容量可変回路および通信装置
【課題】 印加電圧による特性の制御が容易な容量可変回路および通信装置を提供すること。
【解決手段】 固定容量コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ５と印加電圧により比誘電率が変化する薄膜誘電体層を用いた可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５とが直列に接続され、これら固定容量コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ５と可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５との間に印加電圧が供給されるコンデンサ対Ａ〜Ｅが複数接続されており、複数のコンデンサ対Ａ〜Ｅの可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５の印加電圧に対する比誘電率の変化が略同一であり、複数のコンデンサ対Ａ〜Ｅへの印加電圧が共通に供給されている容量可変回路である。各コンデンサ対Ａ〜Ｅの可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５に供給する印加電圧を共通にできるため、電圧制御が容易となる。
【解決手段】 固定容量コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ５と印加電圧により比誘電率が変化する薄膜誘電体層を用いた可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５とが直列に接続され、これら固定容量コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ５と可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５との間に印加電圧が供給されるコンデンサ対Ａ〜Ｅが複数接続されており、複数のコンデンサ対Ａ〜Ｅの可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５の印加電圧に対する比誘電率の変化が略同一であり、複数のコンデンサ対Ａ〜Ｅへの印加電圧が共通に供給されている容量可変回路である。各コンデンサ対Ａ〜Ｅの可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５に供給する印加電圧を共通にできるため、電圧制御が容易となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波帯およびミリ波帯等の通信機器や電子部品等に使用され、印加電圧により比誘電率が変化する誘電体層を有して容量を変化させることができる可変容量コンデンサを用い、その容量が変化することにより回路特性を可変とすることができる電圧制御型の容量可変回路に関するものであり、特に、電圧制御が容易な容量可変回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可変容量コンデンサを用いて構成され、そのコンデンサの容量を変化させることによって回路特性を変化させて用いられる容量可変回路として、容量可変フィルタや、容量可変整合回路，容量可変発振器，容量可変フェーズシフタ等が知られている。
【０００３】
図２は、従来の容量可変回路の一例として、容量可変フィルタの例を示す等価回路図である。このような可変容量フィルタは、例えば特許文献１等に提案されている。図２は、２つの並列ＬＣ共振回路を有するフィルタを示している。
【０００４】
図２において、Ｄ１，Ｄ２はＬＣ共振回路である。この複数のＬＣ共振回路Ｄ１，Ｄ２としては、１／４波長の先端短絡型の誘電体共振器等が例示できる。このＬＣ共振回路Ｄ１，Ｄ２に対して、可変容量ダイオードＸ１，Ｘ２がそれぞれ並列に接続されている。また、可変容量ダイオードＸ１，Ｘ２には、それぞれ制御電圧を供給するためのＲＦ阻止用インダクタＬ１，Ｌ２と、直流制限コンデンサ（固定容量素子）Ｃ３，Ｃ４とが接続されていることにより、可変容量ダイオードＸ１，Ｘ２には制御電圧が印加されることになる。また、直流制限容量コンデンサＣ３，Ｃ４は、通常、高周波信号では可変容量ダイオードＸ１，Ｘ２のインピーダンスに影響を与えないように設定されている。また、ＬＣ並列共振回路Ｄ１，Ｄ２は、結合コンデンサＣ６を介して結合されており、さらに外部回路を結合するための入出力容量成分Ｃ５，Ｃ７を接続している。これにより、容量可変フィルタを構成している。なお、Ｉは入力信号端子、Ｏは出力信号端子、Ｖはバイアス端子である。
【０００５】
また、可変容量コンデンサとしては、チタン酸ストロンチウムやチタン酸ストロンチウムバリウム等のペロブスカイト構造の強誘電体酸化物薄膜を誘電体層に用いて、これを挟持する上部電極層と下部電極層との間に所定の制御電圧を印加することによって、誘電体層の比誘電率を変化させて容量を変化させる構造の可変容量コンデンサが知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特許第3238167号公報
【特許文献２】特開平11−260667号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の容量可変フィルタにおいて実際に所望の回路特性を得るためには、複数の異なる可変容量コンデンサの容量変化率が必要になる。例えば、図３に等価回路図で示す対称型の電圧制御容量可変フィルタの例では、主に通過帯域を可変容量コンデンサＣｔ２，Ｃｔ４にて、阻止域を可変容量コンデンサＣｔ３にて、入出力インピーダンスを可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ５にてそれぞれ容量を変化させて調整することになる。なお、図３において、Ｄ１，Ｄ２はＭ結合（磁界結合）したλ／４先端短絡型の伝送線路、Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，Ｌｂ４，Ｌｂ５はＲＦ阻止インダクタ、Ｃｄは直流制限容量素子、Ｉは入力信号端子、Ｏは出力信号端子、Ｖ１，Ｖ２はバイアス端子である。
【０００７】
