改善特性を有する共振装置
【課題】実装が容易であり、且つ、公知のオシレータと比較して優れた性能を有する共振装置を提供する。
【解決手段】共振装置は、複数の同期化されたオシレータを備える。各オシレータは、共振器（１）を備える。共振器（１）は、共振器（１）の振動を表す検出信号を、共振器（１）の励振入力（Ｅ）に接続されるフィードバックループに供給する検出手段を備える。検出信号は、オシレータのフィードバックループの導電率を制御する。全ての共振器の励振入力は、共振装置の出力を構成する共通部に接続される。容量性負荷（５）は、共通部と基準電圧（ＧＮＤ）との間に接続される。
【解決手段】共振装置は、複数の同期化されたオシレータを備える。各オシレータは、共振器（１）を備える。共振器（１）は、共振器（１）の振動を表す検出信号を、共振器（１）の励振入力（Ｅ）に接続されるフィードバックループに供給する検出手段を備える。検出信号は、オシレータのフィードバックループの導電率を制御する。全ての共振器の励振入力は、共振装置の出力を構成する共通部に接続される。容量性負荷（５）は、共通部と基準電圧（ＧＮＤ）との間に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化の競争を続けるために、小型電子回路の表面積を最小限に抑えると同時に、小型電子回路に新しい機能を集積しなければならない。主な研究分野の１つは、チップ内の共振装置の集積化である。実際には、気相化学センサ、分子力センサ、又は質量分析器等の多くの分野において、少なくとも１つのオシレータを備える集積回路が注目されている。設計者は、追加の個別部品であるオシレータを集積型オシレータに置き換えることに取り組んでいる。このオシレータを集積することにより、装置の表面積の利得又は装置の大きさの利得だけでなく、消費エネルギの利得と、性能の改善と、を得ることが期待されている。
【０００３】
多数の刊行物が、マイクロメータサイズ又はナノメータサイズの電気機械共振器、すなわち、集積回路の寸法に適合する寸法の共振器を取り扱っている。非特許文献１は、複雑なフィードバック回路（complex feedback circuit）に結合するナノメータサイズの電気機械共振器を備えるオシレータについて述べている。
【０００４】
しかしながら、この型のオシレータの性能は、極めて不十分であり、新しいアーキテクチャは、オシレータの特性を改善できるものでなければならないことが分かっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】By Feng et al. ”A self-sustaining ultrahigh-frequency nanoelectromechanical oscillator”, Nature nanotechnology, vol. 3, June 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、実装が容易であり、且つ、公知のオシレータと比較して優れた性能を有する共振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る装置は、複数の同期化されたオシレータを備えることを特徴とする。各オシレータは、共振器の励振入力に接続されたフィードバックループに、共振器の振動を表す検出信号を供給する検出手段を備える。検出信号は、オシレータのフィードバックループの導電率を制御する。全ての共振器の励振入力は、共振装置の出力を構成する共通部に接続される。容量性負荷は、共通部と基準電圧との間に接続される。
【０００８】
その他の利点及び特徴は、非限定的な例示目的で提示される本発明の特定の実施形態の以下の記述と、添付の図面と、から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る装置の特定の一実施形態を概略的に示す図。
【図２】本発明に係る装置の特定の他の一実施形態を概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示すように、共振装置は、複数のオシレータ、少なくとも２つのオシレータ、を備える。複数のオシレータは、同期化される。各オシレータは、共振器１と、対応する振動回路と、を備える。その振動回路は、容量性バイアス素子２を備える。バイアス素子２は、全てのオシレータに共通であり、且つ、少なくとも１つの容量性負荷５を備える。
【００１１】
共振装置を形成するオシレータは、互いに、単に電気的に接続される。各オシレータは、同一の共振周波数を示すような寸法である。共振周波数間の差は、製造方法の不確定要素に起因する。また、これらの共振周波数間の差は、オシレータのフィードバックループの利得を調節することにより補償することができる。この各利得の調節は、必要条件ではないが、有用な実施態様である。
【００１２】
共振器１は、例えば、水晶共振器、又は好ましくはマイクロメータサイズ若しくはナノメータサイズの電気機械共振器、又はＲＣＬ型受動回路等の電気共振器とすることができる。共振器は、振動励振手段と、検出手段と、を備える。共振器１は、励振手段として作用する励振入力Ｅを備える。
【００１３】
共振器が機械的である場合には、共振器には、可動素子３と、少なくとも１つの固定素子４と、が設けられる。可動素子３は、固定素子４に対して振動することができる。固定素子４は、少なくとも共振器１の可動素子３の励振手段に相当する。このように、励振手段は、共振器１の集積部を形成すると見なされる。従って、励振端子とも呼ばれる励振入力Ｅは、励振電極とも呼ばれる固定素子４により放出される共振器１の加振力を制御する。
【００１４】
励振手段は、容量型又は熱伸縮型であることが有用であるが、可動素子３の作動に適したその他の型とすることもできる。
【００１５】
一般的には、オシレータは、共振器内の振動、可動素子の電気信号又は機械的運動の何れか、を検出する検出手段を備える。特に、オシレータは、固定素子４に対する可動素子３の運動を検出する検出手段を備える。検出手段は、可動素子３の運動を、固定素子４に対する可動素子３の位置を表す電気信号に変換する。検出手段は、共振器１の振動を表す信号を送信する。
【００１６】
図１に示すように、特定の実施形態では、固定素子８を備える共振器１を使用することができる。この追加の固定素子８は、追加の励振端子に対応づけられる。追加の固定素子は、励振信号と検出信号の改善されたデカップリングのための検出電極とすることもできる。バイアス電圧Ｖｇが追加の固定素子８に加えられ、共振器１の特性の優れた制御を実現する。バイアス電圧Ｖｇは、トランジスタの動作点を制御できるようにする。追加の励振電極は、容量型励振にのみ使用することができる。固定素子は、検出手段を備えてもよく、検出端子Ｄと対応づけることができる。
【００１７】
図１の例では、検出は容量型であるので、共振器は、可変容量に取り込むこともできる。この可変容量は、共振器の励振及び検出を可能にする固定電極４，８を用いることにより得られる。共振器が単一の固定電極４のみを備える場合には、動きの検出は、可動素子３により行われる。
【００１８】
