(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化固定層、磁化自由層、および前記磁化固定層と前記磁化自由層との間に配設された非磁性スペーサー層を備えた磁気抵抗効果素子と、
前記磁化自由層に磁場を印加する磁場印加部とを備え、
第１高周波信号およびローカル用の第２高周波信号を入力したときに、前記磁場の印加により共振周波数が当該第２高周波信号の周波数と同等に規定された前記磁気抵抗効果素子によって当該両高周波信号を乗算して乗算信号を生成する混合器。
【請求項２】
前記磁場印加部は、前記磁場の強さを変更可能に構成されている請求項１記載の混合器。
【請求項３】
前記磁場印加部は、前記磁場の強さを一定に維持する請求項１記載の混合器。
【請求項４】
前記磁気抵抗効果素子に直列接続された容量性素子を備え、当該容量性素子を介して前記両高周波信号を前記磁気抵抗効果素子に入力する請求項１から３のいずれかに記載の混合器。
【請求項５】
前記乗算信号を入力して増幅するトランジスタを備えている請求項１から４のいずれかに記載の混合器。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の混合器と、前記両高周波信号のうちの高い方の周波数をｆ１として低い方の周波数をｆ２としたときに、前記乗算信号のうちから周波数が（ｆ１＋ｆ２）および（ｆ１−ｆ２）のうちのいずれか一方を通過させるフィルタとを備えている周波数変換装置。
【請求項７】
前記第２高周波信号を生成する信号生成部を備えている請求項６記載の周波数変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗効果素子を用いて乗算信号を生成する混合器、およびその混合器を備えた周波数変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗効果素子として、磁化固定層と磁化自由層との間に非磁性材料で形成されたスペーサ層を介在させて構成されたＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ  Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子が知られている。このＴＭＲ素子では、電流を流したときにスピン偏極電子が流れて、磁化自由層内に蓄積されるスピン偏極電子の数に応じて磁化自由層の磁化の向きが変化する。一定の磁場内に配置された磁化自由層では、その磁化の向きを変更しようとしたときに、磁場によって拘束される安定な方向へ復元するようにトルクが働き、特定の力で揺らされたときに、スピン歳差運動と呼ばれる振動が発生する。
【０００３】
近年、ＴＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子に対して高い周波数の交流電流を流した場合において、磁化自由層に流れる交流電流の周波数と磁化の向きに戻ろうとするスピン歳差運動の振動数とが一致したときに、強い共振が発生する現象（スピントルク強磁性共鳴）が発見された（非特許文献１参照）。また、磁気抵抗効果素子に外部から静磁界を印加し、かつこの静磁界の方向を磁化固定層の磁化の方向に対して層内で所定角度傾けた状態では、磁気抵抗効果素子は、ＲＦ電流（スピン歳差運動の振動数（共振周波数）と一致する周波数のＲＦ電流）が注入されたときに、注入されたＲＦ電流の振幅の２乗に比例する直流電圧をその両端に発生させる機能、つまり、２乗検波機能（スピントルクダイオード効果）を発揮することが知られている。また、この磁気抵抗効果素子の２乗検波出力は、所定の条件下において半導体ｐｎ接合ダイオードの２乗検波出力を上回ることが知られている（非特許文献２参照）。
【非特許文献１】Nature, Vol.438, 17 November, 2005, pp.339-342
【非特許文献２】まぐね, Vol.2, No.6, 2007, pp.282-290