ここで、一定の印加電圧に対する容量変化率をΔＣ／Ｃ＝｜Ｃ−Ｃ’｜／Ｃ（Ｃ：初期容量値，Ｃ’：印加電圧時容量値，Ｃ−Ｃ’：容量の変化量）とすると、図３に示す例では、例えば、Ｋ−ＰＣＳ帯（1750ＭＨｚ帯）とＵＳ−ＰＣＳ帯（1850ＭＨｚ）との２つの通信システムに対応するためには、可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５の容量を調整し、所望のフィルタ特性を得ることになる。Ｃｔ２，Ｃｔ４はそれぞれＤ１，Ｄ２と共に共振回路を形成し、主に通過帯域を変化させ、Ｃｔ３はＤ１およびＤ２との結合と共に阻止域を変化させ、Ｃｔ１，Ｃｔ５は主に入出力インピーダンスを変化させるため、可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５それぞれの容量変化率はΔＣｔ２／Ｃｔ２（＝ΔＣｔ４／Ｃｔ４），ΔＣｔ３／Ｃｔ３，ΔＣｔ１／Ｃｔ１（＝ΔＣｔ５／Ｃｔ５）と異なるものとなる。
【０００８】
つまり、容量可変フィルタ等の容量可変回路においては、容量変化率ΔＣ／Ｃが等しい可変容量コンデンサを用いる場合には、異なる容量変化率が必要な容量可変回路においては、一定の印加電圧値では、所望の回路特性を得ることができない。そのため、制御電圧値を調整することで異なる容量変化率に調整する必要があるので、それぞれの可変容量コンデンサに印加する所望の制御電圧値が異なるものとなるという問題点があった。また、そのように可変容量コンデンサに印加する制御電圧が異なる場合には、電圧制御端子が多数となるという問題点があった。さらに、印加する電圧制御も複数必要なため、それらの制御も複雑になるという問題点があった。
【０００９】
本発明は以上のような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、複数の可変容量コンデンサに印加する制御電圧を共通化でき、電圧制御端子も少なくすることができる、電圧制御が容易な容量可変回路を提供することにある。また、制御電圧を共通化できる容量可変回路を用いることで、電圧制御が容易な通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の容量可変回路は、固定容量コンデンサと印加電圧により比誘電率が変化する薄膜誘電体層を用いた可変容量コンデンサとが直列に接続され、これら固定容量コンデンサと可変容量コンデンサとの間に前記印加電圧が供給されるコンデンサ対が複数接続されており、前記複数のコンデンサ対の前記可変容量コンデンサの前記印加電圧に対する前記比誘電率の変化が略同一であり、前記複数のコンデンサ対への前記印加電圧が共通に供給されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の容量可変回路は、上記構成において、複数の前記コンデンサ対の一部において、前記固定容量コンデンサに代えて前記可変容量コンデンサが用いられていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の通信装置は、上記各構成のいずれかの本発明の容量可変回路を用いたフィルタ回路および整合回路の少なくとも一方を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の容量可変回路によれば、固定容量コンデンサと印加電圧により比誘電率が変化する薄膜誘電体層を用いた可変容量コンデンサとが直列に接続されたコンデンサ対であって、これら固定容量コンデンサと可変容量コンデンサとの間に前記印加電圧が供給されるコンデンサ対が複数接続されており、前記複数のコンデンサ対の前記可変容量コンデンサの前記印加電圧に対する前記比誘電率の変化が略同一であり、前記複数のコンデンサ対への前記印加電圧が共通に供給されることにより、複数のコンデンサ対の可変容量コンデンサに印加する印加電圧を同一にすることができるため、複数のコンデンサ対の可変容量コンデンサに印加電圧を印加するための電圧制御端子を共通にすることができ、単純な回路構成にすることができる。また、複数のコンデンサ対の可変容量コンデンサに供給する印加電圧の電圧制御を共通にできるため、電圧制御も容易となり、さらに、電圧制御端子も少なくすることができる。
【００１４】
また、本発明の容量可変回路によれば、複数のコンデンサ対に印加電圧に対する前記比誘電率の変化が略同一の可変容量コンデンサを用いることから、誘電体材料および薄膜誘電体層の厚み等を共通にできるため、可変容量コンデンサの設計・製造においてもその変更に対応するのに容量形成部（電極面積）の変更だけでよく、設計・製造が容易となる。
【００１５】
また、本発明の容量可変回路によれば、複数の前記コンデンサ対の一部において、前記固定容量コンデンサに代えて前記可変容量コンデンサを用いるときには、前記コンデンサ対の合成容量の容量変化率は、可変容量コンデンサの容量変化率と等しくなるので、前記可変容量コンデンサの容量変化率を最大限に利用することができる。
【００１６】
さらに、本発明の通信装置は、上述の特長を有する本発明の容量可変回路を用いたフィルタ回路および整合回路の少なくとも一方を有していることから、それらフィルタ回路および整合回路に対する特性を変化させるための電圧制御が容易な通信装置とすることができる。
【００１７】
以上により、本発明によれば、電圧制御により特性を変化させることが容易な容量可変回路および通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の容量可変回路について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の容量可変回路の実施の形態の一例を示すものであり、容量変化率が等しい５つの可変容量コンデンサを用いた容量可変フィルタの等価回路図である。
【００２０】
図１に示す等価回路図において、符号Ｃｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５はいずれも容量変化率Ｙ（＝ΔＣ／Ｃ）が等しい可変容量コンデンサであり、Ｄ１，Ｄ２はＭ結合したλ／４先端短絡型の伝送線路、Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，Ｌｂ４，Ｌｂ５はＲＦ阻止インダクタ、Ｃｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５は固定容量コンデンサ、Ｉは入力信号端子、Ｏは出力信号端子、Ｖは印加電圧を供給するためのバイアス端子である。
【００２１】
そして、可変容量コンデンサＣｔ１と固定容量コンデンサＣｄ１とが直列に接続されたコンデンサ対をＡ、可変容量コンデンサＣｔ２と固定容量コンデンサＣｄ２とが直列に接続されたコンデンサ対をＢ、可変容量コンデンサＣｔ３と固定容量コンデンサＣｄ３とが直列に接続されたコンデンサ対をＣ、可変容量コンデンサＣｔ４と固定容量コンデンサＣｄ４とが直列に接続されたコンデンサ対をＤ、可変容量コンデンサＣｔ５と固定容量コンデンサＣｄ４とが直列に接続されたコンデンサ対をＥとしている。そして、これらが図１に示すように接続されて、容量可変フィルタを構成している。
