トランジスタ圧電発振器

【課題】発振回路の発振用トランジスタのコレクタ電流を低電流化しても安定した発振特性が得られると共に、接地ラインや電源ラインに雑音が重畳しても悪影響を受けないトランジスタ圧電発振器を提供することを目的とする。
【解決手段】トランジスタ圧電発振器１は、発振用トランジスタＴＲ１を備えており、発振用トランジスタＴＲ１のベース−コレクタ間に圧電振動子Ｘ１とバイアス抵抗ＲＢとを並列に接続し、発振用トランジスタＴＲ１のベース−エミッタ間にコンデンサＣ２を接続し、発振用トランジスタＴＲ１のコレクタ−エミッタ間にコンデンサＣ３を接続している。また、発振用トランジスタＴＲ１のコレクタと電源（Ｖｃｃ）間には、抵抗Ｒ２を接続し、電源と接地（ＧＮＤ）間には、バイパス用のコンデンサＣ４を接続し、発振用トランジスタＴＲ１のエミッタと接地間には、抵抗Ｒ３を接続している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトランジスタ圧電発振器に関し、特に発振用トランジスタのコレクタ電流の低電流化を図ると共に、電源ラインや接地ラインからの雑音の影響を受け難い発振回路を有するトランジスタ圧電発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
安定した周波数信号を供給する圧電発振器は、移動体通信の移動局や基地局の基準発振器として、また、コンピュータなどの基準クロック源として広く使用されている。
図７は、従来のトランジスタ圧電発振器の回路構成図である。
トランジスタ圧電発振器１１は、コルピッツ発振回路を構成しており、発振用トランジスタＴＲ１のベースと接地（ＧＮＤ）間に負荷容量の一部となるコンデンサＣ１２とコンデンサＣ１３との直列回路を接続し、この直列回路の接続中点と発振用トランジスタＴＲ１のエミッタとを接続すると共に、発振用トランジスタＴＲ１のエミッタと接地間にエミッタ抵抗Ｒ１３を接続している。また、発振用トランジスタＴＲ１のコレクタには、電源（Ｖｃｃ）との間にコレクタ抵抗Ｒ１４を接続すると共に、電源と接地間にバイパス用のコンデンサＣ１４を接続し、発振用トランジスタＴＲ１のベースに抵抗ＲＢ１１、及び抵抗ＲＢ１２とから成るベースバイアス回路を接続している。更に、発振用トランジスタＴＲ１のベースと接地間に圧電振動子Ｘ１を接続し、発振用トランジスタＴＲ１のコレクタに直流カット用のコンデンサＣ１５を接続してコンデンサＣ１５の他端をトランジスタ圧電発振器１１の出力（ＯＵＴ）とするよう構成したものである。
また従来のトランジスタ圧電発振器としては、他に発振用トランジスタを２個カスケードに接続して使用したものがある。
【０００３】
図８は、従来のトランジスタ圧電発振器の他の回路構成図である。トランジスタ圧電発振器１２は、発振用トランジスタＴＲ１と発振用トランジスタＴＲ２とをカスケード接続したコルピッツ発振回路を構成している。図８が図７と異なる点は、ベース接地された発振用トランジスタＴＲ２を発振用トランジスタＴＲ１とカスケードに接続し、それぞれの発振用トランジスタのベースに、抵抗ＲＢ１１、抵抗ＲＢ１２、及び抵抗ＲＢ１３からなるベースバイアス回路を接続した点である。
【０００４】
次に、トランジスタ圧電発振器１１の等価発振回路を図示して発振動作について説明する。
図９は、従来のトランジスタ圧電発振器の等価発振回路を示す図である。なお、等価発振回路は、図７及び図８に示した従来のトランジスタ圧電発振器において同様である。ここで、圧電振動子Ｘ１のインピーダンスをｚｘｔとして、インピーダンスｚｘｔとバイアス抵抗ＲＢとの並列回路のインピーダンスをｚ１１とし、トランジスタのベース−エミッタ間キャパシタンスをＣπ、ベース−エミッタ間抵抗をＲπとして、キャパシタンスＣπと抵抗ＲπとコンデンサＣ１２との並列回路のインピーダンスをｚ１２とし、抵抗Ｒ１３とＣ１３の並列回路のインピーダンスをｚ１３とする。そして、インピーダンスｚ１１とインピーダンスｚ１２に流れる電流をｉ１１とし、インピーダンスｚ１３に流れる電流をｉ１３とする。また、トランジスタの定電流源をｇｍ×ｚ１２×ｉ１１とすると、キルヒホッフの法則より（１）式が得られる。