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のようなＴＭＲ素子の現象が知られつつも、このような現象を工業的に利用できる磁気デバイスは知られておらず、発見の応用が期待されていた。このため、本願出願人は、鋭意研究を重ねることにより、磁気抵抗効果素子の２乗検波機能に着目して、低いローカルパワーで作動可能な混合器への用途を検討した。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、低いローカルパワーで作動可能な混合器、およびその混合器を備えた周波数変換装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく本発明に係る混合器は、磁化固定層、磁化自由層、および前記磁化固定層と前記磁化自由層との間に配設された非磁性スペーサー層を備えた磁気抵抗効果素子と、前記磁化自由層に磁場を印加する磁場印加部とを備え、第１高周波信号およびローカル用の第２高周波信号を入力したときに、前記磁場の印加により共振周波数が当該第２高周波信号の周波数と同等に規定された前記磁気抵抗効果素子によって当該両高周波信号を乗算して乗算信号を生成する。この場合、周波数が同等とは、磁気抵抗効果素子の共振周波数と第２高周波信号の周波数とが一致する場合、および第２高周波信号の周波数が磁気抵抗効果素子の共振周波数の近傍の場合を含むことを意味する。
【０００７】
また、本発明に係る混合器は、前記磁場印加部が前記磁場の強さを変更可能に構成されている。
【０００８】
また、本発明に係る混合器は、前記磁場印加部が前記磁場の強さを一定に維持する。
【０００９】
また、本発明に係る混合器は、前記磁気抵抗効果素子に直列接続された容量性素子を備え、当該容量性素子を介して前記両高周波信号を前記磁気抵抗効果素子に入力する。
【００１０】
また、本発明に係る混合器は、前記乗算信号を入力して増幅するトランジスタを備えている。
【００１１】
また、上記目的を達成すべく本発明に係る周波数変換装置は、上記いずれかの混合器と、前記両高周波信号のうちの高い方の周波数をｆ１として低い方の周波数をｆ２としたときに、前記乗算信号のうちから周波数が（ｆ１＋ｆ２）および（ｆ１−ｆ２）のうちのいずれか一方を通過させるフィルタとを備えている。
【００１２】
また、本発明に係る周波数変換装置は、前記第２高周波信号を生成する信号生成部を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る混合器および周波数変換装置によれば、磁気抵抗効果素子と、磁化自由層に磁場を印加する磁場印加部とを備え、第１高周波信号およびローカル用の第２高周波信号を入力したときに、共振周波数が第２高周波信号の周波数と同等に規定された磁気抵抗効果素子によって両高周波信号を乗算して乗算信号を生成することにより、磁気抵抗効果素子が共振時において発揮する２乗検波機能（スピントルクダイオード効果）を利用して第１高周波信号および第２高周波信号が混合（乗算）されるため、半導体ｐｎ接合ダイオードを使用した構成と比較して、少ない電力の第２高周波信号（ローカル信号）で第１高周波信号と第２高周波信号とを混合（乗算）して、乗算信号を生成することができる。したがって、この混合器および周波数変換装置によれば、第２高周波信号の電力を小さくすることができる分だけ、省電力化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明に係る混合器および周波数変換装置では、磁場の強さを変更可能に構成したことにより、磁気抵抗効果素子の共振周波数を変更可能となっている。したがって、この混合器および周波数変換装置によれば、様々な周波数の第２高周波信号（ローカル信号）において第１高周波信号との混合動作を実行することができる結果、第２高周波信号の周波数が予め決定されている構成において、その第２高周波信号の周波数に磁気抵抗効果素子の共振周波数を合わせることができる。
【００１５】
本発明に係る混合器および周波数変換装置によれば、磁場の強さを一定に維持する構成を採用することにより、磁場印加部を簡易な構造とすることができるため、製品コストを低減することができる。
【００１６】
また、本発明に係る混合器および周波数変換装置によれば、容量性素子を介して両高周波信号を抵抗効果素子に入力することにより、磁気抵抗効果素子において直流電圧が生成された際に、容量性素子がその直流電圧の漏れ出しを阻止して、磁気抵抗効果素子などを保護する。
【００１７】
また、本発明に係る混合器および周波数変換装置によれば、乗算信号を入力して増幅するトランジスタを備えたことにより、簡易な構成で製品コストを低減しつつ利得を持たせることができる。
【００１８】