【００２２】
このような構成では、可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５と、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５とが直列に接続されたコンデンサ対Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれ合成容量（合成容量可変コンデンサ）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとみなすことができる。
【００２３】
これら合成可変容量コンデンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの容量を、バイアス端子ＶからＲＦ阻止インダクタＬｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，Ｌｂ４，Ｌｂ５を介して可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５と固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５との間に供給される印加電圧により変化させることで、複数の所望のフィルタ特性に変化させて特性を切り替えることができ、これによって容量可変フィルタとして動作する。
【００２４】
例えば、所望１のフィルタ特性を得る場合に必要な合成可変容量コンデンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの初期合成容量値はそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとなり、所望２のフィルタ特性を得るための合成可変容量コンデンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの合成容量値はそれぞれＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’，Ｅ’となり、このときの容量変化率はそれぞれＸＡ（＝｜Ａ−Ａ’｜／Ａであり、以下同様。），ＸＢ，ＸＣ，ＸＤ，ＸＥとなる。
【００２５】
一方、合成容量可変コンデンサＡの初期合成容量値Ａは、Ａ＝Ｃｔ１・Ｃｄ１／（Ｃｔ１＋Ｃｄ１）となり、印加電圧を供給して変化した後の合成容量値Ａ’は、Ａ’＝（１−Ｙ）・Ｃｔ・Ｃｄ／（（１−Ｙ）Ｃｔ＋Ｃｄ）となる。ここで、固定容量コンデンサと可変容量コンデンサとの容量値の比をγとし、γＡ＝Ｃｄ１（固定容量コンデンサ）／Ｃｔ１（可変容量コンデンサ）とおくと、それぞれ、Ａ＝Ｃｄ１／（１＋γＡ）、Ａ’＝（１−Ｙ）・Ｃｄ／（１−Ｙ＋γＡ）となる。ここで、合成可変容量コンデンサの容量変化率ＸＡ＝｜Ａ−Ａ’｜／Ａであるから、それぞれ代入すると、ＸＡ＝γＡ・Ｙ／（１＋γＡ−Ｙ）となる。
【００２６】
同様に、合成容量可変コンデンサＢの容量変化率ＸＢはＸＢ＝γＢ・Ｙ／（１＋γＢ−Ｙ）となり、合成容量可変コンデンサＣの容量変化率ＸＣはＸＣ＝γＣ・Ｙ／（１＋γＣ−Ｙ）となり、合成容量可変コンデンサＤの容量変化率ＸＤはＸＤ＝γＤ・Ｙ／（１＋γＤ−Ｙ）となり、合成容量可変コンデンサＥの容量変化率ＸＥはＸＥ＝γＥ・Ｙ／（１＋γＥ−Ｙ）となる。
【００２７】
つまり、容量変化率Ｙが等しい可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５を用い、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５の容量値と可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の初期容量値との比をγ（γＡ，γＢ，γＣ，γＤ，γＥ）とすることで、複数の容量変化率Ｘ（ＸＡ，ＸＢ，ＸＣ，ＸＤ，ＸＥ）を得ることができる。
【００２８】
また、前述の式より固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５と可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の初期容量値との比γと合成可変容量コンデンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの容量変化率との関係は、γＡ＝ＸＡ（１−Ｙ）／（Ｙ−ＸＡ），γＢ＝ＸＢ（１−Ｙ）／（Ｙ−ＸＢ），γＣ＝ＸＣ（１−Ｙ）／（Ｙ−ＸＣ），γＤ＝ＸＤ（１−Ｙ）／（Ｙ−ＸＤ），γＤ＝ＸＤ（１−Ｙ）／（Ｙ−ＸＤ）となるから、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５の容量値と可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の初期容量値との比γ（γＡ，γＢ，γＣ，γＤ，γＥ）を、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５および可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の自己共振周波数やＱ値等の特性や設計・作製の容易さ等を考慮して選択することで、複数の合成容量変化率Ｘ（ＸＡ，ＸＢ，ＸＣ，ＸＤ，ＸＥ）を得ることができることになる。
【００２９】
また、容量変化率Ｙが等しい可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５を用いるため、制御電圧としての印加電圧を共通化でき、印加電圧を供給するための電圧制御端子も少なく、電圧制御が容易な容量可変回路である容量可変フィルタとすることができる。
【００３０】
また、印加電圧に対する比誘電率の変化が略同一の可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５を用いることができるため、可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の設計・製造においても誘電体材料や薄膜誘電体層の厚み等を共通にできるため、設計・製造の変更への対応は容量形成部（電極面積）の変更だけでよくなり、設計・製造が容易となる。
【００３１】