検出手段は、容量型又は圧電抵抗型であることが有用であるが、可動素子３の位置を測定するのに適したその他の型とすることもできる。
【００１９】
オシレータを形成するには、振動条件を満たすように、検出手段から出力される信号であって、共振器１の可動素子３の動きを表すことができる信号が、変換、一般的には増幅及び位相シフト、されなければならない。変換した各信号は、励振手段を用いて、すなわち、励振端子Ｅを介して、共振器１に与えられる。
【００２０】
信号の変換は、検出手段を励振端子Ｅに接続するフィードバックループにおいて、バイアス素子２が容量性負荷５、本実施形態ではキャパシタ、を備えるという事実により行われる。共振器１から発生し、検出手段により供給される電流信号は、電圧増幅され、且つ、容量性バイアス素子２を用いて９０°又はπ／２だけ位相シフトされる。キャパシタ５は、好ましくは配線路に起因する浮遊容量により形成され得る。
【００２１】
フィードバックループは、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）技術、すなわち、Ｐ型電界効果トランジスタ及びＮ型電界効果トランジスタ、を用いて作製されても良いし、バイポーラ技術を用いて作製されても良いし、上記２つの技術を両方とも同時に備えるＢｉＣＭＯＳ（Bipolar-CMOS）技術を用いて作製されても良い。フィードバックループは、ＲＣＬ型受動電気回路により形成することもできる。
【００２２】
このように、検出手段は、共振器の振動を表す検出信号を、共振器１の励振入力Ｅに接続されたフィードバックループに供給する。
【００２３】
全ての共振器の励振端子Ｅは、単一の共通部である電気ノードに接続される。その共通部は、オシレータの同期を実現できるようにする共振装置の出力端子を構成する。そのとき、どのオシレータも、共通周波数で同調して振動を開始する。全てのオシレータは、機械的結合及び／又は電磁気的結合を用いる必要もなく、オシレータの同期を可能にする一つ且つ同一の容量性負荷５に接続される。従って、機械的結合もないし、異なるオシレータ間の静電気的結合もない。共振器の全ての励振端子Ｅは、一つ且つ同一の共通部に接続される。端子は物理的に異なるが、この共通部は、全ての共振器に共通する励振端子に相当すると見なすことができる。
【００２４】
各フィードバックループの電流は、励振端子Ｅに加えられる。すなわち、電流の和が容量性バイアス素子２に加えられる。容量性バイアス素子２は、電流の和を表す電圧を共振器全体に加える。
【００２５】
それにより、各共振器は、自身のフィードバックループにより形成される自身の利得段を備える。共振装置により生成される振動周波数は、各オシレータの振動条件に適合する共通周波数に対応する。本実施形態では、励振端子が全てのオシレータに共通するので、オシレータの１つの状態のいかなる変更も、全てのオシレータの振動条件の変更を含む。従って、共振周波数の調節を容易に行うことができる。それ故に、互いにループバックされ、且つ、単一の見込み振動条件のみが課される数個の共振器のネットワークを備える装置と比較すると、動作が異なる。
【００２６】
このように、オシレータ間の周波数分散に関する限り、共振装置は、起伏のある機能（rugged functioning）を備える。実際には、異なるフィードバックループの利得は、同期化を実現するために、単純に変更されなければならない。この変更は、異なるオシレータのバイアス電圧Ｖｇを調節することにより得られる。
【００２７】
同一の周波数で動作する複数のオシレータを備える装置を使用することにより、位相雑音を、典型的にはオシレータの数の累乗根の分だけ、低減することができる。各オシレータに固有の雑音は全体的には相互に関連がなく、且つ、共振器の共振周波数はいかなる分散も示さないので、そのような装置の使用はよりいっそう現実的である。
【００２８】
また、励振端子Ｅに分配される全体的な出力信号の振幅は、各オシレータの振幅の和である（全てのオシレータが、正確に同一の振動周波数を有する場合）。従って、フィードバックループに必要な利得は、共振装置で使用されるオシレータの数に反比例する。従って、この手法により、フィードバックループのアーキテクチャを簡略化することができる。すなわち、そのループは、第１トランジスタ、又は直列に接続される第１トランジスタ及び第２トランジスタにまで削減することができる。
【００２９】
従来、振動条件は、バルクハウゼン条件により定義される。これにより、電子回路に対応づけられる、電子回路の伝達関数Ｇと共振器の伝達関数Ｈとの積は、少なくとも１に等しい利得を持たなければならず、且つ、フィードバックループからの信号と共振器１からの信号との位相差はｋを整数として２．ｋ．πに等しくなければならないことになる。
【００３０】
共振器１の伝達関数Ｈは、共振器１の機械的特性と、励振手段の伝達関数と、を考慮する。共振器１の伝達関数Ｈは、質量、剛性、及び減衰係数の関数、すなわち、共振器の幾何学的パラメータ及び共振器の組込条件の関数である。
【００３１】
対応づけられた回路の伝達関数は、フィードバックループ及び検出手段の伝達関数に対応する。検出手段及び励振手段が利得Ｋであると見なす場合には、バルクハウゼン条件は、以下のように再定義することができる。
− フィードバックループが、フィードバックループに入力される信号とフィードバックループから出力される信号との間のπ／２に相当する位相シフトを行うのに十分であること。
− 対応づけられた回路の絶対値が、以下の式１に相当すること。
【数１】
【００３２】
この定義より、オシレータを形成するには、フィードバックループが、上記位相シフトを行うことができ、且つ、自立した振動を得るのに十分な利得を保証することができる装置を備えていなければならないことになる。
【００３３】
フィードバックループは、基準電圧ＧＮＤと励振端子Ｅとの間に接続される。共振器の振動を表す信号は、フィードバックループに与えられ、且つ、フィードバックループの導電率を調節する。フィードバックループは、入力信号を増幅することができるいかなる公知の回路によっても実現することができる。
【００３４】
ナノメータサイズ又はマイクロメータサイズの電気機械型共振器の場合には、フィードバックループは、第１トランジスタ６により、又は直列に接続される第１トランジスタ６及び第２トランジスタ７（図２を参照）により、形成することができる。すなわち、フィードバックループは、直列に接続される最大で２つのトランジスタを備えていれば良い。第２トランジスタ７は、第１トランジスタ６からの出力で分配される電流の値を増幅することができる増幅トランジスタである。図２に示すように、第２トランジスタ７の制御電極は、外部電圧Ｖｃａｓに接続される。
【００３５】
オシレータでは、第１トランジスタ６は、基準電圧ＧＮＤと励振端子Ｅとの間に接続される。第２トランジスタ７は、基準電圧ＧＮＤと励振端子Ｅとの間の第１トランジスタ６に直列に接続することもできる。第１トランジスタ６及び第２トランジスタ７は、電界効果型又はバイポーラ型とは無関係にすることもできる。このように、第１トランジスタ６及び第２トランジスタ７は、同一型とすることもできるし、異なる型とすることもできる。
【００３６】