また、本発明に係る周波数変換装置によれば、両高周波信号のうちの高い方の周波数をｆ１として低い方の周波数をｆ２としたときに、乗算信号のうちから周波数が（ｆ１＋ｆ２）および（ｆ１−ｆ２）のうちのいずれか一方を通過させるフィルタを備えたことにより、所望の周波数の乗算信号のみを生成することができる。
【００１９】
また、本発明に係る周波数変換装置によれば、信号生成部が磁気抵抗効果素子の共振周波数と同等の周波数の第２高周波信号を生成することにより、磁気抵抗効果素子に強い共振（スピントルク強磁性共鳴）を発生させることができる結果、磁気抵抗効果素子に対して両高周波信号に対する２乗検波動作を確実に実行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る混合器および周波数変換装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２１】
最初に、混合器１、および混合器１を含む周波数変換装置１００の構成について、図面を参照して説明する。なお、一例として周波数変換装置１００を受信装置ＲＸに適用した例を挙げて説明する。
【００２２】
図１に示す周波数変換装置１００は、アンテナ１０１と共に受信装置ＲＸを構成する。周波数変換装置１００は、アンテナ１０１から出力されるＲＦ信号ＳＲＦを受信する受信装置ＲＸの高周波段に配置されて、ＲＦ信号ＳＲＦの周波数を乗算信号Ｓ３の周波数に変換する機能を有している。一例として周波数変換装置１００は、混合器１と共に、アンプ１１、信号生成部１２、フィルタ１３および出力端子１４ａ，１４ｂ（以下、特に区別しないときには出力端子１４ともいう）を備えている。アンプ１１は、ＲＦ信号ＳＲＦを入力すると共に増幅して、信号Ｓ１（本発明における第１高周波信号）として出力する。信号生成部１２は、いわゆる局部発振器として機能して、ローカル信号（本発明における第２高周波信号）Ｓ２を生成する。信号生成部１２は、一例として、−１５ｄＢｍ±５ｄＢｍのローカル信号Ｓ２を生成して出力する。
【００２３】
混合器１は、磁気抵抗効果素子２、磁場印加部３、コンデンサ４および差動増幅部５を備え、アンプ１１から出力された信号Ｓ１と、信号生成部１２によって生成されるローカル信号Ｓ２とを乗算して、出力信号Ｓ５として出力する。なお、信号生成部１２については、周波数変換装置１００にとって必須の構成ではなく、ＲＦ信号ＳＲＦと共に周波数変換装置１００の外部から入力する構成とすることもできる。また、図１に示す混合器１は、図２に示すような等価回路で表される。
【００２４】
磁気抵抗効果素子２は、一例として、図３，５に示すように磁化自由層２１を含むＴＭＲ素子で構成されている。具体的には、磁気抵抗効果素子２は、磁化自由層２１、スペーサ層２２、磁化固定層２３および反強磁性層２４を備え、この順に積層された状態で、上部電極２５と下部電極２６との間に、磁化自由層２１が上部電極２５に接続され、かつ反強磁性層２４が下部電極２６に接続された状態で配設されている。この場合、磁化自由層２１は、強磁性材料で感磁層として構成されている。スペーサ層２２は、本発明における非磁性スペーサ層であって、絶縁性を有する非磁性材料で構成されて、トンネルバリア層として機能する。なお、スペーサ層２２は、通常１ｎｍ以下の厚みで形成される。また、下部電極２６はグランドに接続されている。
【００２５】
磁化固定層２３は、一例として、図３に示すように、磁化方向が固定された強磁性層（第２磁性層）２３ａ、Ｃｕなどの金属からなる非磁性層２３ｂ、および磁化方向が強磁性層２３ａと逆向きとなるように固定された他の強磁性層（第１磁性層）２３ｃとを備え、強磁性層２３ｃが反強磁性層２４の上部に位置するように各層がこの順に積層されて構成されている。この場合、一対の強磁性層２３ａ，２３ｃは、その磁化方向が磁気抵抗効果素子２の厚み方向（Ｚ軸方向）と垂直に設定されている。また、反強磁性層２４は、下側の強磁性層２３ｃに交換結合されている。
【００２６】
また、磁気抵抗効果素子２は、磁化自由層２１において磁化の向きの共振が発生し易いように、図４に示すように、磁化自由層２１における容易磁化軸Ｆの向きと、後述する磁場印加部３から印加される磁場Ｈの向きとが、Ｘ−Ｙ平面内において、所定の角度θ（好ましくは５°〜１７５°の範囲の角度）で交差するように、磁気抵抗効果素子２と磁場印加部３との位置関係が予め規定されている。
【００２７】
