧に応じて変化させ、発振周波数帯域をさらに広帯域化することができる。
【００３５】
実施の形態８．
図１２はこの発明の実施の形態８による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、バイポーラトランジスタ１０は、この電圧制御発振器の回路内の電力を増幅する発振用能動素子として機能するものである。また、可変容量素子５ｄは、バイポーラトランジスタ１０のエミッタ端子およびベース端子間に接続され、制御電圧に応じて容量が変化するものである。その他の構成については、図１１と同等である。
【００３６】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１から７では、発振用能動素子として電界効果トランジスタ１を用いたものについて示したが、この実施の形態８では、発振用能動素子としてバイポーラトランジスタ１０を用いたものである。
図１２に示した電圧制御発振器において、電圧制御発振器の回路内の電力がバイポーラトランジスタ１０により増幅され、そのバイポーラトランジスタ１０の各端子に接続された第１から第３のリアクタンス回路２ａ〜２ｃにより、その増幅された電力の一部がバイポーラトランジスタ１０に戻され、バイポーラトランジスタ１０により電力がさらに増幅されることで発振動作を行い、負荷抵抗３から発振出力させる。発振周波数は、同調回路の共振周波数で決定される。発振周波数を制御する場合は、可変容量素子５に印加される制御電圧を変化させることによって、その可変容量素子の接合容量を変化させ、同調回路の共振周波数を変化させる。これにより、発振周波数が変化する。
【００３７】
この実施の形態８では、可変容量素子に負性容量回路を直列接続しているため、可変容量素子の接合容量の最大値は、負性容量回路の容量により大きくなり、合成した容量の変化比は大きくなる。その結果、広帯域な発振周波数帯域が得られる。
この時、バイポーラトランジスタ１０のエミッタ端子およびベース端子間に可変容量素子５ｄを接続することで、制御電圧に応じて電界効果トランジスタ１のゲート・ソース間容量Ｃgsに相当するバイポーラトランジスタ１０のエミッタ・ベース間容量Ｃiが大きくなり、広帯域化の効果はさらに大きくなる。
【００３８】
以上のように、この実施の形態８によれば、発振用能動素子を、バイポーラトランジスタ１０により容易に構成することができる。
また、バイポーラトランジスタ１０のエミッタ端子およびベース端子間に、制御電圧に応じて容量が変化する可変容量素子５ｄを接続したことにより、バイポーラトランジスタ１０のエミッタ・ベース間容量を制御電圧に応じて変化させ、発振周波数帯域をさらに広帯域化することができる。
【００３９】
実施の形態９．
図１３はこの発明の実施の形態９による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、バイポーラトランジスタ１１は、この電圧制御発振器の回路内の電力を増幅する発振用素子として機能するものである。同調回路（第１の同調回路）１２ａは、バイポーラトランジスタ１１のベース端子（第１の端子）に接続され、同調回路（第２の同調回路）１２ｂは、バイポーラトランジスタ１１のエミッタ端子（第２の端子）に接続され、同調回路（第３の同調回路）１２ｃは、バイポーラトランジスタ１１のコレクタ端子（第３の端子）に接続されたものである。負荷抵抗１３は、同調回路１２ｃに接続され、バイポーラトランジスタ１１により増幅された発振電力を出力するものである。
【００４０】
また、同調回路１２ａにおけるインダクタ１４ａは、バイポーラトランジスタ１１のベース端子に直列に接続されたものである。可変容量素子１５ａは、バラクタダイオード等により構成されたのものであり、陰極側がインダクタ１４ａ側になるようにそのインダクタ１４ａに直列に接続され、制御電圧に応じて容量が変化するものである。なお、同調回路１２ｂ，１２ｃにおいても同様に、可変容量素子とインダクタとが直列に接続されているものとする。
【００４１】
次に動作について説明する。
図１３に示した電圧制御発振器において、発振器の回路内の電力がバイポーラトランジスタ１１により増幅され、そのバイポーラトランジスタ１１の各端子に接続された同調回路１２ａ〜１２ｃにより、その増幅された電力の一部がバイポーラトランジスタ１１に戻され、バイポーラトランジスタ１１により電力がさらに増幅されることで発振動作を行い、負荷抵抗１３から発振出力させる。
【００４２】