また、可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の初期容量値も同一になるように、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５の容量値と可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の初期容量値との比γを選択することで、初期容量値および容量変化率が等しい可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５を用いて複数の合成容量変化率Ｘを得ることができるため、可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の設計・製造がさらに容易となる。
【００３２】
さらに、コンデンサ対Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの一部において、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５に代えて可変容量コンデンサを用いることで、そのコンデンサ対における可変容量コンデンサの容量変化率Ｙと合成容量変化率Ｘとが等しくなるので、可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の容量変化率Ｙを最大限に利用できるものとなる。
【００３３】
さらに、本発明の通信装置は、上述の特長を有する本発明の容量可変回路を用いたフィルタ回路および整合回路の少なくとも一方を有していることから、それらフィルタ回路および整合回路に対する特性を変化させるための電圧制御が容易な通信装置とすることができる。
【００３４】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、複数の回路特性の切り替えに必要な容量変化率が同じで、容量の絶対値が逆で変化させるための印加電圧が異なる場合に、印加電圧値が同じ電圧制御端子同士を共通にしても構わない。
【００３５】
また、目的に応じて、複数のコンデンサ対とインダクタや伝送線路とともに、例えばＬＣローパス型，ＬＣハイパス型，π型，Ｔ型等のような回路構成として、通信装置のアンテナやパワーアンプ等の可変整合回路に用いても構わない。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の容量可変回路の実施例について説明する。実施例として、図１に示す容量可変フィルタを例にとり説明する。
【００３７】
シミュレーションを用いてＫ−ＰＣＳ帯（1750ＭＨｚ帯）とＵＳ−ＰＣＳ帯（1850ＭＨｚ）に対応した挿入損失および帯域外減衰量等のフィルタ特性を満足する回路定数を求めたところ、Ｋ−ＰＣＳ帯（1750ＭＨｚ帯）に対応したフィルタ特性を得るには、合成容量値はそれぞれＡ＝Ｅ＝0.52ｐＦ，Ｂ＝Ｄ＝3.45ｐＦ，Ｃ＝0.71ｐＦであった。また、ＵＳ−ＰＣＳ帯（1850ＭＨｚ）に対応したフィルタ特性を得るには、合成容量値はそれぞれＡ’＝Ｅ’＝0.42ｐＦ，Ｂ’＝Ｄ’＝2.86ｐＦ，Ｃ’＝0.60ｐＦであった。このとき、合成容量変化率はそれぞれＸＡ＝ＸＥ＝19.2％，ＸＢ＝ＸＤ＝17.1％，ＸＣ＝15.5％となる。
【００３８】
これに対し、支持基板にサファイアのＲ基板、下部電極層にＰｔ、薄膜誘電体層に（ＢａｘＳｒ１−ｘ）ＴｉｙＯ３（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）を用い、上部電極層にＰｔ／Ａｕを用いて、制御電圧としての印加電圧３Ｖ印加時における容量変化率が30％の可変容量コンデンサＣｔを作製した。
【００３９】
合成容量変化率ＸＡ＝ＸＥ＝19.2％を得るための、固定容量コンデンサと可変容量コンデンサとの容量値の比は、γ＝Ｘ（１−Ｙ）／（Ｙ−Ｘ）の関係式より、γＡ＝γＥ＝0.19・（１−0.3）／（0.3−0.19）＝1.24になる。同様に、合成容量変化率ＸＢ＝ＸＤ＝17.1％を得るためには、γＢ＝γＤ＝0.93になる。同様に、合成容量変化率ＸＣ＝15.5％を得るためには、γＣ＝0.75となる。
【００４０】
また、Ａ＝Ｃｄ１／（１＋γＡ）の関係式より、固定コンデンサＣｄ１＝Ｃｄ５＝Ａ・（１＋γＡ）＝0.52・（1＋1.24）＝1.16ｐＦとなる。同様に、固定コンデンサＣｄ２＝Ｃｄ４＝6.66ｐＦとなる。同様に、固定コンデンサＣｄ３＝1.24ｐＦとなる。
【００４１】
また、γ＝Ｃｄ／Ｃｔより、可変容量コンデンサの容量値は、それぞれＣｔ１＝Ｃｔ５＝1.17ｐＦ／1.24＝0.94ｐＦ，Ｃｔ２＝Ｃｔ４＝6.66ｐＦ／0.93＝7.16ｐＦ，Ｃｔ３＝1.24ｐＦ／0.75＝1.65ｐＦとなる。
【００４２】
つまり、合成可変容量コンデンサＡに固定容量コンデンサＣｄ１＝1.16ｐＦと可変容量コンデンサＣｔ１＝0.94ｐＦとを組み合わせて用い、合成可変容量コンデンサＢに固定容量コンデンサＣｄ２＝6.66ｐＦと可変容量コンデンサＣｔ２＝7.16ｐＦとを組み合わせて用い、合成可変容量コンデンサＣに固定容量コンデンサＣｄ３＝1.24ｐＦと可変容量コンデンサＣｔ３＝1.65ｐＦとを組み合わせ、合成可変容量コンデンサＤに固定容量コンデンサＣｄ４＝6.66ｐＦと可変容量コンデンサＣｔ４＝7.16ｐＦとを組み合わせて用い、合成可変容量コンデンサＥに固定容量コンデンサＣｄ５＝1.16ｐＦと可変容量コンデンサＣｔ５＝0.94ｐＦとを組み合わせて用いることによって、印加電圧を３Ｖ共通にすることができ、各コンデンサ対Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対する合成容量の制御が容易となった。
【００４３】
これにより、異なる容量変化率が必要な容量可変回路において、一定の印加電圧値に対して略等しい容量変化率の可変容量コンデンサを用い、一定の制御電圧値で所望の回路特性を得ることができる。そのため、印加電圧を同一にすることができ、電圧制御端子を共通にすることができ、電圧制御も容易となり、さらに、電圧制御端子も少なくできることを確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の容量可変回路の実施の形態の一例を示す等価回路図である。
【図２】従来の容量可変回路の例を示す等価回路図である。
【図３】従来の容量可変回路の他の例を示す等価回路図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｃｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５・・・可変容量コンデンサ
Ｃｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５・・・固定容量コンデンサ
Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，Ｌｂ４，Ｌｂ５・・・ＲＦ阻止インダクタ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ・・・コンデンサ対（合成容量）