第１トランジスタ６が電界効果型である場合には、第１トランジスタ６の第１ソース／ドレイン電極は、基準電圧ＧＮＤに接続される。第２ソース／ドレイン電極は、励振端子Ｅに直接接続されるか、又は第２トランジスタ７を用いて接続される。
【００３７】
容量性手段による励振及び検出に関しては、共振器１の両側に設けられた２つの異なる電極、すなわち、２つの固定素子４，８を使用するのが望ましい。一方の電極４は可動素子３の励振を行い、他方の電極８は可動素子３の動きの検出を行う。このようにして、静電気的結合は、２つの電極間で大きく低減する。
【００３８】
第１トランジスタ６の導電率は、検出手段から出力される検出信号により制御される。このように、固定素子４に対する可動素子３の位置に依存して、検出信号の振幅は、変化し、且つ、第１トランジスタ６の２端子間を流れる電流を変化させる。
【００３９】
共振器１は、面内動作をすることもできるし、面外動作をすることもできる。共振器１は、例えば、組込−フリー（embedded-free）ビーム型（単一組込）とすることもできるし、組込−組込（embedded-embedded）ビーム型（二重組込）とすることもできるし、例えばプレート、ディスク、又はナノワイヤ型のようなその他の公知の型とすることもできる。
【００４０】
フィードバックループを共振器１の極めて近くに集積することができるので、最大でも２つのトランジスタ６，７のみを備えるフィードバックループを使用することが特に有用である。それにより、オシレータが占める表面積を大きく低減することができる。また、浮遊容量も大きく低減する。これらの浮遊容量は、有用な信号の損失の原因及びいかなる見込み振動も妨げる背景雑音の発生の原因となる。フィードバックループは、最大でも２つのトランジスタを備えているが、特殊な場合には、例えば抵抗又はキャパシタ等の受動素子を備えることもできる。
【００４１】
第１トランジスタ６が共振器１の極めて近くに設けられるので、浮遊容量の影響は、トランジスタ６の入力容量及び共振器１の静的容量に対して無視できる。
【００４２】
第１トランジスタ６のバイアスは、励振端子Ｅに対して第１トランジスタ６又は第２トランジスタ７に接続されるバイアス素子２を用いて実現される。
【００４３】
オシレータの特定の実施形態では、励振及び検出は容量型である。図１に示すように、フィードバックループは、第１トランジスタ６により形成される。第１トランジスタ６の制御電極、ゲート電極又はベース電極は、検出手段に接続される。このようにして、検出手段は、第１トランジスタ６の導電率を調節する。第１トランジスタ６により分配される電流は、増幅することもできるし、励振手段により生成される作動力を制御しなくても良い。
【００４４】
その他の特定の実施形態では、共振器１と、励振手段と、検出手段と、は浮遊ゲートトランジスタにより形成することができる。特に、本実施形態は、文献「by Colinet et al. ”Measurement of Nano-Displacement Based on In-Phase Suspended-Gate MOSFET Detection Compatible with a Front-End CMOS Process” ISSCC 2008, 18.2」及びWO 2007135064号で説明されている。本実施形態では、第１トランジスタ６は電界効果トランジスタであり、且つ、第１トランジスタ６のゲートは共振器１の可動素子３により少なくとも部分的に形成される。それにより、チャネルと可動素子３との間のＭＯＳ容量の値をチャネルに対する可動素子３の位置に応じて変化させることができる。そのとき、第１トランジスタ６のチャネルは、第１トランジスタ６の導電率を制御する検出手段、すなわち、固定素子４として作動する。
【００４５】
図２に示すように、この型のオシレータに関して、バイアス素子２は、電源端子に対してバイアス抵抗９と直列に接続されるキャパシタ５を備えることができる。この場合には、抵抗９及びキャパシタ５と共通の端子は、励振端子Ｅに接続される。
【００４６】
上記２つの実施形態では、可動素子３には、共振器の振動特性を調節するように、バイアス電圧Ｖｐｏｌを用いてバイアスをかけることができる。
【００４７】
図２に示すように、バイアス抵抗９を、励振端子Ｅと電源電圧Ｖｄｄとの間に接続される第３トランジスタ１１に置き換える変形例も可能である。この場合には、第３トランジスタの制御端子に加えられる制御電圧Ｖｂｉａｓは、バイアス電流を調節することができる。第３トランジスタ１１の制御電極に加えられる所定電圧Ｖｓは、トランジスタの動作体制（operating regime）を固定することができる。制御電圧Ｖｂｉａｓは、励振端子Ｅの電圧と等しくすることができる。そのとき、制御電極は、励振端子に接続される。制御電圧Ｖｂｉａｓを固定するための外部電源を使用することも考えられる。
【００４８】
その他の代替の実施形態では、第１トランジスタ６には、検出端子Ｄと第１トランジスタ６の制御電極との間に接続される追加の抵抗１０を用いてバイアスをかけられる。図２に図示される特定の実施形態及び上述のその他の実施形態の組み合わせでは、第４トランジスタ１２を用いて追加の抵抗を実現することもできる。第４トランジスタ１２の制御電極に加えられる所定電圧ＶＷは、一定の電圧である。この第２所定電圧ＶＷは、追加の固定素子８の電圧と等しいことが有用であり、代替には外部電源から生ずる電圧と等しい。
【００４９】
さらにその他の実施形態では、共振器１により形成されるオシレータを実現することもできる。その共振器１は、容量性手段と、圧電抵抗手段により行われる共振器１の動きの検出、例えば面外動作の検出と、により励振する。
【００５０】
本実施形態では、励振電極は、可動素子３の下に設けられることが有用であり、典型的には二重組込（組込−組込）ビームである。圧電抵抗力計測器は、ビーム上に設けられる。また、ビームが変形したときに、計測器は抵抗が変化したことを読み取る。ゲージの抵抗を計測することにより、ビームの動きを検出することができる。
【００５１】
前述の実施形態に関しては、フィードバックループのトランジスタ６，７の相互コンダクタンスは、圧電抵抗型の検出手段の利得及び励振手段の利得を考慮しなければならない。相互コンダクタンスは、共振器に付随する位相雑音と、第１トランジスタ６に付随する位相雑音と、第２トランジスタ７に付随する位相雑音と、もし適用可能であれば圧電抵抗センサに付随する位相雑音と、も考慮しなければならない。
【００５２】
その他の実施形態では、容量性作動及び圧電抵抗検出を有する共振器１を備えるオシレータを実現することも考えられる。例えば、この共振器は、面内動作をすることもできる。共振器１のレバレッジアームは、静電気力により作動する。また、共振器の振動運動は、このレバレッジアームに垂直に置かれたセンサの圧縮／伸張応力を含む。
【００５３】
前述の実施形態の変形例では、共振器１は、ナノワイヤにより形成される。励振は容量性手段により行われる。また、検出は圧電抵抗手段により行われる。実際には、ナノワイヤは極めて大きな圧電抵抗効果を示す。その圧電抵抗効果は、検出手段の極めて高い変換利得（transductance gain）を得られるようにする。フィードバックループが供給しなければならない電子回路の利得はますます小さくなるので、本実施形態は特に有用である。抵抗変化がナノワイヤの変形により生じるので、共振器は、第１トランジスタ６に接続される可変抵抗としてナノワイヤを使用することにより得られる。