図１４はこの発明の実施の形態９による電圧制御発振器の等価回路を示す回路図であり、図において、バイポーラトランジスタ１１内におけるＣbeはベース・エミッタ間容量、Ｃbcはベース・コレクタ間容量、ｇｍは相互コンダクタンスである。Ｌbはベース側のインダクタンス、Ｃjbはベース側の容量値、Ｌeはエミッタ側のインダクタンス、Ｃjeはエミッタ側の容量値、Ｌcはコレクタ側のインダクタンス、Ｃjcはコレクタ側の容量値、Ｚaはベース端子よりバイポーラトランジスタ１１側を見たインピーダンス、Ｚrはベース端子よりインダクタ１４ａ側を見たインピーダンスである。
発振周波数は、次式（３），（４）を満足する周波数である。
Ｒｅ（Ｚa）＋Ｒｅ（Ｚr）＜０                          （３）
Ｉｍ（Ｚa）＋Ｉｍ（Ｚr）＝０                          （４）
【００４３】
発振周波数を制御する場合は、可変容量素子１５に印加される制御電圧を変化させることによって、上式（３），（４）を満足するように可変容量素子１５の接合容量を変化させ、発振周波数を変化させる。
この時、発振周波数は次式（５）から（８）の関係がある。
【数３】
0004611290.tif 000004
但し、ωoは発振角周波数、Ａb，Ａc，Ａe，Ａbc，Ａbe，Ａβはインダクタンスの関数である。
【００４４】
図１５はこの発明の実施の形態９による電圧制御発振器の発振周波数帯域を示す特性図であり、上式（５）から（８）から、発振周波数と容量値Ｃjb，Ｃje，Ｃjcとの関係はこの図１５のようになる。このことから、同調回路を３つ設け、且つＣjb，Ｃje，Ｃjcのそれぞれの容量値および容量変化比を同程度とし、Ｃjb，Ｃje，Ｃjcの容量値を固定の容量値Ｃbe，Ｃbcと同程度以下とすることで、発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００４５】
図１６はこの発明の実施の形態９による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、可変容量素子１６ａは、バラクタダイオード等により構成され、陽極側がインダクタ１４ａ側になるようにそのインダクタ１４ａに直列に接続され、制御電圧に応じて容量が変化するものである。その他の構成については、図１３と同等である。このように、可変容量素子１６ａの向きは逆でも良く、同様な効果を奏することができる。
図１７はこの発明の実施の形態９による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、同調回路１２ｂにおけるインダクタ１４ｂは、バイポーラトランジスタ１１のエミッタ端子に直列に接続されたものである。可変容量素子１６ｂは、バラクタダイオード等により構成され、陽極側がインダクタ１４ｂ側になるようにそのインダクタ１４ｂに直列に接続され、制御電圧に応じて容量が変化するものである。同調回路１２ｃにおける可変容量素子１５ｃは、バラクタダイオード等により構成され、陰極側がコレクタ端子側になるように接続され、制御電圧に応じて容量が変化するものである。その他の構成については、図１３と同等である。このように、インダクタ１４は、全ての同調回路１２に必要とは限らず、少なくとも、一つの同調回路１２に設けられていれば良く、同様な効果を奏することができる。
また、負荷抵抗１３は、同調回路１２ａまたは同調回路１２ｂに接続されていても良く、同様な効果を奏することができる。
さらに、この実施の形態９では、発振用素子としてバイポーラトランジスタ１１を用いたが、電界効果トランジスタを用いても良く、同様な効果を奏することができる。
【００４６】
以上のように、この実施の形態９によれば、バイポーラトランジスタ１１に同調回路１２ａ〜１２ｃを接続し、それら同調回路１２ａ〜１２ｃに適切な容量値および容量変化を持つ可変容量素子を用いることで、発振周波数帯域を広帯域化することができる。
また、可変容量素子とインダクタとを直列に接続したことで、同調回路を容易に構成することができる。
さらに、発振用能動素子を、バイポーラトランジスタ１１により構成したことで、発振用能動素子を容易に構成することができる。
さらに、発振用能動素子を、電界効果トランジスタにより構成したことで、発振用能動素子を容易に構成することができる。
【００４７】
実施の形態１０．