Ｄ１，Ｄ２・・・分布定数型ＬＣ共振回路
Ｖ・・・バイアス端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波帯およびミリ波帯等の通信機器や電子部品等に使用され、印加電圧により比誘電率が変化する誘電体層を有して容量を変化させることができる可変容量コンデンサを用い、その容量が変化することにより回路特性を可変とすることができる電圧制御型の容量可変回路に関するものであり、特に、電圧制御が容易な容量可変回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可変容量コンデンサを用いて構成され、そのコンデンサの容量を変化させることによって回路特性を変化させて用いられる容量可変回路として、容量可変フィルタや、容量可変整合回路，容量可変発振器，容量可変フェーズシフタ等が知られている。
【０００３】
図２は、従来の容量可変回路の一例として、容量可変フィルタの例を示す等価回路図である。このような可変容量フィルタは、例えば特許文献１等に提案されている。図２は、２つの並列ＬＣ共振回路を有するフィルタを示している。
【０００４】
図２において、Ｄ１，Ｄ２はＬＣ共振回路である。この複数のＬＣ共振回路Ｄ１，Ｄ２としては、１／４波長の先端短絡型の誘電体共振器等が例示できる。このＬＣ共振回路Ｄ１，Ｄ２に対して、可変容量ダイオードＸ１，Ｘ２がそれぞれ並列に接続されている。また、可変容量ダイオードＸ１，Ｘ２には、それぞれ制御電圧を供給するためのＲＦ阻止用インダクタＬ１，Ｌ２と、直流制限コンデンサ（固定容量素子）Ｃ３，Ｃ４とが接続されていることにより、可変容量ダイオードＸ１，Ｘ２には制御電圧が印加されることになる。また、直流制限容量コンデンサＣ３，Ｃ４は、通常、高周波信号では可変容量ダイオードＸ１，Ｘ２のインピーダンスに影響を与えないように設定されている。また、ＬＣ並列共振回路Ｄ１，Ｄ２は、結合コンデンサＣ６を介して結合されており、さらに外部回路を結合するための入出力容量成分Ｃ５，Ｃ７を接続している。これにより、容量可変フィルタを構成している。なお、Ｉは入力信号端子、Ｏは出力信号端子、Ｖはバイアス端子である。
【０００５】
また、可変容量コンデンサとしては、チタン酸ストロンチウムやチタン酸ストロンチウムバリウム等のペロブスカイト構造の強誘電体酸化物薄膜を誘電体層に用いて、これを挟持する上部電極層と下部電極層との間に所定の制御電圧を印加することによって、誘電体層の比誘電率を変化させて容量を変化させる構造の可変容量コンデンサが知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特許第3238167号公報
【特許文献２】特開平11−260667号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の容量可変フィルタにおいて実際に所望の回路特性を得るためには、複数の異なる可変容量コンデンサの容量変化率が必要になる。例えば、図３に等価回路図で示す対称型の電圧制御容量可変フィルタの例では、主に通過帯域を可変容量コンデンサＣｔ２，Ｃｔ４にて、阻止域を可変容量コンデンサＣｔ３にて、入出力インピーダンスを可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ５にてそれぞれ容量を変化させて調整することになる。なお、図３において、Ｄ１，Ｄ２はＭ結合（磁界結合）したλ／４先端短絡型の伝送線路、Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，Ｌｂ４，Ｌｂ５はＲＦ阻止インダクタ、Ｃｄは直流制限容量素子、Ｉは入力信号端子、Ｏは出力信号端子、Ｖ１，Ｖ２はバイアス端子である。
【０００７】
ここで、一定の印加電圧に対する容量変化率をΔＣ／Ｃ＝｜Ｃ−Ｃ’｜／Ｃ（Ｃ：初期容量値，Ｃ’：印加電圧時容量値，Ｃ−Ｃ’：容量の変化量）とすると、図３に示す例では、例えば、Ｋ−ＰＣＳ帯（1750ＭＨｚ帯）とＵＳ−ＰＣＳ帯（1850ＭＨｚ）との２つの通信システムに対応するためには、可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５の容量を調整し、所望のフィルタ特性を得ることになる。Ｃｔ２，Ｃｔ４はそれぞれＤ１，Ｄ２と共に共振回路を形成し、主に通過帯域を変化させ、Ｃｔ３はＤ１およびＤ２との結合と共に阻止域を変化させ、Ｃｔ１，Ｃｔ５は主に入出力インピーダンスを変化させるため、可変容量コンデンサＣｔ１〜Ｃｔ５それぞれの容量変化率はΔＣｔ２／Ｃｔ２（＝ΔＣｔ４／Ｃｔ４），ΔＣｔ３／Ｃｔ３，ΔＣｔ１／Ｃｔ１（＝ΔＣｔ５／Ｃｔ５）と異なるものとなる。
【０００８】
つまり、容量可変フィルタ等の容量可変回路においては、容量変化率ΔＣ／Ｃが等しい可変容量コンデンサを用いる場合には、異なる容量変化率が必要な容量可変回路においては、一定の印加電圧値では、所望の回路特性を得ることができない。そのため、制御電圧値を調整することで異なる容量変化率に調整する必要があるので、それぞれの可変容量コンデンサに印加する所望の制御電圧値が異なるものとなるという問題点があった。また、そのように可変容量コンデンサに印加する制御電圧が異なる場合には、電圧制御端子が多数となるという問題点があった。さらに、印加する電圧制御も複数必要なため、それらの制御も複雑になるという問題点があった。
【０００９】
本発明は以上のような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、複数の可変容量コンデンサに印加する制御電圧を共通化でき、電圧制御端子も少なくすることができる、電圧制御が容易な容量可変回路を提供することにある。