【００５４】
さらにその他の実施形態では、励振手段は熱型であるのに対して、検出手段は圧電抵抗型である。そのような実装は、「Bargatin et al. “Efficient electrothermal actuation of multiple mode of high-frequency nanomechanical resonators”, Applied Physics Letters 90, 2007」により提案されている。検出手段が圧電抵抗型である場合には、共振器は、可変抵抗に同化させることができる。
【００５５】
検出手段が圧電抵抗型である場合には、共振器は、可変負荷に同化させることもできる。
【００５６】
オシレータのトポロジは、コルピッツ型である。また、第１トランジスタ６、又は第１トランジスタ６及び第２トランジスタ７には、容量性バイアス素子２を用いてバイアスがかけられる。そのとき、バイアス素子２は、トランスインピーダンス増幅器として作動する。トランスインピーダンス増幅器は、共振器１から発生する直流電流を励振端子Ｅの適切な電圧に変換するのに使用される。
【００５７】
第２トランジスタ７から出力される電流を調節することができるように、増幅電圧Ｖｃａｓが、第２トランジスタ７の制御電極に加えられる。従って、バイアスが、励振端子Ｅに加えられる。
【００５８】
このアーキテクチャは、オシレータの機能に特化した共通集積型（co-integrated）ハイブリッド共振器／第１トランジスタ能動部品から構成される。そのとき、オシレータの異なる素子には、第１電界効果トランジスタ６の利得及び信号の位相シフトを固定するためにバイアスがかけられる。
【００５９】
共振器１のサイズの縮小が、固定された検出励振素子のすぐ近くで適切な可動素子を得られるようにするので、この回路は特に有用である。このサイズ縮小、特にナノワイヤの使用により、変換装置の利得が結果として大きく増加する。従って、フィードバックループは、典型的にはトランジスタの利得又は直列の２つのトランジスタの利得である自然利得（natural gain）を示さなければならない。
【００６０】
共振装置の振動周波数は、２つの方法により調節することができる。第１の方法は、好ましくは時間基準の応用における装置の使用のために実装される。時間基準の応用は、典型的には、無線周波数応用における基準周波数、例えば搬送周波数の形成である。この第１の方法は、フィードバックループから出力される電気信号だけでなく、共振器の機械的部分にバイアスＶｐｏｌをかけることから構成される。
【００６１】
このバイアスは、共振器の静電気応力を含む。この静電気応力は、共振器の機械的特性を調節する。従って、この静電気応力は、共振器の振動周波数も調節する。この方法は、単一の共振器に応用することもできるし、数個の所定のオシレータに応用することもできるし、互いに異なるバイアスを伴う全てのオシレータに応用することもできる。オシレータの異なる周波数調節の全部又は一部を積み重ねることにより、共振装置の全体的な振動周波数を容易に調節することができる。その結果、単一のオシレータの調節範囲より極めて大きな調節範囲を実現することができる。
【００６２】
第２の方法は、１又は複数のフィードバックループの利得を調節することから構成される。この方法の場合には、共振装置の全体的な振動周波数の容易な調節が可能になるという効果がある。例えば、利得の調節は、典型的には追加の抵抗１０を用いて印加されるバイアス電圧Ｖｇを調節することにより実現することができる。全体的には、この電気的方法は、実装が容易であるが、各オシレータのアドレッシングが必要である。
【００６３】
共振装置が質量センサとして使用される特定の実施形態では、電気機械オシレータの１つに自身を置くいかなる質量（any mass placing itself）も、出力信号の全体的な周波数の調節を促す。複数のオシレータを使用することにより雑音の影響が低減するので、共振装置は、先行技術の共振装置と比較して大幅に改善された分解能を示す。
【００６４】
従って、ナノメータサイズ又はマイクロメータサイズの質量センサ、共振器、及びオシレータを作製することが有用である。
【００６５】
また、実装の簡略化により、集積回路のサイズに適合するサイズを維持しつつ、集積回路内の共振装置を容易に実現することができる。
【００６６】
共振周波数は温度依存特性を有するので、共振装置は、バイアス電圧Ｖｐｏｌ及びＶｇを介して温度補償回路に結合することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化の競争を続けるために、小型電子回路の表面積を最小限に抑えると同時に、小型電子回路に新しい機能を集積しなければならない。主な研究分野の１つは、チップ内の共振装置の集積化である。実際には、気相化学センサ、分子力センサ、又は質量分析器等の多くの分野において、少なくとも１つのオシレータを備える集積回路が注目されている。設計者は、追加の個別部品であるオシレータを集積型オシレータに置き換えることに取り組んでいる。このオシレータを集積することにより、装置の表面積の利得又は装置の大きさの利得だけでなく、消費エネルギの利得と、性能の改善と、を得ることが期待されている。
【０００３】
多数の刊行物が、マイクロメータサイズ又はナノメータサイズの電気機械共振器、すなわち、集積回路の寸法に適合する寸法の共振器を取り扱っている。非特許文献１は、複雑なフィードバック回路（complex feedback circuit）に結合するナノメータサイズの電気機械共振器を備えるオシレータについて述べている。
【０００４】
しかしながら、この型のオシレータの性能は、極めて不十分であり、新しいアーキテクチャは、オシレータの特性を改善できるものでなければならないことが分かっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】By Feng et al. ”A self-sustaining ultrahigh-frequency nanoelectromechanical oscillator”, Nature nanotechnology, vol. 3, June 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、実装が容易であり、且つ、公知のオシレータと比較して優れた性能を有する共振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る装置は、複数の同期化されたオシレータを備えることを特徴とする。各オシレータは、共振器の励振入力に接続されたフィードバックループに、共振器の振動を表す検出信号を供給する検出手段を備える。検出信号は、オシレータのフィードバックループの導電率を制御する。全ての共振器の励振入力は、共振装置の出力を構成する共通部に接続される。容量性負荷は、共通部と基準電圧との間に接続される。
【０００８】