図１８はこの発明の実施の形態１０による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、同調回路１２ｄは、バイポーラトランジスタ１１のベース端子とエミッタ端子との間に接続され、同調回路１２ｅは、バイポーラトランジスタ１１のエミッタ端子とコレクタ端子との間に接続され、同調回路１２ｆは、バイポーラトランジスタ１１のベース端子とコレクタ端子との間に接続された構成である。なお、同調回路１２ｄ〜１２ｆにおいても同様に、可変容量素子とインダクタとが直列に接続されているものとする。その他の構成については、図１３と同等である。
【００４８】
次に動作について説明する。
図１８に示した電圧制御発振器において、発振器の回路内の電力がバイポーラトランジスタ１１により増幅され、そのバイポーラトランジスタ１１の各端子に接続された同調回路１２ａ〜１２ｆにより、その増幅された電力の一部がバイポーラトランジスタ１１に戻され、バイポーラトランジスタ１１により電力がさらに増幅されることで発振動作を行い、負荷抵抗１３から発振出力させる。発振周波数は、上式（３），（４）を満足する周波数である。
【００４９】
発振周波数を制御する場合は、可変容量素子１５に印加される制御電圧を変化させることによって、上式（３），（４）を満足するように可変容量素子１５の接合容量を変化させ、発振周波数を変化させる。
上式（５）から（８）のように、発振周波数と容量値との関係があることから、同調回路１２を３つ以上設け、可変容量素子１５のそれぞれの容量値および容量変化比を同程度とし、可変容量素子１５の容量値を固定の容量値と同程度以下とすることで、発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００５０】
図１９はこの発明の実施の形態１０による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、図１８に示した同調回路１２ｅ，１２ｆを削除したものである。このように、同調回路１２は、同調回路１２ａ〜１２ｆのうちの少なくとも３つ以上設けられていれば良く、同様な効果を奏することができる。
図２０はこの発明の実施の形態１０による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、リアクタンス回路１７は、バイポーラトランジスタ１１のベース端子とエミッタ端子との間に接続されたものである。このように、同調回路１２を、同調回路１２ａ〜１２ｆのうちの少なくとも３つ以上設け、また、同調回路１２が接続されていない少なくとも一つの個所に可変容量素子１５が設けられていない固定のリアクタンス回路１７を接続しても良く、リアクタンス回路１７を接続することで、さらに発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００５１】
以上のように、この実施の形態１０によれば、バイポーラトランジスタ１１のベース端子、エミッタ端子、コレクタ端子、ベース端子とエミッタ端子との間、エミッタ端子とコレクタ端子との間、コレクタ端子とベース端子との間のうちの少なくとも３個所に同調回路１２を接続し、それら同調回路１２に適切な容量値および容量変化を持つ可変容量素子を用いることで、発振周波数帯域を広帯域化することができる。また、接続する同調回路１２の数を４つ以上に増やす程、さらに発振周波数帯域を広帯域化することができる。
また、リアクタンス回路１７を接続することで、さらに発振周波数帯域を広帯域化することができる。さらに、接続するリアクタンス回路１７の数を２つ以上に増やす程、さらに発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００５２】
実施の形態１１．
図２１はこの発明の実施の形態１１による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、同調回路１２ａ内のインダクタ１４ａと可変容量素子１５ａとを並列に接続したものである。その他の構成については、図１８と同等である。
【００５３】
次に動作について説明する。
上記実施の形態９および１０では、同調回路１２ａ内のインダクタ１４ａと可変容量素子１５ａとを直列接続したが、この実施の形態１１では、同調回路１２ａ内のインダクタ１４ａと可変容量素子１５ａとを並列に接続したものである。
図２１において、発振周波数を制御する場合は、可変容量素子１５に印加される制御電圧を変化させることによって、上式（３），（４）を満足するように可変容量素子１５の接合容量を変化させ、発振周波数を変化させる。