磁場印加部３は、図１，５に示すように、磁場発生用配線３１、磁気ヨーク３２および電流供給部３３を備えている。磁場発生用配線３１は、図５に示すように、上部電極２５を介して磁気抵抗効果素子２の上方に配設されている。磁気ヨーク３２は、頂部磁性体３２ａ、側面部磁性体３２ｂ，３２ｃ、下部磁性体３２ｄ，３２ｅ、および底部磁性体３２ｆ，３２ｇを備えている。この場合、頂部磁性体３２ａは、磁場発生用配線３１の上方に配設されている。側面部磁性体３２ｂは、磁場発生用配線３１の一方の側方（一例として、図５では右側方）に配設されて、頂部磁性体３２ａに接続されている。また、側面部磁性体３２ｃは、磁場発生用配線３１の他方の側方（一例として、図５では左側方）に配設されて、頂部磁性体３２ａに接続されている。下部磁性体３２ｄは、磁気抵抗効果素子２の一方の側方（一例として、図５では右側方）に配設されて、側面部磁性体３２ｂに接続されている。また、下部磁性体３２ｅは、磁気抵抗効果素子２の他方の側方（一例として、図５では左側方）に配設されて、側面部磁性体３２ｃに接続されている。この構成により、下部磁性体３２ｅ、側面部磁性体３２ｃ、頂部磁性体３２ａ、側面部磁性体３２ｂおよび下部磁性体３２ｄは、この順に連結されて全体として短冊状に形成され、かつ図１に示すように磁場発生用配線３１を跨ぐようにして磁気抵抗効果素子２の上方に配設されている。
【００２８】
底部磁性体３２ｆは、図１，５に示すように、下部磁性体３２ｄに接続された状態で下部磁性体３２ｄの下方に配設されている。また、底部磁性体３２ｆは、その磁気抵抗効果素子２方向の端部側が、磁気抵抗効果素子２の上部電極２５および下部電極２６間にこれらと絶縁された状態で進入すると共に、磁気抵抗効果素子２の磁化自由層２１における一方の側面近傍に達している。底部磁性体３２ｇは、下部磁性体３２ｅに接続された状態で下部磁性体３２ｅの下方に配設されている。また、底部磁性体３２ｅも、その磁気抵抗効果素子２方向の端部側が、上部電極２５および下部電極２６間にこれらと絶縁された状態で進入すると共に、磁気抵抗効果素子２の磁化自由層２１における他方の側面近傍に達している。
【００２９】
磁気ヨーク３２は、上記の構成により、磁場発生用配線３１に電流Ｉが流れたときに磁場発生用配線３１の周囲に発生する磁界に対する閉磁路を形成して、図４に示すように、この閉磁路のギャップとなる部位（一対の底部磁性体３２ｆ，３２ｇ間の隙間）に配設された磁気抵抗効果素子２の磁化自由層２１に対して磁場Ｈを印加する。また、本例では、一例として、上述した磁場印加部３の磁場発生用配線３１および磁気ヨーク３２は、磁気抵抗効果素子２と共に、公知の半導体製造プロセスを利用して、シリコンウェハ上に形成される。
【００３０】
電流供給部３３は、頂部磁性体３２ａの両側から延出する磁場発生用配線３１の各端部に接続されて、磁場発生用配線３１に電流Ｉを供給する。また、電流供給部３３は、この電流Ｉの電流値を変更可能に構成されている。したがって、磁場印加部３は、電流供給部３３から出力される電流Ｉの電流値を変更することにより、磁気抵抗効果素子２に印加する磁場Ｈの強さを変更することで、磁気抵抗効果素子２の共振周波数ｆ０を変更可能となっている。なお、本例では、磁気ヨーク３２内を通過する磁場発生用配線３１の数は１つに形成されているが、磁場発生用配線３１をコイル状に形成して、磁気ヨーク３２内を通過する磁場発生用配線３１の数を複数とする構成を採用することにより、磁場Ｈの強さを強めることもできる。
【００３１】
コンデンサ４（容量性素子）は、いわゆるカップリングコンデンサであって、図１，２に示すように、その一端側がアンプ１１の出力端子および信号生成部１２の出力端子に接続され、その他端側が磁気抵抗効果素子２に接続されている。この構成により、アンプ１１から出力された信号Ｓ１、および信号生成部１２によって生成されるローカル信号Ｓ２は、コンデンサ４を介して磁気抵抗効果素子２に印加される。また、コンデンサ４は、磁気抵抗効果素子２において直流電圧が生成された際に、その直流電圧のアンプ１１側や信号生成部１２への漏れ出しを阻止して、磁気抵抗効果素子２を保護すると共にアンプ１１や信号生成部１２を保護する。差動増幅部５は、一例としてオペアンプを用いて構成されて、一方の入力端子が上部電極２５に接続され、他方の入力端子がグランドに接続されている。これにより、差動増幅部５は、コンデンサ４を介して信号Ｓ１およびローカル信号Ｓ２が入力（印加）されるのに起因して磁気抵抗効果素子２の両端間に発生する電圧信号Ｓ４を入力し、その電圧信号Ｓ４を増幅して出力信号Ｓ５として出力する。フィルタ１３は、一例として帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ）で構成されて、後述するように、出力信号Ｓ５から所望の周波数のみを通過させる。
