【手続補正書】
【提出日】平成23年6月2日(2011.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
更にまた、周波数の極めて高い電気信号例えばＧＨｚ帯（マイクロ波）の電気信号を出力する無線通信機器に搭載されるＶＣＯについては、ａ）この周波数帯域よりも低周波数の信号を出力するＶＣＯの出力信号を遁倍したり、ｂ）ＧａＡｓ（ガリウムヒ素化合物）などをベース基板として用いたり、ｃ）空洞共振器を用いたりすることも考えられる。しかしながら、ａ）の場合には逓倍回路を用いるため位相雑音が大きくなってしまう。また、ｂ）の場合にはコスト高となり、ｃ）の場合にはサイズが大きく小型化が困難となってしまう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記電圧制御発振器は、以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記共振部のインダクタンス素子は、前記水晶基板上に形成された導電路であること。
（ｂ）前記共振部は前記可変容量素子以外の容量素子を含み、この容量素子は、互に間隔をおいて交差する櫛歯状の導電路の対からなること。
（ｃ）前記帰還部は、帰還用の容量素子を含み、この帰還用の容量素子は、互に間隔をおいて交差する櫛歯状の導電路の対からなること。
（ｄ）前記水晶基板には更に周辺部品が設けられていること。
（ｅ）前記直列共振周波数は、５ＧＨｚ以上であること。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
次に、このＶＣＯの具体的な概観や上記の共振部１及び帰還部２、並びに回路部３のレイアウトについて、図２〜図５を参照して説明する。ＶＣＯは、例えばＡＴカットの水晶基板５上に形成されており、この水晶基板５上に共振部１及び帰還部２内のコンデンサ２２、２３を構成する後述の基板上回路部１０、及びＩＣ回路部３並びに周辺部品などを構成する電子部品が配置されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
この水晶基板５上には、図５に示すように、接地電極５１と、上記の電子部品を水晶基板５上に各々電気的に接続するための導電線路６と、からなる、例えばＣｒ（クロム）とＣｕ（銅）とが下側からこの順番で積層された金属膜が形成されてコプレナ線路をなしており、これら接地電極５１と導電線路６とが離間するように配置されている。なお、図５は、水晶基板５上の一部の領域を切り欠いて拡大して記載しており、また接地電極５１及び後述の基板上回路部１０に相当する領域にはハッチングを付している。また、図５において、回路部３の複数の接続端子８のうち既述のトランジスタ２１のベース、エミッタ及びコレクタの接続端子８に夫々接続される導電線路６については、夫々Ｂ、Ｅ及びＣの符号を付してある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上記の電子部品のうち、基板上回路部１０を除く各種の電子部品は、図４に示すように、夫々例えば半田ボールなどの接続部７により、水晶基板５上に固定されて夫々の接続端子８と導電線路６とが電気的に接続されている。そして、図２などでは記載を省略しているが、水晶基板５上に引き回された上記の導電線路６により、これらの電子部品が接続されて既述の図１のようにＶＣＯを成す電気回路が構成されている。図３中２０は、トランジスタ２１のバイアス電圧の供給のためのバイアス回路であり、バイアス回路２０は接地されている。なお、図２では導電線路６の記載を省略しており、また図３〜図５では一部の導電線路６のみを記載してある。
【手続補正６】
【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】
上記の共振部１のインダクタンス素子１１、コンデンサ１２、１５及び帰還部２のコンデンサ２２、２３は、図２、図３並びに図６、図７に示すように、回路部３やバリキャップダイオード１４などの電子部品が配置される水晶基板５の例えば上面側の所定の領域内に、フォトリソグラフィなどによって直接形成されている。以下、当該領域内に形成された共振部１のインダクタンス素子１１、コンデンサ１２、１５及び帰還部２のコンデンサ２２、２３からなる回路部分を基板上回路部１０と呼ぶと、当該基板上回路部１０についても例えば図４、図５に示すように水晶基板５上に形成された導電線路６によって回路部３などと接続されてＶＣＯを構成している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図６では簡略化して記載しているが、基板上回路部１０を構成するコンデンサ１２、１５、２２、２３は、実際には図８に示すように、例えば互いに平行となるように形成された１対の共通電極部６０と、これらの各共通電極部６０から櫛歯状に伸びだして、互いに交差する電極指（導電路）６１群と、を備えた櫛歯電極により構成されており、夫々の共通電極部６０が接続端子８やインダクタンス素子１１に接続されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