上式（５）から（８）のように、発振周波数と容量値との関係があることから、同調回路１２を３つ以上設け、可変容量素子１５のそれぞれの容量値および容量変化比を同程度とし、可変容量素子１５の容量値を固定の容量値と同程度以下とすることで、発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００５４】
図２２はこの発明の実施の形態１１による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、同調回路１２ｂ内のインダクタ１４ｂと可変容量素子１５ｂとを並列に接続し、また、その並列回路にインダクタ１４ｂを直列に接続したものである。また、同調回路１２ｃ内のインダクタ１４ｃと可変容量素子１５ｃとを直列に接続したものである。このように、同調回路１２は、インダクタと可変容量素子との直列回路、あるいは並列回路、あるいは両者の組み合わせでも良く、同様な効果を奏することができる。
【００５５】
以上のように、この実施の形態１１によれば、可変容量素子とインダクタとを直列に接続したことで、同調回路を容易に構成することができる。
また、同調回路１２は、インダクタと可変容量素子との直列回路、あるいは並列回路、あるいは両者の組み合わせでも良く、製作の自由度を広げることができる。
【００５６】
実施の形態１２．
図２３はこの発明の実施の形態１２による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、同調回路１２ａ内の２つの可変容量素子１５ａは、バラクタダイオードにより構成され、それらバラクタダイオードの極性が同じ向きに直列接続され、且つ陰極側がインダクタ１４ａ側になるようにそのインダクタ１４ａに直列接続されたものである。その他の構成については、図１８と同等である。
【００５７】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１０では、同調回路１２ａを構成する可変容量素子１５ａは１つであったが、この実施の形態１２では、同調回路１２ａを構成する可変容量素子１５ａを２つ設け、共に陰極側がインダクタ１４ａ側になるように直列接続したものである。
図２３において、発振周波数を制御する場合は、可変容量素子１５ａ，１５ａに印加される制御電圧を変化させることによって、上式（３），（４）を満足するように可変容量素子１５ａ，１５ａの接合容量を変化させ、発振周波数を変化させる。
上式（５）から（８）より、同調回路１２に含まれる容量の合成容量値を固定の容量値と同程度以下とすることで、発振周波数帯域が大きくなることから、可変容量素子１５ａ，１５ａを同じ向きに直列に接続することで、同調回路１２に含まれる容量の合成容量値を半分に小さくでき、発振周波数帯域を広帯域化することができる。
また、直列に接続する可変容量素子１５ａの個数を増やすことで、さらに容量値を小さくでき、発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００５８】
図２４はこの発明の実施の形態１２による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、同調回路１２ｂ内では１つの可変容量素子１５ｂをインダクタ１４ｂに直列接続したものである。このように、全ての同調回路１２において可変容量素子を複数接続にする必要はなく、同様な効果を奏することができる。
【００５９】
以上のように、この実施の形態１２によれば、可変容量素子を、極性が同じ向きに直列接続したバラクタダイオードにより構成したことで、可変容量素子の容量値を小さくすることができ、さらに発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００６０】
実施の形態１３．
図２５はこの発明の実施の形態１３による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、同調回路１２ａ内の２つの可変容量素子１５ａ，１６ａは、バラクタダイオードにより構成され、それらバラクタダイオードの互いの陰極側が直列接続され、且つ一方の陽極側がインダクタ１４ａに直列接続されたものである。その他の構成については、図１８と同等である。
【００６１】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１２では、同調回路１２ａを構成する可変容量素子１５ａ，１５ａを極性が同じ向きに直列に接続したが、この実施の形態１３では、同調回路１２ａを構成する可変容量素子１５ａ，１６ａを極性が異なる向きに直列に接続したものである。