その他の利点及び特徴は、非限定的な例示目的で提示される本発明の特定の実施形態の以下の記述と、添付の図面と、から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る装置の特定の一実施形態を概略的に示す図。
【図２】本発明に係る装置の特定の他の一実施形態を概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示すように、共振装置は、複数のオシレータ、少なくとも２つのオシレータ、を備える。複数のオシレータは、同期化される。各オシレータは、共振器１と、対応する振動回路と、を備える。その振動回路は、容量性バイアス素子２を備える。バイアス素子２は、全てのオシレータに共通であり、且つ、少なくとも１つの容量性負荷５を備える。
【００１１】
共振装置を形成するオシレータは、互いに、単に電気的に接続される。各オシレータは、同一の共振周波数を示すような寸法である。共振周波数間の差は、製造方法の不確定要素に起因する。また、これらの共振周波数間の差は、オシレータのフィードバックループの利得を調節することにより補償することができる。この各利得の調節は、必要条件ではないが、有用な実施態様である。
【００１２】
共振器１は、例えば、水晶共振器、又は好ましくはマイクロメータサイズ若しくはナノメータサイズの電気機械共振器、又はＲＣＬ型受動回路等の電気共振器とすることができる。共振器は、振動励振手段と、検出手段と、を備える。共振器１は、励振手段として作用する励振入力Ｅを備える。
【００１３】
共振器が機械的である場合には、共振器には、可動素子３と、少なくとも１つの固定素子４と、が設けられる。可動素子３は、固定素子４に対して振動することができる。固定素子４は、少なくとも共振器１の可動素子３の励振手段に相当する。このように、励振手段は、共振器１の集積部を形成すると見なされる。従って、励振端子とも呼ばれる励振入力Ｅは、励振電極とも呼ばれる固定素子４により放出される共振器１の加振力を制御する。
【００１４】
励振手段は、容量型又は熱伸縮型であることが有用であるが、可動素子３の作動に適したその他の型とすることもできる。
【００１５】
一般的には、オシレータは、共振器内の振動、可動素子の電気信号又は機械的運動の何れか、を検出する検出手段を備える。特に、オシレータは、固定素子４に対する可動素子３の運動を検出する検出手段を備える。検出手段は、可動素子３の運動を、固定素子４に対する可動素子３の位置を表す電気信号に変換する。検出手段は、共振器１の振動を表す信号を送信する。
【００１６】
図１に示すように、特定の実施形態では、固定素子８を備える共振器１を使用することができる。この追加の固定素子８は、追加の励振端子に対応づけられる。追加の固定素子は、励振信号と検出信号の改善されたデカップリングのための検出電極とすることもできる。バイアス電圧Ｖｇが追加の固定素子８に加えられ、共振器１の特性の優れた制御を実現する。バイアス電圧Ｖｇは、トランジスタの動作点を制御できるようにする。追加の励振電極は、容量型励振にのみ使用することができる。固定素子は、検出手段を備えてもよく、検出端子Ｄと対応づけることができる。
【００１７】
図１の例では、検出は容量型であるので、共振器は、可変容量に取り込むこともできる。この可変容量は、共振器の励振及び検出を可能にする固定電極４，８を用いることにより得られる。共振器が単一の固定電極４のみを備える場合には、動きの検出は、可動素子３により行われる。
【００１８】
検出手段は、容量型又は圧電抵抗型であることが有用であるが、可動素子３の位置を測定するのに適したその他の型とすることもできる。
【００１９】
オシレータを形成するには、振動条件を満たすように、検出手段から出力される信号であって、共振器１の可動素子３の動きを表すことができる信号が、変換、一般的には増幅及び位相シフト、されなければならない。変換した各信号は、励振手段を用いて、すなわち、励振端子Ｅを介して、共振器１に与えられる。
【００２０】
信号の変換は、検出手段を励振端子Ｅに接続するフィードバックループにおいて、バイアス素子２が容量性負荷５、本実施形態ではキャパシタ、を備えるという事実により行われる。共振器１から発生し、検出手段により供給される電流信号は、電圧増幅され、且つ、容量性バイアス素子２を用いて９０°又はπ／２だけ位相シフトされる。キャパシタ５は、好ましくは配線路に起因する浮遊容量により形成され得る。
【００２１】
フィードバックループは、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）技術、すなわち、Ｐ型電界効果トランジスタ及びＮ型電界効果トランジスタ、を用いて作製されても良いし、バイポーラ技術を用いて作製されても良いし、上記２つの技術を両方とも同時に備えるＢｉＣＭＯＳ（Bipolar-CMOS）技術を用いて作製されても良い。フィードバックループは、ＲＣＬ型受動電気回路により形成することもできる。
【００２２】
このように、検出手段は、共振器の振動を表す検出信号を、共振器１の励振入力Ｅに接続されたフィードバックループに供給する。
【００２３】
全ての共振器の励振端子Ｅは、単一の共通部である電気ノードに接続される。その共通部は、オシレータの同期を実現できるようにする共振装置の出力端子を構成する。そのとき、どのオシレータも、共通周波数で同調して振動を開始する。全てのオシレータは、機械的結合及び／又は電磁気的結合を用いる必要もなく、オシレータの同期を可能にする一つ且つ同一の容量性負荷５に接続される。従って、機械的結合もないし、異なるオシレータ間の静電気的結合もない。共振器の全ての励振端子Ｅは、一つ且つ同一の共通部に接続される。端子は物理的に異なるが、この共通部は、全ての共振器に共通する励振端子に相当すると見なすことができる。
【００２４】
各フィードバックループの電流は、励振端子Ｅに加えられる。すなわち、電流の和が容量性バイアス素子２に加えられる。容量性バイアス素子２は、電流の和を表す電圧を共振器全体に加える。
【００２５】
それにより、各共振器は、自身のフィードバックループにより形成される自身の利得段を備える。共振装置により生成される振動周波数は、各オシレータの振動条件に適合する共通周波数に対応する。本実施形態では、励振端子が全てのオシレータに共通するので、オシレータの１つの状態のいかなる変更も、全てのオシレータの振動条件の変更を含む。従って、共振周波数の調節を容易に行うことができる。それ故に、互いにループバックされ、且つ、単一の見込み振動条件のみが課される数個の共振器のネットワークを備える装置と比較すると、動作が異なる。
【００２６】
このように、オシレータ間の周波数分散に関する限り、共振装置は、起伏のある機能（rugged functioning）を備える。実際には、異なるフィードバックループの利得は、同期化を実現するために、単純に変更されなければならない。この変更は、異なるオシレータのバイアス電圧Ｖｇを調節することにより得られる。
【００２７】
同一の周波数で動作する複数のオシレータを備える装置を使用することにより、位相雑音を、典型的にはオシレータの数の累乗根の分だけ、低減することができる。各オシレータに固有の雑音は全体的には相互に関連がなく、且つ、共振器の共振周波数はいかなる分散も示さないので、そのような装置の使用はよりいっそう現実的である。