次に、（１）式よりｉ１３を消去し、発振条件であるｉ１１≠０を当てはめると（２）式が得られる。

【０００５】
また、インピーダンスｚ１１、ｚ１２、及びｚ１３は、（３）式のように表すことができる。但し、（３）式中のｒ１２、ｃ１２、ｒ１３、及びｃ１３は、（４）式とする。

【０００６】
次に、圧電振動子Ｘ１のモーションアーム（インダクタンスＬ１、キャパシタンスＣ１、抵抗Ｒ１）のインピーダンスをｚＭとし、圧電振動子Ｘ１の端子間並列キャパシタンスＣ０を発振回路側に含め、ｚＭ側から発振回路側を見た合成等価回路抵抗をＲｃｃｉ、合成等価回路キャパシタンスをＣｃｃｉとする。そして、（３）式を（２）式に代入すると（５）式が得られる。但し、等価回路抵抗Ｒｃｉと等価回路キャパシタンスＣｃｉは、（６）式とする。なお、（６）式中の等価回路抵抗Ｒｃｉと等価回路キャパシタンスＣｃｉは、それぞれ等価回路抵抗と等価回路キャパシタンスを示し、圧電振動子Ｘ１の端子間並列容量Ｃ０を発振回路側に含めない場合の関係式である。

なお、図１０に、等価回路抵抗Ｒｃｉ及び等価回路キャパシタンスＣｃｉと、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉ及び合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉの関係を示す。
【０００７】
次に、得られた関係式を用いて、従来のトランジスタ圧電発振器の発振特性に関するシミュレーションを行い、図１１、及び図１２にその結果を示す。
図１１は、従来のトランジスタ圧電発振器の等価回路抵抗Ｒｃｉ、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉ、及び等価回路キャパシタンスＣｃｉ、合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉの周波数特性を示すグラフ図である。図１１において、コンデンサＣ１２、Ｃ１３はともに３０ｐＦとし、抵抗Ｒ１３は２ｋΩ、抵抗ＲＢは２０ｋΩ、ベース−エミッタ間キャパシタンスＣπは３．８ｐＦ、ベース−エミッタ間抵抗Ｒπは２．６ｋΩ、トランジスタＴＲ１の相互コンダクタンスｇｍは３８ｍＡ／Ｖ、圧電振動子Ｘ１の端子間並列キャパシタンスＣ０は２ｐＦとしている。図１１に示すように、等価回路抵抗Ｒｃｉは、周波数Ｆｒｅｑ≒１０ＭＨｚにおいて負性抵抗の最大値なるＲｃｉ≒−９ｋΩを示し、そのとき、等価回路キャパシタンスＣｃｉは、Ｃｃｉ≒１ｐＦを示す。一方、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉは、周波数Ｆｒｅｑ≒１５ＭＨｚにおいて負性抵抗の最大値なるＲｃｃｉ≒−１．５ｋΩを示し、そのとき、合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉは、Ｃｃｃｉ≒４ｐＦを示す。
従って、発振回路において得られる負性抵抗値は、圧電振動子Ｘ１の端子間並列容量Ｃ０を発振回路側に含めるかどうかにより変化することがわかる。
【０００８】
図１２は、従来のトランジスタ圧電発振器の合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉ及び合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉとトランジスタのコレクタ電流Ｉｃとの関係を示すグラフ図である。図１２において、コンデンサＣ１２、Ｃ１３はともに３０ｐＦとし、抵抗Ｒ１３は２ｋΩ、抵抗ＲＢは２０ｋΩ、圧電振動子Ｘ１の端子間並列キャパシタンスＣ０は２ｐＦ、電流増幅率ｈｆｅは１００、τＦは、０．１ｎｓｅｃとする。また、トランジスタＴＲ１に関するパラメータは、（７）式に従い近似する。