また、制御電圧を共通化できる容量可変回路を用いることで、電圧制御が容易な通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の容量可変回路は、固定容量コンデンサと印加電圧により比誘電率が変化する薄膜誘電体層を用いた可変容量コンデンサとが直列に接続され、これら固定容量コンデンサと可変容量コンデンサとの間に前記印加電圧が供給されるコンデンサ対が複数接続されており、前記複数のコンデンサ対の前記可変容量コンデンサの前記印加電圧に対する前記比誘電率の変化が略同一であり、前記複数のコンデンサ対への前記印加電圧が共通に供給されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の容量可変回路は、上記構成において、複数の前記コンデンサ対の一部において、前記固定容量コンデンサに代えて前記可変容量コンデンサが用いられていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の通信装置は、上記各構成のいずれかの本発明の容量可変回路を用いたフィルタ回路および整合回路の少なくとも一方を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の容量可変回路によれば、固定容量コンデンサと印加電圧により比誘電率が変化する薄膜誘電体層を用いた可変容量コンデンサとが直列に接続されたコンデンサ対であって、これら固定容量コンデンサと可変容量コンデンサとの間に前記印加電圧が供給されるコンデンサ対が複数接続されており、前記複数のコンデンサ対の前記可変容量コンデンサの前記印加電圧に対する前記比誘電率の変化が略同一であり、前記複数のコンデンサ対への前記印加電圧が共通に供給されることにより、複数のコンデンサ対の可変容量コンデンサに印加する印加電圧を同一にすることができるため、複数のコンデンサ対の可変容量コンデンサに印加電圧を印加するための電圧制御端子を共通にすることができ、単純な回路構成にすることができる。また、複数のコンデンサ対の可変容量コンデンサに供給する印加電圧の電圧制御を共通にできるため、電圧制御も容易となり、さらに、電圧制御端子も少なくすることができる。
【００１４】
また、本発明の容量可変回路によれば、複数のコンデンサ対に印加電圧に対する前記比誘電率の変化が略同一の可変容量コンデンサを用いることから、誘電体材料および薄膜誘電体層の厚み等を共通にできるため、可変容量コンデンサの設計・製造においてもその変更に対応するのに容量形成部（電極面積）の変更だけでよく、設計・製造が容易となる。
【００１５】
また、本発明の容量可変回路によれば、複数の前記コンデンサ対の一部において、前記固定容量コンデンサに代えて前記可変容量コンデンサを用いるときには、前記コンデンサ対の合成容量の容量変化率は、可変容量コンデンサの容量変化率と等しくなるので、前記可変容量コンデンサの容量変化率を最大限に利用することができる。
【００１６】
さらに、本発明の通信装置は、上述の特長を有する本発明の容量可変回路を用いたフィルタ回路および整合回路の少なくとも一方を有していることから、それらフィルタ回路および整合回路に対する特性を変化させるための電圧制御が容易な通信装置とすることができる。
【００１７】
以上により、本発明によれば、電圧制御により特性を変化させることが容易な容量可変回路および通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の容量可変回路について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の容量可変回路の実施の形態の一例を示すものであり、容量変化率が等しい５つの可変容量コンデンサを用いた容量可変フィルタの等価回路図である。
【００２０】
図１に示す等価回路図において、符号Ｃｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５はいずれも容量変化率Ｙ（＝ΔＣ／Ｃ）が等しい可変容量コンデンサであり、Ｄ１，Ｄ２はＭ結合したλ／４先端短絡型の伝送線路、Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，Ｌｂ４，Ｌｂ５はＲＦ阻止インダクタ、Ｃｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５は固定容量コンデンサ、Ｉは入力信号端子、Ｏは出力信号端子、Ｖは印加電圧を供給するためのバイアス端子である。
【００２１】
そして、可変容量コンデンサＣｔ１と固定容量コンデンサＣｄ１とが直列に接続されたコンデンサ対をＡ、可変容量コンデンサＣｔ２と固定容量コンデンサＣｄ２とが直列に接続されたコンデンサ対をＢ、可変容量コンデンサＣｔ３と固定容量コンデンサＣｄ３とが直列に接続されたコンデンサ対をＣ、可変容量コンデンサＣｔ４と固定容量コンデンサＣｄ４とが直列に接続されたコンデンサ対をＤ、可変容量コンデンサＣｔ５と固定容量コンデンサＣｄ４とが直列に接続されたコンデンサ対をＥとしている。そして、これらが図１に示すように接続されて、容量可変フィルタを構成している。
【００２２】
このような構成では、可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５と、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５とが直列に接続されたコンデンサ対Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれ合成容量（合成容量可変コンデンサ）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとみなすことができる。
【００２３】
これら合成可変容量コンデンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの容量を、バイアス端子ＶからＲＦ阻止インダクタＬｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，Ｌｂ４，Ｌｂ５を介して可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５と固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５との間に供給される印加電圧により変化させることで、複数の所望のフィルタ特性に変化させて特性を切り替えることができ、これによって容量可変フィルタとして動作する。
【００２４】
例えば、所望１のフィルタ特性を得る場合に必要な合成可変容量コンデンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの初期合成容量値はそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとなり、所望２のフィルタ特性を得るための合成可変容量コンデンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの合成容量値はそれぞれＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’，Ｅ’となり、このときの容量変化率はそれぞれＸＡ（＝｜Ａ−Ａ’｜／Ａであり、以下同様。），ＸＢ，ＸＣ，ＸＤ，ＸＥとなる。
【００２５】