【００２８】
また、励振端子Ｅに分配される全体的な出力信号の振幅は、各オシレータの振幅の和である（全てのオシレータが、正確に同一の振動周波数を有する場合）。従って、フィードバックループに必要な利得は、共振装置で使用されるオシレータの数に反比例する。従って、この手法により、フィードバックループのアーキテクチャを簡略化することができる。すなわち、そのループは、第１トランジスタ、又は直列に接続される第１トランジスタ及び第２トランジスタにまで削減することができる。
【００２９】
従来、振動条件は、バルクハウゼン条件により定義される。これにより、電子回路に対応づけられる、電子回路の伝達関数Ｇと共振器の伝達関数Ｈとの積は、少なくとも１に等しい利得を持たなければならず、且つ、フィードバックループからの信号と共振器１からの信号との位相差はｋを整数として２．ｋ．πに等しくなければならないことになる。
【００３０】
共振器１の伝達関数Ｈは、共振器１の機械的特性と、励振手段の伝達関数と、を考慮する。共振器１の伝達関数Ｈは、質量、剛性、及び減衰係数の関数、すなわち、共振器の幾何学的パラメータ及び共振器の組込条件の関数である。
【００３１】
対応づけられた回路の伝達関数は、フィードバックループ及び検出手段の伝達関数に対応する。検出手段及び励振手段が利得Ｋであると見なす場合には、バルクハウゼン条件は、以下のように再定義することができる。
− フィードバックループが、フィードバックループに入力される信号とフィードバックループから出力される信号との間のπ／２に相当する位相シフトを行うのに十分であること。
− 対応づけられた回路の絶対値が、以下の式１に相当すること。
【数１】
【００３２】
この定義より、オシレータを形成するには、フィードバックループが、上記位相シフトを行うことができ、且つ、自立した振動を得るのに十分な利得を保証することができる装置を備えていなければならないことになる。
【００３３】
フィードバックループは、基準電圧ＧＮＤと励振端子Ｅとの間に接続される。共振器の振動を表す信号は、フィードバックループに与えられ、且つ、フィードバックループの導電率を調節する。フィードバックループは、入力信号を増幅することができるいかなる公知の回路によっても実現することができる。
【００３４】
ナノメータサイズ又はマイクロメータサイズの電気機械型共振器の場合には、フィードバックループは、第１トランジスタ６により、又は直列に接続される第１トランジスタ６及び第２トランジスタ７（図２を参照）により、形成することができる。すなわち、フィードバックループは、直列に接続される最大で２つのトランジスタを備えていれば良い。第２トランジスタ７は、第１トランジスタ６からの出力で分配される電流の値を増幅することができる増幅トランジスタである。図２に示すように、第２トランジスタ７の制御電極は、外部電圧Ｖｃａｓに接続される。
【００３５】
オシレータでは、第１トランジスタ６は、基準電圧ＧＮＤと励振端子Ｅとの間に接続される。第２トランジスタ７は、基準電圧ＧＮＤと励振端子Ｅとの間の第１トランジスタ６に直列に接続することもできる。第１トランジスタ６及び第２トランジスタ７は、電界効果型又はバイポーラ型とは無関係にすることもできる。このように、第１トランジスタ６及び第２トランジスタ７は、同一型とすることもできるし、異なる型とすることもできる。
【００３６】
第１トランジスタ６が電界効果型である場合には、第１トランジスタ６の第１ソース／ドレイン電極は、基準電圧ＧＮＤに接続される。第２ソース／ドレイン電極は、励振端子Ｅに直接接続されるか、又は第２トランジスタ７を用いて接続される。
【００３７】
容量性手段による励振及び検出に関しては、共振器１の両側に設けられた２つの異なる電極、すなわち、２つの固定素子４，８を使用するのが望ましい。一方の電極４は可動素子３の励振を行い、他方の電極８は可動素子３の動きの検出を行う。このようにして、静電気的結合は、２つの電極間で大きく低減する。
【００３８】
第１トランジスタ６の導電率は、検出手段から出力される検出信号により制御される。このように、固定素子４に対する可動素子３の位置に依存して、検出信号の振幅は、変化し、且つ、第１トランジスタ６の２端子間を流れる電流を変化させる。
【００３９】
共振器１は、面内動作をすることもできるし、面外動作をすることもできる。共振器１は、例えば、組込−フリー（embedded-free）ビーム型（単一組込）とすることもできるし、組込−組込（embedded-embedded）ビーム型（二重組込）とすることもできるし、例えばプレート、ディスク、又はナノワイヤ型のようなその他の公知の型とすることもできる。
【００４０】
フィードバックループを共振器１の極めて近くに集積することができるので、最大でも２つのトランジスタ６，７のみを備えるフィードバックループを使用することが特に有用である。それにより、オシレータが占める表面積を大きく低減することができる。また、浮遊容量も大きく低減する。これらの浮遊容量は、有用な信号の損失の原因及びいかなる見込み振動も妨げる背景雑音の発生の原因となる。フィードバックループは、最大でも２つのトランジスタを備えているが、特殊な場合には、例えば抵抗又はキャパシタ等の受動素子を備えることもできる。
【００４１】
第１トランジスタ６が共振器１の極めて近くに設けられるので、浮遊容量の影響は、トランジスタ６の入力容量及び共振器１の静的容量に対して無視できる。
【００４２】
第１トランジスタ６のバイアスは、励振端子Ｅに対して第１トランジスタ６又は第２トランジスタ７に接続されるバイアス素子２を用いて実現される。
【００４３】
オシレータの特定の実施形態では、励振及び検出は容量型である。図１に示すように、フィードバックループは、第１トランジスタ６により形成される。第１トランジスタ６の制御電極、ゲート電極又はベース電極は、検出手段に接続される。このようにして、検出手段は、第１トランジスタ６の導電率を調節する。第１トランジスタ６により分配される電流は、増幅することもできるし、励振手段により生成される作動力を制御しなくても良い。
【００４４】
その他の特定の実施形態では、共振器１と、励振手段と、検出手段と、は浮遊ゲートトランジスタにより形成することができる。特に、本実施形態は、文献「by Colinet et al. ”Measurement of Nano-Displacement Based on In-Phase Suspended-Gate MOSFET Detection Compatible with a Front-End CMOS Process” ISSCC 2008, 18.2」及びWO 2007135064号で説明されている。本実施形態では、第１トランジスタ６は電界効果トランジスタであり、且つ、第１トランジスタ６のゲートは共振器１の可動素子３により少なくとも部分的に形成される。それにより、チャネルと可動素子３との間のＭＯＳ容量の値をチャネルに対する可動素子３の位置に応じて変化させることができる。そのとき、第１トランジスタ６のチャネルは、第１トランジスタ６の導電率を制御する検出手段、すなわち、固定素子４として作動する。