図１２に示すように、コレクタ電流ＩｃがＩｃ≒０．６ｍＡで合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉは、負性抵抗の最大値となるＲｃｃｉ≒−２ｋΩを示す。また、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉは、コレクタ電流ＩｃがＩｃ≒０．０２ｍＡ〜３．５ｍＡの範囲で負性抵抗を示し、トランジスタ圧電発振器は発振する。
以上、従来のトランジスタ圧電発振器について説明したが、これらの内容の基本的な動作については、非特許文献１に解説されている。
また、コルピッツ型の発振回路を使用した従来例は、特許文献１に開示されており、単一の回路構成で広い周波数範囲において回路定数を最適化した発振回路を構成することができる水晶発振器を提供することを目的としている。
【特許文献１】特開平０６−１４０８３８号公報
【非特許文献１】トランジスタ技術オリジナルＮｏ８Ｐａｇｅ９０コルピッツ型水晶発振回路「ＣＱ出版社」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のトランジスタ圧電発振器は、発振用トランジスタのコレクタ電流を変化させた際に、発振回路が発振する電流範囲が狭く、コレクタ電流が低電流の領域で発振回路の負性抵抗の減少が大きい。
例えば、図１２に示したように、従来のトランジスタ圧電発振器の発振回路の合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉは、コレクタ電流ＩｃがＩｃ≒０．０２ｍＡ〜３．５ｍＡの範囲で負性抵抗を示し、そのコレクタ電流の範囲でトランジスタ圧電発振器は発振する。従って、コレクタ電流が０．０２ｍＡ以下となると、発振回路は発振を停止してしまい、更なるトランジスタ圧電発振器の低消費電流化が困難である。
【００１０】
また、従来のトランジスタ圧電発振器は、発振回路の発振ループが発振用トランジスタＴＲ１のベースと接地間に接続された圧電振動子Ｘ１、発振用トランジスタＴＲ１のベース−エミッタ間に接続されたコンデンサＣ１２、及び発振用トランジスタＴＲ１のエミッタと接地間に接続されたコンデンサＣ１３と抵抗Ｒ１３の並列回路からなる。従って、発振回路の発振ループが接地ラインを含んでいるため、接地ラインに雑音が重畳されると発振回路に悪影響を与え、トランジスタ圧電発振器の発振特性が劣化するという問題があった。
本発明は、上述したような問題を解決するためになされたものであって、発振回路の発振用トランジスタのコレクタ電流を低電流化しても安定した発振特性が得られると共に、接地ラインに雑音が重畳しても悪影響を受けないトランジスタ圧電発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係るトランジスタ圧電発振器は、圧電振動子を励振させる発振用トランジスタを備えたトランジスタ圧電発振器であって、前記発振用トランジスタのベース−コレクタ間に接続した前記圧電振動子と、前記発振用トランジスタのコレクタと電源間に接続した第１の抵抗と、前記発振用トランジスタのエミッタと接地間に接続した第２の抵抗と、前記発振用トランジスタのベース−エミッタ間に接続した第１のコンデンサと、前記発振用トランジスタのコレクタ−エミッタ間に接続した第２のコンデンサと、を備えたことを特徴としている。
