电压控制振荡器和电子部件制造技术

本发明专利技术提供一种电压控制振荡器和电子部件，其为小型且在宽的频率的调节幅度内得到低相位噪音特性。作为石英基板（１０），使用与在现有技术中作为谐振部（１）的基板被使用的氟树脂、ＬＴＣＣ等相比具有更良好的特性（损耗因数：ｔａｎδ）、且能够利用光刻法形成微细的金属膜的图形的石英，在该石英基板（１０）上形成导电线路，构成谐振部（１）的电感元件（１１）。由此，能够构成Ｑ值高的谐振部（１），因此能够得到小型且在宽的频带为低损失的电压控制振荡器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用电感元件和可变电容元件构成谐振部 的技术、及使用该谐振部的 电压控制振荡器(VC0:Voltage Control Oscillator)和电子部件。
技术介绍
电压控制振荡器(VCO =Voltage Control Oscillator)例如如图19所示，具备 谐振部11，该谐振部11包含静电容量根据控制电压发生变化的变容二极管VD(variCap diode)及电感元件；作为放大部的晶体管21 ；和包括两个电容器Cl、C2的反馈部2。在该 例中，利用谐振部11，频率信号由晶体管21放大，并经由反馈部2反馈至串联谐振电路，由 此构成振荡环路。另外，图19中31表示将频率信号放大后向外部输入的缓冲放大器。另 夕卜，16、T3及L分别是输入端子、输出端子部及电感元件。该VCO省略图示，被配置在由例 如以氧化铝(Al2O3)为主要成分的LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics 低温共烧 陶瓷)等陶瓷构成的基板上。但是，当要提高VCO的振荡频率，例如在数GHz或数十GHz的高频带使用时，存在 下面的问题。即，在高频带，在频率特性中包含于峰部分的频带宽度(带宽)的绝对频率大， 因此与低频带相比，需要保持高的Q值。这样，为了得到高的Q值，要求谐振部11的电感元 件为低损失、且具有大的电感值。在此，在作为电感元件使用形成于基板上的带状线的情况中，因LTCC的损耗因数 (dissipation factor) (tan δ )大，所以对于损耗因数的倒数即谐振部1的Q值得不到理想 的特性。另外，在使用氟树脂作为基底基板的情况下，因氟树脂的损耗因数为0. 001左右， 所以Q值只能为1000左右。因此，不能得到理想的相位噪音特性，难以将电力消耗(耗电 量)抑制得很小。另外，在利用低损失的电介质构成基板的情况下，虽然得到低损失且高的 Q值，但为大型。此外，对于搭载在输出频率极高的电信号例如GHz带(微波)的电信号的无线通 信设备上的VCO而言，也可考虑(a)使VCO的输出信号为数倍，其中，该VCO输出比该频带 低的频率的信号，(b)将GaAs (砷化镓化合物)等用作基底基板，或(c)使用空腔谐振器。 但是，在(a)的情况下，由于使用成倍(遁倍)电路，相位噪声会增大。另外，在(b)的情况 下，附近的相位噪声劣化，在(c)的情况下，难以进行小型化。专利文献1中对上述VCO等器件进行了记载，但对于上述的问题没有研究。另外， 专利文献2中记载有使用作为压电基板的石英(晶体)产生弹性波，用作振荡频率例如为 数MHz带的振荡器的技术，但不能解决上述的课题。专利文献1 日本特开平10-209714专利文献2 日本特开2007-20177
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种电压控制振荡器，该电压控制振荡器小型且在宽的频率的频带得到理想的相位噪音特性。另外，本专利技术的另一个目 的在于提供一种电子部件，该电子部件包括电感元件和电容元件，作为谐振部得到高的Q 值。本专利技术的电压控制振荡器的特征在于，具备谐振部，其包括静电容量根据从外部输入的频率控制用的控制电压发生变化的可 变电容元件和电感元件，串联谐振频率根据所述静电容量被调节；和反馈部，其将来自该谐振部的频率信号放大后反馈至该谐振部，所述谐振部的电感元件是形成于石英基板上的导电线路。优选所述谐振部包括所述可变电容元件和电容不因电压而发生变化的电容元件， 该电容元件设置在所述石英基板上，包括彼此隔开间隔地交叉的成对的梳齿形的导电通路 (也称为导电路)。