一方、上述のコンデンサ１２、１５、２２、２３と共に基板上回路部１０内に含まれている、共振部１のインダクタンス素子１１は、例えば図６に示すように、導電線路であるストリップラインとして構成されている。そして図６に示すように、前記インダクタンス素子１１において、２つのコンデンサ１２、１５に挟まれた領域をインダクタンス素子１１の一端側とすると、当該インダクタンス素子１１の他端側、並びにコンデンサ２３のエミッタに接続された共通電極部６０とは反対側の共通電極部６０は、水晶基板５表面に形成された接地電極５１と接続されている。  
ここで、図７は、図６に示したＡ−Ａ'線にて水晶基板５を切断した縦断側面図を示しており、図８は、図６に示した基板上回路部１０の一部を拡大して示した図である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
このＶＣＯにおいて、入力端子１６に制御用の電圧（制御電圧）を印加すると、既述のように、共振部１及び帰還部２からなる発振ループにより前記共振点の周波数例えば１０ＧＨｚで発振が起こり、この発振周波数に対応する周波数信号及びこの周波数信号の分周出力が夫々端子部Ｔ３及び端子部Ｔ４から取り出されることになる。ここで発振時には、共振部１は誘導性になっている。このとき、水晶基板５の誘電正接が既述のように極めて小さく、そのため高いＱ値が得られているので、従来の例えばフッ素樹脂からなる基板（Ｑ値＝１０００）と比較して、広い周波数の調整帯域に亘って位相雑音が極めて低く抑えられることになる。即ち、低位相雑音特性が得られる周波数の可変幅が広いということになる。このＶＣＯについて行ったシミュレーション結果を図９及び図１０に示すと、制御電圧に応じてＧＨｚ帯の周波数帯域において出力周波数を調整でき、また従来の特性に比べて、広い帯域幅に亘って良好な位相雑音特性が得られることが分かる。なお、図１０は、発振周波数から１０ｋＨｚずれた位置における位相雑音を示している。この図１０に参考として、例えばＡｌ２Ｏ３（ＨＴＣＣ：High Temperature Co-fired Ceramic、ｔａｎδ＝０．００１、Ｑ値＝１００００）の特性を併記している。そして、この図１０は、無負荷（インダクタンス素子１１、コンデンサ１２、１５、２２、２３を水晶基板５に実装しない状態）の時の特性を計算した結果を示している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
またフォトリソグラフィ法によりインダクタンス素子１１、コンデンサ１２、１５、２２、２３を１チップ化できるので、小型で且つ物理的な衝撃に強い共振部１及びＶＣＯを安価に得ることができる。さらには、既述のようにフォトリソグラフィ法を用いて櫛歯電極によりコンデンサ１２、１５、２２、２３を構成することにより、電極指６１、６１同士の対向領域（電荷蓄積領域）を長く取ることができるので、小型で且つ低損失のコンデンサを簡便に得ることができる。更に、インダクタンス素子１１やコンデンサ１２、１５、２２、２３を水晶基板５上に直接形成できるので、例えばこれらのインダクタンス素子１１やコンデンサ１２、１５、２２、２３に対応する電子部品を搭載する場合に比べて電極（導電路）の引き回しを短くすることができ、そのため電気信号の損失を抑えることができる。  
本発明のＶＣＯについて、実際に動作に必要な電力値を確認したところ、分周器を含めて電圧が３．５Ｖ、電流が７５ｍＡ程度となった。一方、従来のＧａＡｓをベース基板５として用いているＶＣＯの特性を同様に確認したところ、電圧が５Ｖ、電流が３００ｍＡ程度であった。従って、本発明のＶＣＯでは、従来のＶＣＯと比較して、消費電力を下げられることが分かった。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2011082706.tif 000002