このような本発明のトランジスタ圧電発振器によれば、上述したような発振回路を構成することにより、トランジスタ圧電発振器の発振用トランジスタのコレクタ電流を低電流化することができ、従って、トランジスタ圧電発振器の低消費電力化が可能となると共に、発振回路の設計の自由度が向上した。また、発振回路のメインの発振ループに接地ラインが含まれないので、接地ラインに重畳される雑音の影響を受け難くなり、トランジスタ圧電発振器の雑音特性が向上した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るトランジスタ圧電発振器の回路構成図である。トランジスタ圧電発振器１は、発振用トランジスタＴＲ１を備えており、発振用トランジスタＴＲ１のベース−コレクタ間に圧電振動子Ｘ１とバイアス抵抗ＲＢとを並列に接続し、発振用トランジスタＴＲ１のベース−エミッタ間にコンデンサ（第１のコンデンサ）Ｃ２を接続し、発振用トランジスタＴＲ１のコレクタ−エミッタ間にコンデンサ（第２のコンデンサ）Ｃ３を接続している。また、発振用トランジスタＴＲ１のコレクタと電源（Ｖｃｃ）間には、抵抗（第１の抵抗）Ｒ２を接続し、電源と接地（ＧＮＤ）間には、バイパス用のコンデンサＣ４を接続し、発振用トランジスタＴＲ１のエミッタと接地間には、抵抗（第２の抵抗）Ｒ３を接続している。そして、発振用トランジスタＴＲ１のコレクタに直流カット用のコンデンサＣ５を接続し、コンデンサＣ５の他端をトランジスタ圧電発振器１の出力（ＯＵＴ）としている。
【００１３】
このように構成したトランジスタ圧電発振器１は、発振回路の周波数特性を決定するメインの発振ループが、発振用トランジスタＴＲ１のベース−コレクタ間に接続された圧電振動子Ｘ１と抵抗ＲＢ、発振用トランジスタＴＲ１のベース−エミッタ間に接続されたコンデンサＣ２、及び発振用トランジスタＴＲ１のコレクタ−エミッタ間に接続されたコンデンサＣ３からなる。従って、メインの発振ループが、直接接地ラインや電源ラインと接続されていないため、接地ラインや電源ラインに雑音が重畳されても発振回路の発振特性に悪影響を及ぼすことを低減した。また、発振回路の負性抵抗の特性に大きな影響を与えるサブの発振ループは、発振用トランジスタＴＲ１のコレクタと電源間に挿入されている抵抗Ｒ２、発振用トランジスタＴＲ１のコレクタ−エミッタ間に接続されているコンデンサＣ３、及び発振用トランジスタＴＲ１のエミッタと接地間に挿入されている抵抗Ｒ３からなり、その特性は後述するが、発振用トランジスタＴＲ１のコレクタ電流の低電流化を実現する。
【００１４】
次に、本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器の発振特性について説明する。
図２は、本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器の等価発振回路図である。
ここで、圧電振動子Ｘ１（ｚｘｔ）とバイアス抵抗ＲＢとの並列回路のインピーダンスをｚ１、発振用トランジスタＴＲ１のベース−エミッタ間キャパシタンスＣπとベース−エミッタ間抵抗ＲπとコンデンサＣ２の並列回路のインピーダンスをｚ２、コンデンサＣ３のインピーダンスをｚ３とする。また抵抗Ｒ２のインピーダンスをｚ４、抵抗Ｒ３のインピーダンスをｚ５、発振用トランジスタＴＲ１の定電流源をｇｍ×ｚ２×ｉ２とする。そして、インピーダンスｚ１とｚ２に流れる電流をｉ２、インピーダンスｚ３に流れる電流をｉ３、インピーダンスｚ４に流れる電流をｉ４、インピーダンスｚ５に流れる電流をｉ５とする。
【００１５】
図２に示した等価発振回路にキルヒホッフの法則を適用すると、（８）式が得られる。

