【手続補正書】
【提出日】平成19年8月8日(2007.8.8)
【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】
インダクタと容量とが並列に接続された共振回路と、
上記共振回路に接続された、負性コンダクタンスを発生する負性コンダクタンス発生回路とを具備し、上記共振回路の共振周波数でほぼ定まる周波数の信号を出力する発振器であって、
上記インダクタは、インダクタンスが変化する可変インダクタであり、
上記共振回路の共振周波数がインダクタンスの変化によって変化し、
上記可変インダクタは、
第１のインダクタと、
上記第１のインダクタに対して相互インダクタンスを介して磁気的に結合している第２のインダクタと、
上記第２のインダクタに接続された、リアクタンス素子を含んで成るインダクタンス制御回路とを具備して成り、
上記インダクタンス制御回路は、上記リアクタンス素子の値を変化させるための制御信号を入力するインダクタンス制御端子を有し、
上記制御信号によって上記リアクタンス素子の値が変化することにより、上記第１のインダクタのインダクタンスが変化し、
上記リアクタンス素子は、上記制御信号によって容量値が変化する第２の可変容量であり、
上記容量は、容量値が変化する第１の可変容量であり、上記共振回路の共振周波数が容量値の変化によって変化することを特徴とする発振器。
【請求項２】
請求項１おいて、
上記第２の可変容量は、上記制御信号によって容量値が大小に変化する複数の並列接続された可変容量であることを特徴とする発振器。
【請求項３】
請求項１おいて、
上記容量は、第１の容量と第２の容量とを備えてなり、
トランジスタの入力電極と接地電極の間に上記第１の容量が接続され、上記トランジスタの出力電極と上記接地電極の間に上記第２の容量が接続され、上記出力電極と上記接地電極の間に上記可変インダクタが接続され、
上記負性コンダクタンス発生回路が上記出力電極と上記接地電極の間に形成されていることを特徴とする発振器。
【請求項４】
請求項３において、
上記発振器の２個が差動型を成すように相互に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項５】
請求項１において、
上記負性コンダクタンス発生回路は、２個のトランジスタの一方のトランジスタの入力端子と他方のトランジスタの出力端子とが相互に結合され、上記一方のトランジスタと上記他方のトランジスタの接地端子が相互に接続され、上記接地端子の接続点に定電流源が接続されて成ることを特徴とする発振器。
【請求項６】
アンテナによって受信された受信信号を増幅する低雑音増幅器と、
上記低雑音増幅器の出力信号の周波数を変換するミキサと、
周波数変換のための局部発振信号を生成して上記ミキサに出力する発振器と、
上記ミキサの出力信号から受信のベースバンド信号を取り出す復調回路と、
送信するベースバンド信号を変調して互いに直交する２個の信号を出力する変調器と、
上記変調器が出力する直交する２個の信号を、上記発振器が出力する上記局部発振信号を用いて直交変調して直交変調信号を出力する直交変調器と、
上記直交変調信号を増幅する電力増幅器と、
受信時に上記アンテナからの上記受信信号を上記低雑音増幅器に供給し、送信時に上記電力増幅器が出力する上記直交変調信号を上記アンテナに供給するスイッチを具備して成り、
上記発振器は、
インダクタと容量とが並列に接続された共振回路と、
上記共振回路に接続された、負性コンダクタンスを発生する負性コンダクタンス発生回路とを具備し、上記共振回路の共振周波数でほぼ定まる周波数の信号を出力する発振器であって、
上記インダクタは、インダクタンスが変化する可変インダクタであり、
上記共振回路の共振周波数がインダクタンスの変化によって変化し、
上記可変インダクタは、
第１のインダクタと、
上記第１のインダクタに対して相互インダクタンスを介して磁気的に結合している第２のインダクタと、
上記第２のインダクタに接続された、リアクタンス素子を含んで成るインダクタンス制御回路とを具備して成り、
上記インダクタンス制御回路は、上記リアクタンス素子の値を変化させるための制御信号を入力するインダクタンス制御端子を有し、
上記制御信号によって上記リアクタンス素子の値が変化することにより、上記第１のインダクタのインダクタンスが変化し、
上記リアクタンス素子は、上記制御信号によって容量値が変化する第２の可変容量であり、
上記容量は、容量値が変化する第１の可変容量であり、上記共振回路の共振周波数が容量値の変化によって変化することを特徴とする情報機器。
【請求項７】
請求項６において、