一方、合成容量可変コンデンサＡの初期合成容量値Ａは、Ａ＝Ｃｔ１・Ｃｄ１／（Ｃｔ１＋Ｃｄ１）となり、印加電圧を供給して変化した後の合成容量値Ａ’は、Ａ’＝（１−Ｙ）・Ｃｔ・Ｃｄ／（（１−Ｙ）Ｃｔ＋Ｃｄ）となる。ここで、固定容量コンデンサと可変容量コンデンサとの容量値の比をγとし、γＡ＝Ｃｄ１（固定容量コンデンサ）／Ｃｔ１（可変容量コンデンサ）とおくと、それぞれ、Ａ＝Ｃｄ１／（１＋γＡ）、Ａ’＝（１−Ｙ）・Ｃｄ／（１−Ｙ＋γＡ）となる。ここで、合成可変容量コンデンサの容量変化率ＸＡ＝｜Ａ−Ａ’｜／Ａであるから、それぞれ代入すると、ＸＡ＝γＡ・Ｙ／（１＋γＡ−Ｙ）となる。
【００２６】
同様に、合成容量可変コンデンサＢの容量変化率ＸＢはＸＢ＝γＢ・Ｙ／（１＋γＢ−Ｙ）となり、合成容量可変コンデンサＣの容量変化率ＸＣはＸＣ＝γＣ・Ｙ／（１＋γＣ−Ｙ）となり、合成容量可変コンデンサＤの容量変化率ＸＤはＸＤ＝γＤ・Ｙ／（１＋γＤ−Ｙ）となり、合成容量可変コンデンサＥの容量変化率ＸＥはＸＥ＝γＥ・Ｙ／（１＋γＥ−Ｙ）となる。
【００２７】
つまり、容量変化率Ｙが等しい可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５を用い、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５の容量値と可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の初期容量値との比をγ（γＡ，γＢ，γＣ，γＤ，γＥ）とすることで、複数の容量変化率Ｘ（ＸＡ，ＸＢ，ＸＣ，ＸＤ，ＸＥ）を得ることができる。
【００２８】
また、前述の式より固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５と可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の初期容量値との比γと合成可変容量コンデンサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの容量変化率との関係は、γＡ＝ＸＡ（１−Ｙ）／（Ｙ−ＸＡ），γＢ＝ＸＢ（１−Ｙ）／（Ｙ−ＸＢ），γＣ＝ＸＣ（１−Ｙ）／（Ｙ−ＸＣ），γＤ＝ＸＤ（１−Ｙ）／（Ｙ−ＸＤ），γＤ＝ＸＤ（１−Ｙ）／（Ｙ−ＸＤ）となるから、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５の容量値と可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の初期容量値との比γ（γＡ，γＢ，γＣ，γＤ，γＥ）を、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５および可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の自己共振周波数やＱ値等の特性や設計・作製の容易さ等を考慮して選択することで、複数の合成容量変化率Ｘ（ＸＡ，ＸＢ，ＸＣ，ＸＤ，ＸＥ）を得ることができることになる。
【００２９】
また、容量変化率Ｙが等しい可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５を用いるため、制御電圧としての印加電圧を共通化でき、印加電圧を供給するための電圧制御端子も少なく、電圧制御が容易な容量可変回路である容量可変フィルタとすることができる。
【００３０】
また、印加電圧に対する比誘電率の変化が略同一の可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５を用いることができるため、可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の設計・製造においても誘電体材料や薄膜誘電体層の厚み等を共通にできるため、設計・製造の変更への対応は容量形成部（電極面積）の変更だけでよくなり、設計・製造が容易となる。
【００３１】
また、可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の初期容量値も同一になるように、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５の容量値と可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の初期容量値との比γを選択することで、初期容量値および容量変化率が等しい可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５を用いて複数の合成容量変化率Ｘを得ることができるため、可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の設計・製造がさらに容易となる。
【００３２】
さらに、コンデンサ対Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの一部において、固定容量コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５に代えて可変容量コンデンサを用いることで、そのコンデンサ対における可変容量コンデンサの容量変化率Ｙと合成容量変化率Ｘとが等しくなるので、可変容量コンデンサＣｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５の容量変化率Ｙを最大限に利用できるものとなる。
【００３３】
さらに、本発明の通信装置は、上述の特長を有する本発明の容量可変回路を用いたフィルタ回路および整合回路の少なくとも一方を有していることから、それらフィルタ回路および整合回路に対する特性を変化させるための電圧制御が容易な通信装置とすることができる。
【００３４】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、複数の回路特性の切り替えに必要な容量変化率が同じで、容量の絶対値が逆で変化させるための印加電圧が異なる場合に、印加電圧値が同じ電圧制御端子同士を共通にしても構わない。
【００３５】
また、目的に応じて、複数のコンデンサ対とインダクタや伝送線路とともに、例えばＬＣローパス型，ＬＣハイパス型，π型，Ｔ型等のような回路構成として、通信装置のアンテナやパワーアンプ等の可変整合回路に用いても構わない。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の容量可変回路の実施例について説明する。実施例として、図１に示す容量可変フィルタを例にとり説明する。
【００３７】