次に、（８）式を展開すると、発振回路が発振するインピーダンス条件である（９）式を得る。

また、インピーダンスｚ１、ｚ２、ｚ３、ｚ４、及びｚ５は、（１０）式のように表すことができる。但し、（１０）式中のｒ２、及びｃ２は、（１１）式とする。

【００１６】
次に、（１０）式を（９）式に代入する。そして、図１０に示すように、圧電振動子Ｘ１のモーションアーム（インダクタンスＬ１、キャパシタンスＣ１、抵抗Ｒ１）のインピーダンスをｚＭとし、圧電振動子Ｘ１の端子間並列キャパシタンスＣ０を発振回路側に含め、ｚＭ側から発振回路側を見た合成等価回路抵抗をＲｃｃｉ、合成等価回路キャパシタンスをＣｃｃｉとすると、（１２）式が得られる。また、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉと合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉは、（１３）式とする。

なお、（１３）式中のＲｃｉ、Ｃｃｉ、Ｒｃ、及びＣｃは、（１４）式とする。ここで、Ｒｃｉは等価回路抵抗を示し、Ｃｃｉは等価回路キャパシタンスを示し、抵抗ＲＢを発振回路側に含めて、圧電振動子Ｘ１より発振回路側を見た関係式である。

【００１７】
次に、得られた関係式を用いて、本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器の発振特性に関するシミュレーションを行い、図３、図４、図５、及び図６にその結果を示す。
図３は、本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器において、等価回路抵抗Ｒｃｉ、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉと等価回路キャパシタンスＣｃｉ、合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉの周波数特性を示すグラフ図である。
図３において、コンデンサＣ２、Ｃ３はともに３０ｐＦとし、抵抗Ｒ２、Ｒ３はともに５ｋΩ、抵抗ＲＢは３０ｋΩ、ベース−エミッタ間キャパシタンスＣπは３．８ｐＦ、ベース−エミッタ間抵抗Ｒπは２．６ｋΩ、トランジスタＴＲ１の相互コンダクタンスｇｍは３８ｍＡ／Ｖ、圧電振動子Ｘ１の端子間並列キャパシタンスＣ０は２ｐＦとする。図３に示すように、等価回路抵抗Ｒｃｉは、周波数ＦｒｅｑがＦｒｅｑ≒６．２ＭＨｚにおいて、負性抵抗が最大値となるＲｃｉ≒−４０ｋΩを示し、そのとき等価回路キャパシタンスＣｃｉは、Ｃｃｉ≒０．４ｐＦを得る。
また、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉは、周波数ＦｒｅｑがＦｒｅｑ≒１０ＭＨｚにおいて、負性抵抗が最大値となるＲｃｃｉ≒−２．３ｋΩを示し、そのとき等価回路キャパシタンスＣｃｃｉは、Ｃｃｃｉ≒３ｐＦを得る。
【００１８】
図４は、本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器において、抵抗Ｒ２、Ｒ３をパラメータとした際の、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉと合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉの周波数特性を示すグラフ図である。図４において、コンデンサＣ２、Ｃ３はともに３０ｐＦとし、抵抗ＲＢは３０ｋΩ、ベース−エミッタ間キャパシタンスＣπは３．８ｐＦ、ベース−エミッタ間抵抗Ｒπは２．６ｋΩ、トランジスタＴＲ１の相互コンダクタンスｇｍは３８ｍＡ／Ｖ、圧電振動子Ｘ１の端子間並列キャパシタンスＣ０は２ｐＦとする。
図４に示すように、抵抗Ｒ２、Ｒ３を変化させると、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉは、周波数Ｆｒｅｑが約５ＭＨｚ以下の低周波側においてその特性に差が出るが、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉが負性抵抗を示す約５ＭＨｚ以上の周波数範囲においては、抵抗Ｒ２、Ｒ３の変化に対して合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉの特性は差が出ていない。
【００１９】
また、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉは、周波数Ｆｒｅｑが周波数Ｆｒｅｑ≒１０ＭＨｚにおいて、負性抵抗が最大値となるＲｃｃｉ≒−２．３ｋΩを示している。また、一方、合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉは、抵抗Ｒ２、Ｒ３を変化させると、周波数Ｆｒｅｑが約５ＭＨｚ以下の低周波側においてその特性に多少の差が出るが、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉが負性抵抗を示す約５ＭＨｚ以上の周波数範囲においては、ほとんど差が見られない。
従って、これらの特性より分かることは、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉが負性抵抗を示す周波数範囲においては、抵抗Ｒ２、Ｒ３の値を大きくしてもトランジスタ圧電発振器の発振特性に影響を与えないということである。即ち、発振回路の特性は、前述したメインの発振ループにより決定されるので、抵抗Ｒ２、Ｒ３の値を大きくすることにより、メインの発振ループが、接地ラインや電源ラインより絶縁され、接地ラインや電源ラインに重畳される雑音の影響を受け難くなる。そして、それに伴いトランジスタ圧電発振器は、雑音特性の向上が図られる。
【００２０】
図５は、本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器において、抵抗Ｒ２、Ｒ３をパラメータとした際の、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉ及び合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉと発振用トランジスタのコレクタ電流Ｉｃの関係を示すグラフ図である。図５は、従来のトランジスタ圧電発振器の特性も併記した。図５において、周波数Ｆｒｅｑは１０ＭＨｚとし、コンデンサＣ２、Ｃ３はともに３０ｐＦ、抵抗ＲＢは３０ｋΩ、圧電振動子Ｘ１の端子間並列キャパシタンスＣ０は２ｐＦ、トランジスタの電流増幅率ｈｆｅは１００、τＦは０．１ｎｓｅｃとする。また、従来の特性は、抵抗Ｒ１３が２ｋΩとする。図５に示すように、従来のトランジスタ圧電発振器の合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉは、負性抵抗を示すコレクタ電流Ｉｃの範囲が約０．０２ｍＡ＜Ｉｃ＜３．５ｍＡであるのに対して、本発明によるトランジスタ圧電発振器の合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉは、負性抵抗を示すコレクタ電流Ｉｃの範囲が約０．００３ｍＡ＜Ｉｃである。従って、本発明によるトランジスタ圧電発振器の発振回路は、コレクタ電流Ｉｃが低電流から大電流まで発振可能となることが分かる。