上記第２の可変容量は、上記制御信号によって容量値が大小に変化する複数の並列接続された可変容量であることを特徴とする情報機器。
【請求項８】
請求項６において、
上記低雑音増幅器と、上記ミキサと、上記発振器と、上記復調回路と、上記変調器と、上記直交変調器とを含んで成る送受信回路が半導体素子として構成されていることを特徴とする情報機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】可変インダクタを用いた発振器及び情報機器
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【数１】
2006135829.tif 000001
周波数制御は、周波数制御端子ＶＣＯＮＴに印加される電圧によって、可変容量ＣＶの容量値を制御することにより行なわれる。トリミング容量ＣＭは、周波数を段階的に変化させる目的で用いられる容量であり、端子ＶＴＲＭ１１〜ＶＴＲＭ１Ｎに与えられる制御電圧により、トリミング容量ＣＭを構成するＭＯＳ容量ＣＭ１１〜ＣＭ１Ｎ，ＣＭ２１〜ＣＭ２Ｎのそれぞれは、大きな容量値と小さな容量値の２値を採ることができる。このトリミング用の容量をＮ個用いることにより、周波数の設定を２Ｎ個の状態にすることができる。また、トリミング容量ＣＭは大きな容量変化率を持ち、通常、容量の変化率の小さいダイオードだけでは得られない周波数可変範囲を実現することができる。なお、図２８では、ＭＯＳ容量のゲートが端子ＶＢ２に入力される固定のバイアス電圧でバイアスされ、ソース・ドレインが端子ＶＴＲＭ１１〜ＶＴＲＭ１Ｎに与えられる制御電圧によって制御される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
【数３】
2006135829.tif 000002
インダクタＬ１の両端に印加される交流電圧Ｖ１１の電圧振幅をＶＡ１、インダクタＬ２の両端に印加される交流電圧Ｖ２１の電圧振幅をＶＡ２、インダクタＬ１、インダクタＬ２の自己インダクタンスをそれぞれＬｉ１，Ｌｉ２とし、角周波数をωとすると、ＶＡ１は次の式(４)で表される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図８に本発明の可変インダクタの第４の実施形態を示す。第１及び第２の実施形態における可変容量がＭＯＳトランジスタ４１２によるＭＯＳ容量（ゲート容量）で形成される。ゲートとソース・ドレイン間電圧を制御することによって容量値が制御され、インダクタンスが制御される。端子ＶＢ３に固定のバイアス電圧を与え、制御電圧を端子ＶＬＣに与えて容量値を制御することにより、図３中のＡ・Ｂ間又はＤ・Ｅ間でインダクタンスを連続的に変化させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
ＭＯＳ容量（Ｃ）及びそのクオリティファクタ（Ｑ）の電圧依存性を図９に示す。図９において、横軸に制御電圧端子ＶＬＣの電圧をとり、実線で容量Ｃ、破線でクオリティファクタＱを示す。図９に示すように、ＭＯＳ容量の電圧依存性におけるＭＣ点、即ち容量値が大きく変化する遷移領域では、クオリティファクタが下がる。一方、ＭＡ、ＭＢ点のような容量値の変化が小さい領域は、クオリティファクタが比較的良好であり、ＭＯＳ容量は、第２の実施形態における可変容量として用いるのに好適である。従って、図１０に示すように第２の実施形態における可変容量をＭＯＳ容量４３１〜４３Ｋで構成することにより、好ましい可変インダクタを実現することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
図８及び図１０において、ＭＯＳ容量のゲートをバイアス電圧端子ＶＢ３に入力されるバイアス電圧でバイアスし、ソース・ドレインを制御電圧端子ＶＬＣ，ＶＬＣ１〜ＶＬＣＫとしているが、逆にソース・ドレインをバイアス電圧端子ＶＢ３に入力されるバイアス電圧でバイアスし、ゲートを制御電圧端子としても得られる効果は変わらない。
なお、インダクタＬ１，Ｌ２とＭＯＳトランジスタ４１２及びその周辺素子とは、同一半導体装置に集積して形成することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