図２５において、発振周波数を制御する場合は、可変容量素子１５ａ，１６ａに印加される制御電圧を変化させることによって、上式（３），（４）を満足するように可変容量素子１５ａ，１６ａの接合容量を変化させ、発振周波数を変化させる。
上式（５）から（８）より、同調回路１２に含まれる容量の合成容量値を固定の容量値と同程度以下とすることで、発振周波数帯域が大きくなることから、可変容量素子１５ａ，１６ａを逆向きに直列に接続することで、同調回路１２に含まれる容量の合成容量値を小さくでき、且つ制御電圧を大きく振れるために発振周波数帯域を広帯域化することができる。
また、直列に接続する可変容量素子の個数を増やすことで、さらに容量値を小さくでき、発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００６２】
図２６はこの発明の実施の形態１３による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、同調回路１２ｂ内では２つの可変容量素子１５ｂ，１５ｂを極性が同じ向きに直列に接続し、同調回路１２ｃ内では１つの可変容量素子１５ｃをインダクタ１４ｃに直列接続したものである。このように、全ての同調回路１２において可変容量素子を逆向きに複数接続にする必要はなく、同様な効果を奏することができる。
【００６３】
以上のように、この実施の形態１３によれば、可変容量素子を、極性が異なる向きに直列接続したバラクタダイオードにより構成したことで、可変容量素子の容量値を小さくすることができ、さらに発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００６４】
実施の形態１４．
図２７はこの発明の実施の形態１４による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、負性容量回路１８ａは、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有するものであり、同調回路１２ａを構成する可変容量素子１５ａに直列に接続されたものである。その他の構成については、図１８と同等である。
【００６５】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１０では、同調回路１２ａをインダクタ１４ａと可変容量素子１５ａとの直列接続で構成したが、この実施の形態１４では、同調回路１２ａを構成する可変容量素子１５ａに負性容量回路１８ａを直列に接続し、それらをインダクタ１４ａに直列に接続したものである。
図２７において、発振周波数を制御する場合は、可変容量素子１５ａに印加される制御電圧を変化させることによって、上式（３），（４）を満足するように可変容量素子１５ａの接合容量を変化させ、発振周波数を変化させる。
【００６６】
上式（５）から（８）より、同調回路１２に含まれる容量の合成容量値の変化比を大きくすることで、発振周波数帯域が大きくなる。
この時、可変容量素子１５ａに負性容量回路１８ａを直列に接続しているため、図５に示したように、可変容量素子１５ａの接合容量Ｃjの最大値は負性容量回路１８ａの容量｜−Ｃn｜により大きくなり、合成した容量ＣjtはＣjt＝ＣjＣn／（Ｃn−Ｃj）（但し、Ｃn＞０）となる。合成した容量の変化比Ｃjt rateは上式（２）で表され、大きくなることが分かる。
その結果、広帯域な発振周波数帯域が得られる。
図３に示したスミスチャートのように、負性容量回路１８ａはスミスチャート上では周波数に対して通常の容量とは逆向きとなる。
【００６７】
図２８はこの発明の実施の形態１４による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、同調回路１２ｂ内では１つの可変容量素子１５ｂをインダクタ１４ｂに直列接続したものである。このように、全ての同調回路１２において負性容量回路を接続する必要はなく、同様な効果を奏することができる。
【００６８】
図２９はこの発明の実施の形態１４による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、リアクタンス回路１７ｂは、バイポーラトランジスタ１１のエミッタ端子に接続されたものであり、リアクタンス回路１７ｃは、バイポーラトランジスタ１１のコレクタ端子に接続されたものである。このように、同調回路１２の一部を可変容量素子１５が設けられていない固定のリアクタンス回路としても良い。