【００４５】
図２に示すように、この型のオシレータに関して、バイアス素子２は、電源端子に対してバイアス抵抗９と直列に接続されるキャパシタ５を備えることができる。この場合には、抵抗９及びキャパシタ５と共通の端子は、励振端子Ｅに接続される。
【００４６】
上記２つの実施形態では、可動素子３には、共振器の振動特性を調節するように、バイアス電圧Ｖｐｏｌを用いてバイアスをかけることができる。
【００４７】
図２に示すように、バイアス抵抗９を、励振端子Ｅと電源電圧Ｖｄｄとの間に接続される第３トランジスタ１１に置き換える変形例も可能である。この場合には、第３トランジスタの制御端子に加えられる制御電圧Ｖｂｉａｓは、バイアス電流を調節することができる。第３トランジスタ１１の制御電極に加えられる所定電圧Ｖｓは、トランジスタの動作体制（operating regime）を固定することができる。制御電圧Ｖｂｉａｓは、励振端子Ｅの電圧と等しくすることができる。そのとき、制御電極は、励振端子に接続される。制御電圧Ｖｂｉａｓを固定するための外部電源を使用することも考えられる。
【００４８】
その他の代替の実施形態では、第１トランジスタ６には、検出端子Ｄと第１トランジスタ６の制御電極との間に接続される追加の抵抗１０を用いてバイアスをかけられる。図２に図示される特定の実施形態及び上述のその他の実施形態の組み合わせでは、第４トランジスタ１２を用いて追加の抵抗を実現することもできる。第４トランジスタ１２の制御電極に加えられる所定電圧ＶＷは、一定の電圧である。この第２所定電圧ＶＷは、追加の固定素子８の電圧と等しいことが有用であり、代替には外部電源から生ずる電圧と等しい。
【００４９】
さらにその他の実施形態では、共振器１により形成されるオシレータを実現することもできる。その共振器１は、容量性手段と、圧電抵抗手段により行われる共振器１の動きの検出、例えば面外動作の検出と、により励振する。
【００５０】
本実施形態では、励振電極は、可動素子３の下に設けられることが有用であり、典型的には二重組込（組込−組込）ビームである。圧電抵抗力計測器は、ビーム上に設けられる。また、ビームが変形したときに、計測器は抵抗が変化したことを読み取る。ゲージの抵抗を計測することにより、ビームの動きを検出することができる。
【００５１】
前述の実施形態に関しては、フィードバックループのトランジスタ６，７の相互コンダクタンスは、圧電抵抗型の検出手段の利得及び励振手段の利得を考慮しなければならない。相互コンダクタンスは、共振器に付随する位相雑音と、第１トランジスタ６に付随する位相雑音と、第２トランジスタ７に付随する位相雑音と、もし適用可能であれば圧電抵抗センサに付随する位相雑音と、も考慮しなければならない。
【００５２】
その他の実施形態では、容量性作動及び圧電抵抗検出を有する共振器１を備えるオシレータを実現することも考えられる。例えば、この共振器は、面内動作をすることもできる。共振器１のレバレッジアームは、静電気力により作動する。また、共振器の振動運動は、このレバレッジアームに垂直に置かれたセンサの圧縮／伸張応力を含む。
【００５３】
前述の実施形態の変形例では、共振器１は、ナノワイヤにより形成される。励振は容量性手段により行われる。また、検出は圧電抵抗手段により行われる。実際には、ナノワイヤは極めて大きな圧電抵抗効果を示す。その圧電抵抗効果は、検出手段の極めて高い変換利得（transductance gain）を得られるようにする。フィードバックループが供給しなければならない電子回路の利得はますます小さくなるので、本実施形態は特に有用である。抵抗変化がナノワイヤの変形により生じるので、共振器は、第１トランジスタ６に接続される可変抵抗としてナノワイヤを使用することにより得られる。
【００５４】
さらにその他の実施形態では、励振手段は熱型であるのに対して、検出手段は圧電抵抗型である。そのような実装は、「Bargatin et al. “Efficient electrothermal actuation of multiple mode of high-frequency nanomechanical resonators”, Applied Physics Letters 90, 2007」により提案されている。検出手段が圧電抵抗型である場合には、共振器は、可変抵抗に同化させることができる。
【００５５】
検出手段が圧電抵抗型である場合には、共振器は、可変負荷に同化させることもできる。
【００５６】
オシレータのトポロジは、コルピッツ型である。また、第１トランジスタ６、又は第１トランジスタ６及び第２トランジスタ７には、容量性バイアス素子２を用いてバイアスがかけられる。そのとき、バイアス素子２は、トランスインピーダンス増幅器として作動する。トランスインピーダンス増幅器は、共振器１から発生する直流電流を励振端子Ｅの適切な電圧に変換するのに使用される。
【００５７】
第２トランジスタ７から出力される電流を調節することができるように、増幅電圧Ｖｃａｓが、第２トランジスタ７の制御電極に加えられる。従って、バイアスが、励振端子Ｅに加えられる。
【００５８】
このアーキテクチャは、オシレータの機能に特化した共通集積型（co-integrated）ハイブリッド共振器／第１トランジスタ能動部品から構成される。そのとき、オシレータの異なる素子には、第１電界効果トランジスタ６の利得及び信号の位相シフトを固定するためにバイアスがかけられる。
【００５９】
共振器１のサイズの縮小が、固定された検出励振素子のすぐ近くで適切な可動素子を得られるようにするので、この回路は特に有用である。このサイズ縮小、特にナノワイヤの使用により、変換装置の利得が結果として大きく増加する。従って、フィードバックループは、典型的にはトランジスタの利得又は直列の２つのトランジスタの利得である自然利得（natural gain）を示さなければならない。
【００６０】
共振装置の振動周波数は、２つの方法により調節することができる。第１の方法は、好ましくは時間基準の応用における装置の使用のために実装される。時間基準の応用は、典型的には、無線周波数応用における基準周波数、例えば搬送周波数の形成である。この第１の方法は、フィードバックループから出力される電気信号だけでなく、共振器の機械的部分にバイアスＶｐｏｌをかけることから構成される。
【００６１】
このバイアスは、共振器の静電気応力を含む。この静電気応力は、共振器の機械的特性を調節する。従って、この静電気応力は、共振器の振動周波数も調節する。この方法は、単一の共振器に応用することもできるし、数個の所定のオシレータに応用することもできるし、互いに異なるバイアスを伴う全てのオシレータに応用することもできる。オシレータの異なる周波数調節の全部又は一部を積み重ねることにより、共振装置の全体的な振動周波数を容易に調節することができる。その結果、単一のオシレータの調節範囲より極めて大きな調節範囲を実現することができる。
【００６２】
第２の方法は、１又は複数のフィードバックループの利得を調節することから構成される。この方法の場合には、共振装置の全体的な振動周波数の容易な調節が可能になるという効果がある。例えば、利得の調節は、典型的には追加の抵抗１０を用いて印加されるバイアス電圧Ｖｇを調節することにより実現することができる。全体的には、この電気的方法は、実装が容易であるが、各オシレータのアドレッシングが必要である。