更に、インダクタンスを可変するためのＭＯＳ容量ＣＬＶ１１〜ＣＬＶ１Ｋを２個のＭＯＳ容量で構成し（Ｋ＝２）、２個のＭＯＳ容量の容量値をＣＬＶ１，ＣＬＶ２とする。それぞれの容量値をＭＯＳ容量ＣＭ１１〜ＣＭ１Ｎと同様にＣＬＶ２／ＭＡＸ＝２×ＣＬＶ１／ＭＡＸとすると、２個のＭＯＳ容量の容量値を切り替えることで、４値の容量値を採ることが可能になる。その結果、図１７に実線で示したＭＯＳ容量ＣＭにより切り替えられる４つの発振周波数の状態に対して、それぞれ４つの発振周波数の状態を設定することができる。このときの発振周波数の制御電圧ＶＣＯＮＴ依存性を図１７に点線で示す。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
図２０に本発明の発振器による第１２の実施形態を示す。本実施形態は、図１５に示した第９の実施形態と同様に差動型コルピッツ発振器の一例であるが、バイポーラトランジスタに代わってＭＯＳトランジスタが用いられる。本実施形態は、差動型の一方が、ドレインが第１の定電圧端子Ｖ１に接続されソースが第１の定電流源Ｉ２１を介して第２の定電圧端子Ｖ２に接続されたＮＭＯＳトランジスタＮＭ３１と、一端がトランジスタＮＭ１１のゲートに接続され他端がトランジスタＮＭ３１のソースに接続された容量Ｃ２１と、一端がトランジスタＮＭ３１のソースに接続され他端がＮＭ３１の第２の定電圧端子Ｖ２に接続された容量Ｃ２２と、トランジスタＮＭ３１のゲートに接続された第１〜第５の実施形態に記載した可変インダクタＬＶ１１とを含んで成る。差動型の他方が、ドレインが第１の定電圧端子Ｖ１に接続されソースが第２の定電流源Ｉ２２を介して第２の定電圧端子Ｖ２に接続された、トランジスタＮＭ３１とサイズの等しいＮＭＯＳトランジスタＮＭ３２と、一端がトランジスタＮＭ３２のゲートに接続され他端がトランジスタＮＭ３２のソースに接続された、容量Ｃ２１と容量値の等しい容量Ｃ３１と、一端がトランジスタＮＭ３２のソースに接続され他端が第２の定電圧端子Ｖ２に接続された容量Ｃ２２と容量値の等しい容量Ｃ３２と、トランジスタＮＭ３２のベースに接続された第１〜第５の実施形態に記載した可変インダクタＬＶ１２とを含んで成る。一端がそれぞれトランジスタＮＭ３１，ＮＭ３２のゲートに接続された可変インダクタＬＶ１１，ＬＶ１２の他端は共通に接続され、その共通点が抵抗ＲＢ１を介して固定のバイアス電圧を入力する端子ＶＢ４に接続される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
図２３に、本発明の発振器を含んで成る情報機器による第１５の実施形態を示す。本実施形態の情報機器は、ヘテロダイン形式の無線受信機である。図２３において、アンテナ３０１で受信された受信信号は、増幅回路３０２で増幅されてミキサ３０３に入力される。発振器制御回路（ＳＹＮＣ＿ＣＯＮＴ）３０４によって制御される本発明の発振器３０５が出力する局部発振信号をミキサ３０３の一方の入力信号とすることで、ミキサ３０３の出力において、受信信号の搬送波周波数が下げられ、中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）の受信信号が得られる。ＩＦ受信信号は、帯域通過フィルタ３０６により不要周波数成分が減衰されて後、ＩＦ増幅回路３０７で増幅され、復調回路（ＤＥＭＯＤ）３０８にてベースバンド信号として取り出される。ベースバンド信号は外部のベースバンド回路（図示せず）へ送られる。なお、ベースバンド回路から、発振器制御回路３０４へ制御信号が与えられる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
第６〜第１３の実施形態のいずれかの発振器を発振器３０５に用いることで、発振器３０５の発振周波数可変範囲を広くとることができるため、許容できる素子ばらつきの範囲が広がるため歩留りが向上し、また、複数のアプリケーションや通信方式に対応可能になるため、ヘテロダイン形式の無線受信機の製作コストを低くすることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
また、発振器３０５には、集積化に適した本発明の可変インダクタが採用されている。従って、図２５において、低雑音増幅回路３０２から自動利得制御増幅回路３１４ａ、３１４ｂに至る受信側、自動利得制御増幅回路３１４ｃ、３１４ｄから自動利得制御増幅回路３１４ｅに至る送信側、並びに発振器制御回路３０４及び発振器３０５による送受信回路３４６は、同一半導体基板に形成した半導体装置即ちＲＦ−ＩＣ（Radio Frequency - Integrated Circuit）として容易に構成することができる。更に、発振器３０５は、発振周波数可変範囲が広く、しかも位相雑音が少ない。従って、上記ＲＦ−ＩＣは、例えば、複数の周波数帯域を使用する複数の通信方式に一台で対応するマルチバンド・マルチモード無線送受信機に適用して好適である。