优选所述石英基板设置在由电介质形成的基底基板上，在该基底基板上设置有所 述可变电容元件、反馈部和周边部件。优选所述串联谐振频率例如为5GHz以上。本专利技术的电子部件的特征在于，具备石英基板和由形成于该石英基板上的导电线路构成的电感元件。也可以代替所述石英基板，使用由钽酸锂、铌酸锂、硅或蓝宝石形成的基板。专利技术的效果根据本专利技术，在损耗因数(tan δ = 1/Q)为0. 00008左右这样小的石英基板上形 成由导电线路构成的电感元件，通过该电感元件和电容元件构成谐振部，因此得到高的Q 值。另外，石英基板由于能够利用光刻形成微细的金属膜的图形，所以能够制作小型的谐振 部。因此，通过使用该谐振部构成电子部件例如电压控制振荡器，能够实现小型化且从后述 的数据所证明的那样得到款的频带的低的相位噪音特性。附图说明图1是表示本专利技术的电路的实施方式的一例的VCO的电路图。图2是表示上述的VCO的外观的立体图。图3是表示上述的VCO的平面图(俯视图)。图4是表示上述的VCO的侧面图(侧视图)。图5是表示上述的VCO的放大平面图。图6是表示装载于上述VCO上的石英基板的平面图。图7是表示上述的石英基板的侧面图。图8是表示上述的石英基板的平面图。图9是表示由上述的VCO得到的特性的特性例图。图10是表示由上述的VCO得到的特性的特性例图。图11是表示上述的石英基板的其它构成例的平面图。图12是表示上述的VCO的制作方法的一例的流程图。图13是表示上述的VCO的制作方法的一例的流程图。图14是表示上述的VCO的制作方法的一例的工序图。图15是表示上述的VCO的制作方法的一例的工序图。图16是表示上述的VCO的制作方法的一例的工序图。图17是表示根据上述的流程制作的VCO的概略图。图18是表示根据上述的流程制作的VCO的概略图。图19是表示现有的VCO的结构的电路例图。附图标记的说明1 谐振部 2 反馈部3 电路部5 基底基板10 石英基板11 电感元件12 电容器13 变容二极管14 变容二极管15 电容器具体实施例方式对于本专利技术的电压控制振荡器(VCO :Voltage Control Oscillator)的实施方式， 在说明结构前，对电路构成参照图1进行叙述。图1中，谐振部1如后所述，具备由导电线 路48构成的电感元件11和作为电容元件的电容器12的串联谐振用的串联电路。包括第 一变容二极管13、第二变容二极管14和作为电容元件的电容器15的串联电路与电感元件 11并联连接，构成并联谐振用的并联电路。即，该谐振部1具有上述串联电路的串联谐振频 率(谐振点)和上述并联电路的并联谐振频率(反谐振点)，根据谐振点的频率确定振荡频 率。在该例中，以使得谐振点比反谐振点大的方式设定各电路要素的常数，这样，因具有反 谐振点，所以谐振点附近的频率特性变得陡峭(急剧)。另外，图1中，16表示控制电压用的输入端子，根据通过该输入端子16供给的控制 电压，调节第一变容二极管13及第二变容二极管14的电容值，由此，上述并联电路的反谐 振点移动，其结果是，谐振点也移动，振荡频率被调节。除了使用第一变容二极管13之外还 使用第二变容二极管14的理由是，为了增大频率的调节幅度(宽度)。17表示电压稳定化 用的电容器，18、19表示偏压用的电感器。另外，在谐振部1的后级侧设置有反馈部2，该反馈部2具备形成为基极与上述 电容器12连接的放大部的NPN型晶体管21 ；及在电容器12和晶体管21的基极的连接点、 与地(线)之间连接的成为反馈电容元件的电容器22、23的串联电路。晶体管21的发射 极与电容器22、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压控制振荡器，其特征在于，包括：谐振部，其包括静电容量根据从外部输入的频率控制用的控制电压发生变化的可变电容元件和电感元件，并且其串联谐振频率根据所述静电容量进行调节；和反馈部，其将来自该谐振部的频率信号放大后反馈至该谐振部，所述谐振部的电感元件是形成于石英基板上的导电线路。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山川纯一郎，赤池和男，恩塚辰典，津田稔正，高野三树男，山本泰司，吉元进，
申请(专利权)人：日本电波工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]