【００３２】
次に、混合器１の混合動作および周波数変換装置１００の周波数変換動作について説明する。一例として、アンテナ１０１を介して受信したＲＦ信号ＳＲＦ（周波数ｆ１）が入力され、信号生成部１２はローカル信号Ｓ２（周波数ｆ２（＜ｆ１））を生成するものとする。また、磁気抵抗効果素子２の共振特性は、図６に示すようにローカル信号Ｓ２の周波数ｆ２においてピークを示すのが好ましい。このため、電流供給部３３から磁場発生用配線３１に供給する電流Ｉの電流値は、共振周波数ｆ０をローカル信号Ｓ２の周波数ｆ２に一致させる磁場Ｈを磁気抵抗効果素子２に印加し得る値に規定されているものとする。また、ローカル信号Ｓ２は、磁気抵抗効果素子２に対して共振を発生させ得る電流を供給可能な電力（例えば−１５ｄＢｍ±５ｄＢｍ）に規定されているものとする。また、混合器１による混合動作によって差動増幅部５から出力される出力信号Ｓ５には、少なくとも２つの周波数成分（ｆ１＋ｆ２，ｆ１−ｆ２）が含まれているが、これらの周波数成分のうちのいずれか一方（本例では一例として低域の周波数成分（ｆ１−ｆ２））を通過させ、他方（本例では高域の周波数成分（ｆ１＋ｆ２））の通過を阻止し得るようにフィルタ１３が構成されているものとする。この場合、フィルタ１３は、帯域通過型フィルタで構成されているが、低域通過型フィルタであってもよい。
【００３３】
この周波数変換装置１００では、電流供給部３３から電流Ｉが供給されている状態（磁気抵抗効果素子２に磁場Ｈが印加されている状態）において、信号生成部１２から混合器１にローカル信号Ｓ２（周波数ｆ２）が入力されている。この状態では、ローカル信号Ｓ２はその周波数ｆ２が磁気抵抗効果素子２の共振周波数ｆ０と一致し、かつその電力が磁気抵抗効果素子２に対して共振を発生させ得るように規定されているため、強い共振（スピントルク強磁性共鳴）が磁気抵抗効果素子２に発生する。この状態において、アンテナ１０１からアンプ１１にＲＦ信号ＳＲＦ（周波数ｆ１）が入力され、アンプ１１が信号Ｓ１の出力を開始すると、磁気抵抗効果素子２は、２つの信号Ｓ１，Ｓ２に対して２乗検波動作を実行する。
【００３４】
この場合、磁気抵抗効果素子２は、共振状態において半導体ｐｎ接合ダイオードと比較して僅かな順方向電圧で２乗検波動作（整流作用）を発揮する。このため、磁気抵抗効果素子２は、この順方向電圧を磁気抵抗効果素子２に発生させるためのローカル信号Ｓ２の電力が半導体ｐｎ接合ダイオードを使用したときに必要とされる電力（例えば１０ｄＢｍ）よりも少ない状態であっても２乗検波動作を実行して、信号Ｓ１およびローカル信号Ｓ２を乗算して、その両端間に電圧信号Ｓ４を発生させる。この際に、磁気抵抗効果素子２において直流電圧が生成されたとしても、コンデンサ４が、その直流電圧のアンテナや信号生成部１２への漏れ出しを阻止して（直流をカットして）、磁気抵抗効果素子２を保護すると共にアンテナや信号生成部１２を保護する。次いで、差動増幅部５が、電圧信号Ｓ４を増幅して出力信号Ｓ５として出力する。次に、フィルタ１３が、出力信号Ｓ５に含まれている２つの周波数成分（ｆ１＋ｆ２，ｆ１−ｆ２）のうちの一方の周波数成分（中間周波数：ｆ１−ｆ２）を通過させ、乗算信号Ｓ３として出力端子１４に出力する。これにより、混合器１から信号Ｓ１（周波数ｆ１）とローカル信号Ｓ２（周波数ｆ２）とを乗算した電圧信号（乗算信号）Ｓ４から所望の乗算信号Ｓ３（周波数（ｆ１−ｆ２））のみが出力される。
【００３５】
このように、この混合器１および周波数変換装置１００によれば、磁気抵抗効果素子２が共振時において発揮する２乗検波機能（スピントルクダイオード効果）を利用して信号Ｓ１およびローカル信号Ｓ２を混合（乗算）することにより、半導体ｐｎ接合ダイオードを使用した構成と比較して、少ない電力のローカル信号Ｓ２で信号Ｓ１とローカル信号Ｓ２とを混合（乗算）して、乗算信号Ｓ３（周波数成分（ｆ１−ｆ２））を出力することができる。したがって、この混合器１および周波数変換装置１００によれば、ローカル信号Ｓ２の電力を小さくすることができる分だけ、省電力化を図ることができる。
【００３６】