また、合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉは、従来のトランジスタ圧電発振器、及び本発明のトランジスタ圧電発振器ともにほぼ同等の特性を有している。
【００２１】
図６は、本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器において、抵抗Ｒ２、Ｒ３をパラメータとした際の、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉと発振用トランジスタのコレクタ電流Ｉｃの関係を示すグラフ図である。図６において、圧電振動子の等価直列抵抗Ｒ１をＲ１＝３０Ωと仮定し、周波数Ｆｒｅｑは１０ＭＨｚとし、コンデンサＣ２、Ｃ３はともに３０ｐＦ、抵抗ＲＢは３０ｋΩ、圧電振動子Ｘ１の端子間並列キャパシタンスＣ０は２ｐＦ、トランジスタの電流増幅率ｈｆｅは１００、τＦは０．１ｎｓｅｃとする。また、従来の特性は、抵抗Ｒ１３が２ｋΩとする。図６に示すように、トランジスタ圧電発振器の発振条件として、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉの負性抵抗値が｜−Ｒｃｃｉ｜＞３０Ω以上必要であるとすると、従来のトランジスタ圧電発振器は、これを満足するコレクタ電流Ｉｃの範囲は、０．０２ｍＡ＜Ｉｃ＜３ｍＡである。一方、本発明のトランジスタ圧電発振器は、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉの負性抵抗値が｜−Ｒｃｃｉ｜＞３０Ωを満足するコレクタ電流Ｉｃの範囲は、０．００４ｍＡ＜Ｉｃであり、明らかに本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器が、コレクタ電流Ｉｃの低電流領域から発振可能であるかが分かる。
【００２２】
以上、本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器の発振特性について説明したが、本発明のように発振回路を構成することにより、トランジスタ圧電発振器に備えた発振用トランジスタのコレクタ電流を低電流化することができ、トランジスタ圧電発振器の低消費電力化が可能となると共に、発振回路の設計の自由度が向上した。また、発振回路のメインの発振ループに接地ラインや電源ラインが含まれないので、トランジスタ圧電発振器の雑音特性が向上した。
なお、本実施形態においては、発振用トランジスタとして、ＮＰＮタイプのトランジスタを用いて説明したが、これをＰＮＰタイプのトランジスタとすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係るトランジスタ圧電発振器の回路構成図である。
【図２】本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器の等価発振回路図である。
【図３】本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器において、等価回路抵抗Ｒｃｉ、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉと等価回路キャパシタンスＣｃｉ、合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉの周波数特性を示すグラフ図である。
【図４】本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器において、抵抗Ｒ２、Ｒ３をパラメータとした際の、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉと合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉの周波数特性を示すグラフ図である。
【図５】本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器において、抵抗Ｒ２、Ｒ３をパラメータとした際の、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉ及び合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉと発振用トランジスタのコレクタ電流Ｉｃの関係を示すグラフ図である。
【図６】本実施形態に係るトランジスタ圧電発振器において、抵抗Ｒ２、Ｒ３をパラメータとした際の、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉと発振用トランジスタのコレクタ電流Ｉｃの関係を示すグラフ図である。
【図７】従来のトランジスタ圧電発振器の回路構成図である。
【図８】従来のトランジスタ圧電発振器の他の回路構成図である。
【図９】従来のトランジスタ圧電発振器の等価発振回路を示す図である。
【図１０】等価回路抵抗Ｒｃｉ及び等価回路キャパシタンスＣｃｉと、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉ及び合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉの関係を示す図である。
【図１１】従来のトランジスタ圧電発振器の等価回路抵抗Ｒｃｉ、合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉ、及び等価回路キャパシタンスＣｃｉ、合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉの周波数特性を示すグラフ図である。
【図１２】従来のトランジスタ圧電発振器の合成等価回路抵抗Ｒｃｃｉ、及び合成等価回路キャパシタンスＣｃｃｉと発振用トランジスタのコレクタ電流Ｉｃとの関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…トランジスタ圧電発振器、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５…コンデンサ、Ｒ２、Ｒ３、ＲＢ…抵抗、ＴＲ１…トランジスタ、Ｘ１…圧電振動子

【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子を励振させる発振用トランジスタを備えたトランジスタ圧電発振器であって、
前記発振用トランジスタのベースとコレクタ間に接続した前記圧電振動子と、前記発振用トランジスタのコレクタと電源間に接続した第１の抵抗と、前記発振用トランジスタのエミッタと接地間に接続した第２の抵抗と、前記発振用トランジスタのベースとエミッタ間に接続した第１のコンデンサと、前記発振用トランジスタのコレクタとエミッタ間に接続した第２のコンデンサと、を備えたことを特徴とするトランジスタ圧電発振器。

【図１】