シミュレーションを用いてＫ−ＰＣＳ帯（1750ＭＨｚ帯）とＵＳ−ＰＣＳ帯（1850ＭＨｚ）に対応した挿入損失および帯域外減衰量等のフィルタ特性を満足する回路定数を求めたところ、Ｋ−ＰＣＳ帯（1750ＭＨｚ帯）に対応したフィルタ特性を得るには、合成容量値はそれぞれＡ＝Ｅ＝0.52ｐＦ，Ｂ＝Ｄ＝3.45ｐＦ，Ｃ＝0.71ｐＦであった。また、ＵＳ−ＰＣＳ帯（1850ＭＨｚ）に対応したフィルタ特性を得るには、合成容量値はそれぞれＡ’＝Ｅ’＝0.42ｐＦ，Ｂ’＝Ｄ’＝2.86ｐＦ，Ｃ’＝0.60ｐＦであった。このとき、合成容量変化率はそれぞれＸＡ＝ＸＥ＝19.2％，ＸＢ＝ＸＤ＝17.1％，ＸＣ＝15.5％となる。
【００３８】
これに対し、支持基板にサファイアのＲ基板、下部電極層にＰｔ、薄膜誘電体層に（ＢａｘＳｒ１−ｘ）ＴｉｙＯ３（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）を用い、上部電極層にＰｔ／Ａｕを用いて、制御電圧としての印加電圧３Ｖ印加時における容量変化率が30％の可変容量コンデンサＣｔを作製した。
【００３９】
合成容量変化率ＸＡ＝ＸＥ＝19.2％を得るための、固定容量コンデンサと可変容量コンデンサとの容量値の比は、γ＝Ｘ（１−Ｙ）／（Ｙ−Ｘ）の関係式より、γＡ＝γＥ＝0.19・（１−0.3）／（0.3−0.19）＝1.24になる。同様に、合成容量変化率ＸＢ＝ＸＤ＝17.1％を得るためには、γＢ＝γＤ＝0.93になる。同様に、合成容量変化率ＸＣ＝15.5％を得るためには、γＣ＝0.75となる。
【００４０】
また、Ａ＝Ｃｄ１／（１＋γＡ）の関係式より、固定コンデンサＣｄ１＝Ｃｄ５＝Ａ・（１＋γＡ）＝0.52・（1＋1.24）＝1.16ｐＦとなる。同様に、固定コンデンサＣｄ２＝Ｃｄ４＝6.66ｐＦとなる。同様に、固定コンデンサＣｄ３＝1.24ｐＦとなる。
【００４１】
また、γ＝Ｃｄ／Ｃｔより、可変容量コンデンサの容量値は、それぞれＣｔ１＝Ｃｔ５＝1.17ｐＦ／1.24＝0.94ｐＦ，Ｃｔ２＝Ｃｔ４＝6.66ｐＦ／0.93＝7.16ｐＦ，Ｃｔ３＝1.24ｐＦ／0.75＝1.65ｐＦとなる。
【００４２】
つまり、合成可変容量コンデンサＡに固定容量コンデンサＣｄ１＝1.16ｐＦと可変容量コンデンサＣｔ１＝0.94ｐＦとを組み合わせて用い、合成可変容量コンデンサＢに固定容量コンデンサＣｄ２＝6.66ｐＦと可変容量コンデンサＣｔ２＝7.16ｐＦとを組み合わせて用い、合成可変容量コンデンサＣに固定容量コンデンサＣｄ３＝1.24ｐＦと可変容量コンデンサＣｔ３＝1.65ｐＦとを組み合わせ、合成可変容量コンデンサＤに固定容量コンデンサＣｄ４＝6.66ｐＦと可変容量コンデンサＣｔ４＝7.16ｐＦとを組み合わせて用い、合成可変容量コンデンサＥに固定容量コンデンサＣｄ５＝1.16ｐＦと可変容量コンデンサＣｔ５＝0.94ｐＦとを組み合わせて用いることによって、印加電圧を３Ｖ共通にすることができ、各コンデンサ対Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対する合成容量の制御が容易となった。
【００４３】
これにより、異なる容量変化率が必要な容量可変回路において、一定の印加電圧値に対して略等しい容量変化率の可変容量コンデンサを用い、一定の制御電圧値で所望の回路特性を得ることができる。そのため、印加電圧を同一にすることができ、電圧制御端子を共通にすることができ、電圧制御も容易となり、さらに、電圧制御端子も少なくできることを確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の容量可変回路の実施の形態の一例を示す等価回路図である。
【図２】従来の容量可変回路の例を示す等価回路図である。
【図３】従来の容量可変回路の他の例を示す等価回路図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｃｔ１，Ｃｔ２，Ｃｔ３，Ｃｔ４，Ｃｔ５・・・可変容量コンデンサ
Ｃｄ１，Ｃｄ２，Ｃｄ３，Ｃｄ４，Ｃｄ５・・・固定容量コンデンサ
Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，Ｌｂ４，Ｌｂ５・・・ＲＦ阻止インダクタ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ・・・コンデンサ対（合成容量）
Ｄ１，Ｄ２・・・分布定数型ＬＣ共振回路
Ｖ・・・バイアス端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定容量コンデンサと印加電圧により比誘電率が変化する薄膜誘電体層を用いた可変容量コンデンサとが直列に接続され、これら固定容量コンデンサと可変容量コンデンサとの間に前記印加電圧が供給されるコンデンサ対が複数接続されており、前記複数のコンデンサ対の前記可変容量コンデンサの前記印加電圧に対する前記比誘電率の変化が略同一であり、前記複数のコンデンサ対への前記印加電圧が共通に供給されることを特徴とする容量可変回路。
【請求項２】
複数の前記コンデンサ対の一部において、前記固定容量コンデンサに代えて前記可変容量コンデンサが用いられていることを特徴とする請求項１記載の容量可変回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の容量可変回路を用いたフィルタ回路および整合回路の少なくとも一方を有することを特徴とする通信装置。
【請求項１】
固定容量コンデンサと印加電圧により比誘電率が変化する薄膜誘電体層を用いた可変容量コンデンサとが直列に接続され、これら固定容量コンデンサと可変容量コンデンサとの間に前記印加電圧が供給されるコンデンサ対が複数接続されており、前記複数のコンデンサ対の前記可変容量コンデンサの前記印加電圧に対する前記比誘電率の変化が略同一であり、前記複数のコンデンサ対への前記印加電圧が共通に供給されることを特徴とする容量可変回路。
【請求項２】
複数の前記コンデンサ対の一部において、前記固定容量コンデンサに代えて前記可変容量コンデンサが用いられていることを特徴とする請求項１記載の容量可変回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の容量可変回路を用いたフィルタ回路および整合回路の少なくとも一方を有することを特徴とする通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２３７２３９（Ｐ２００６−２３７２３９Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４９１８７（Ｐ２００５−４９１８７）
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
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