【００６３】
共振装置が質量センサとして使用される特定の実施形態では、電気機械オシレータの１つに自身を置くいかなる質量（any mass placing itself）も、出力信号の全体的な周波数の調節を促す。複数のオシレータを使用することにより雑音の影響が低減するので、共振装置は、先行技術の共振装置と比較して大幅に改善された分解能を示す。
【００６４】
従って、ナノメータサイズ又はマイクロメータサイズの質量センサ、共振器、及びオシレータを作製することが有用である。
【００６５】
また、実装の簡略化により、集積回路のサイズに適合するサイズを維持しつつ、集積回路内の共振装置を容易に実現することができる。
【００６６】
共振周波数は温度依存特性を有するので、共振装置は、バイアス電圧Ｖｐｏｌ及びＶｇを介して温度補償回路に結合することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の同期化されたオシレータと、容量性負荷（５）と、を備えた共振装置であって、
前記オシレータのそれぞれは、電気機械共振器を備え、
前記電気機械共振器は、前記共振器（１）の励振入力（Ｅ）に接続されるフィードバックループに、前記共振器（１）の振動を表す検出信号を供給する検出手段を備え、
前記検出信号は、前記オシレータの前記フィードバックループの導電率を制御し、
全ての前記共振器（１）の前記励振入力（Ｅ）は、前記共振装置の出力を構成する共通部に接続され、
前記容量性負荷（５）は、前記共通部と基準電圧（ＧＮＤ）との間に接続される、
ことを特徴とする共振装置。
【請求項２】
前記共振器は、水晶共振器である、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記共振器は、可変容量型、可変抵抗型、又は可変負荷型である、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記共振器は、ナノメータサイズ又はマイクロメータサイズである、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の装置。
【請求項５】
各フィードバックループが、第１トランジスタ（６）、又は基準電圧（ＧＮＤ）と励振入力（Ｅ）との間に直列接続される第１トランジスタ（６）及び第２トランジスタ（７）により形成される、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の装置。
【請求項６】
対応する電圧（Ｖｇ）が、前記第１トランジスタ（６）の各制御電極に加えられる、ことを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
バイアス抵抗（９）が、前記励振入力（Ｅ）と電源電圧（Ｖｄｄ）との間に接続される、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の装置。
【請求項８】
第３トランジスタ（１１）が、前記励振入力（Ｅ）と電源電圧（Ｖｄｄ）との間に接続される、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の装置。
【請求項１】
複数の同期化されたオシレータと、容量性負荷（５）と、を備えた共振装置であって、
前記オシレータのそれぞれは、電気機械共振器を備え、
前記電気機械共振器は、前記共振器（１）の励振入力（Ｅ）に接続されるフィードバックループに、前記共振器（１）の振動を表す検出信号を供給する検出手段を備え、
前記検出信号は、前記オシレータの前記フィードバックループの導電率を制御し、
全ての前記共振器（１）の前記励振入力（Ｅ）は、前記共振装置の出力を構成する共通部に接続され、
前記容量性負荷（５）は、前記共通部と基準電圧（ＧＮＤ）との間に接続される、
ことを特徴とする共振装置。
【請求項２】
前記共振器は、水晶共振器である、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記共振器は、可変容量型、可変抵抗型、又は可変負荷型である、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記共振器は、ナノメータサイズ又はマイクロメータサイズである、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の装置。
【請求項５】
各フィードバックループが、第１トランジスタ（６）、又は基準電圧（ＧＮＤ）と励振入力（Ｅ）との間に直列接続される第１トランジスタ（６）及び第２トランジスタ（７）により形成される、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の装置。
【請求項６】
対応する電圧（Ｖｇ）が、前記第１トランジスタ（６）の各制御電極に加えられる、ことを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
バイアス抵抗（９）が、前記励振入力（Ｅ）と電源電圧（Ｖｄｄ）との間に接続される、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の装置。
【請求項８】
第３トランジスタ（１１）が、前記励振入力（Ｅ）と電源電圧（Ｖｄｄ）との間に接続される、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２６８４２８（Ｐ２０１０−２６８４２８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４２３１７（Ｐ２０１０−４２３１７）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（５０２１４２３２３）コミサリア、ア、レネルジ、アトミク、エ、オ、エネルジ、アルテルナティブ (195)
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＭＭＩＳＳＡＲＩＡＴ Ａ Ｌ’ＥＮＥＲＧＩＥ ＡＴＯＭＩＱＵＥ ＥＴ ＡＵＸ ＥＮＥＲＧＩＥＳ ＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥＳ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（５０２１４２３２３）コミサリア、ア、レネルジ、アトミク、エ、オ、エネルジ、アルテルナティブ (195)
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＭＭＩＳＳＡＲＩＡＴ Ａ Ｌ’ＥＮＥＲＧＩＥ ＡＴＯＭＩＱＵＥ ＥＴ ＡＵＸ ＥＮＥＲＧＩＥＳ ＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥＳ
【Ｆターム（参考）】
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