また、この混合器１および周波数変換装置１００では、電流供給部３３は、電流供給部３３から磁場発生用配線３１に供給する電流Ｉの電流値を変更することにより、磁気抵抗効果素子２に印加する磁場Ｈの強さを変更して磁気抵抗効果素子２の共振周波数ｆ０を変更可能となっている。したがって、この混合器１および周波数変換装置１００によれば、様々な周波数のローカル信号Ｓ２において信号Ｓ１との混合動作を実行することができる結果、ローカル信号Ｓ２の周波数が予め決定されている構成において、そのローカル信号Ｓ２の周波数に共振周波数ｆ０を合わせることができる。
【００３７】
なお、本発明は上記の構成に限定されない。例えば、磁気抵抗効果素子２としてＴＭＲ素子を使用した例について上記したが、ＣＰＰ−ＧＭＲ（Ｃｕｒｒｅｎｔ−Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ−ｔｏ−Ｐｌａｎｅ  ｇｉａｎｔ  ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子などの他の磁気抵抗効果素子を使用することもできる。また、混合器１による混合動作によって差動増幅部５から出力される出力信号Ｓ５に含まれる２つの周波数成分（ｆ１＋ｆ２，ｆ１−ｆ２）のうちの低域側の周波数成分（ｆ１−ｆ２）を低域通過型フィルタまたは帯域通過型フィルタで通過させる例について上記したが、高域側の周波数成分（ｆ１＋ｆ２）を通過させて乗算信号Ｓ３として出力する場合にはフィルタ１３を帯域通過型フィルタまたは高域通過型フィルタとして構成することもできる。
【００３８】
また、差動増幅部５をオペアンプで構成した例について上記したが、図７に示すように、１つのトランジスタ（少なくとも１つの一例。本例では一例として電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ））を使用して差動増幅部５を構成することもできる。この場合、同図に示すように、トランジスタとしてｎ型ＦＥＴ５１を使用したときには、そのゲート端子をコンデンサ４と磁気抵抗効果素子２との接続点（例えば上部電極２５）に接続し、そのドレイン端子を抵抗５２を介して電源（Ｖｃｃ）に接続する。また、トランジスタ５１を線形領域で動作させるために、トランジスタ５１のソース端子に直流定電流源５３を配設する。この構成により、差動増幅部５を簡易に構成することができるため、製品コストを低減しつつ利得を持たせることができる。また、トランジスタとしてバイポーラトランジスタを使用してもよいのは勿論である。
【００３９】
また、上記の例では、磁場印加部３から磁気抵抗効果素子２に印加される磁場Ｈの強さを変更可能な構成を採用しているが、ローカル信号Ｓ２の周波数ｆ２が固定であるときには、磁場印加部３が発生させる磁場Ｈの強さも固定でよいため、例えば永久磁石などで構成して磁場の強さを一定に維持する構成を採用することもできる。この構成によれば、磁場印加部３を簡易な構造とすることができるため、製品コストを低減することができる。
【００４０】
また、ローカル信号Ｓ２の周波数ｆ２と磁気抵抗効果素子２の共振周波数ｆ０とが一致している構成を採用しているが、周波数ｆ２の周波数が共振周波数ｆ０の近傍の周波数であってもよいのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】周波数変換装置１００の構成を示す構成図である。
【図２】混合器１の等価回路図である。
【図３】磁気抵抗効果素子２（ＴＭＲ素子）近傍の斜視図である。
【図４】磁気抵抗効果素子２の磁化自由層２１近傍の斜視図である。
【図５】図１におけるＷ−Ｗ線断面図である。
【図６】磁気抵抗効果素子２に印加する磁場Ｈを一定としたときの周波数ｆと磁気抵抗効果素子２の共振状態との関係図である。
【図７】差動増幅部５を１つのトランジスタ５１で構成したときの回路図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  混合器
２  磁気抵抗効果素子
３  磁場印加部
４  コンデンサ
５  差動増幅部
１３  フィルタ
２１  磁化自由層
２２  スペーサ層
２３  磁化固定層
５１  トランジスタ
１００  周波数変換装置
Ｈ  磁場
ＳＲＦ  ＲＦ信号
Ｓ１  信号
Ｓ２  ローカル信号
Ｓ３  乗算信号
【図１】
0004905402.tif 000002
【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】
0004905402.tif 000008