【００６９】
図３０はこの発明の実施の形態１４による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、負性容量回路１８ａにおける電界効果トランジスタ１９は、ゲート端子が可変容量素子１５ａの陽極に直列に接続され、ソース端子が接地されたものである。電界効果トランジスタ２０は、ドレイン端子が電界効果トランジスタ１９のゲート端子に接続され、ソース端子が接地され、ゲート端子が電界効果トランジスタ１９のドレイン端子に接続され、インダクタ２１は、一端が電界効果トランジスタ１９のドレイン端子に接続され、他端が接地されたものである。その他の構成については、図２９と同等である。このように、容易に負性容量回路１８ａを構成することができる。
【００７０】
以上のように、この実施の形態１４によれば、同調回路１２を、可変容量素子１５に直列に接続された負性容量回路１８により構成したことで、可変容量素子１５および負性容量回路１８からなる合成容量の制御電圧に応じた変化比を大きくし、さらに発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００７１】
実施の形態１５．
図３１はこの発明の実施の形態１５による電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、負性容量回路１８ａは、通常の容量に対してインピーダンスの周波数特性が逆向きの特性を有するものであり、同調回路１２ａを構成する可変容量素子１５ａに並列に接続されたものである。その他の構成については、図１８と同等である。
【００７２】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１４では、同調回路１２ａを構成する可変容量素子１５ａに負性容量回路１８ａを直列に接続したが、この実施の形態１５では、同調回路１２ａを構成する可変容量素子１５ａに負性容量回路１８ａを並列に接続し、それらをインダクタ１４ａに直列に接続したものである。
図３１において、発振周波数を制御する場合は、可変容量素子１５ａに印加される制御電圧を変化させることによって、上式（３），（４）を満足するように可変容量素子１５ａの接合容量を変化させ、発振周波数を変化させる。
【００７３】
上式（５）から（８）より、同調回路１２ａに含まれる容量の合成容量値を固定の容量値と同程度以下とすることで、また、容量変化比を大きくすることで、発振周波数帯域が大きくなる。
この時、可変容量素子１５ａに負性容量回路１８ａを並列に接続しているため、図２に示したように、可変容量素子１５ａの接合容量Ｃjは負性容量回路１８ａの容量｜−Ｃn｜分小さくなり、合成した容量ＣjtはＣjt＝Ｃj−Ｃn（但し、Ｃn＞０）となる。合成した容量の変化比Ｃjt rateは上式（１）で表され、大きくなることが分かる。
その結果、広帯域な発振周波数帯域が得られる。
【００７４】
図３２はこの発明の実施の形態１５による他の電圧制御発振器を示す回路図であり、図において、同調回路１２ｂ内では負性容量回路１８ｂが可変容量素子１５ｂに直列に接続されたものである。同調回路１２ｃ内では可変容量素子１５ｃに直列に接続された負性容量回路１８ｃと、並列に接続された負性容量回路１８ｃとを設けたものである。このように、可変容量素子１５と負性容量回路１８とは、直列接続あるいは並列接続、あるいは直列接続および並列接続の組み合わせでも良く、また、全ての同調回路１２において負性容量回路１８を接続する必要はなく、同様な効果を奏することができる。
【００７５】
以上のように、この実施の形態１５によれば、同調回路１２を、可変容量素子１５に並列に接続された負性容量回路１８により構成したことで、可変容量素子１５および負性容量回路１８からなる合成容量の制御電圧に応じた変化比を大きくし、さらに発振周波数帯域を広帯域化することができる。
【００７６】
以上のように、この発明に係る電圧制御発振器は、例えば、電波観測や計測器等に適用可能なものである。
【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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【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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