JP2011061275A - 発振器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発振器は、負性抵抗素子101と、共振器102と、負性抵抗素子に接続された線路103と、三端子素子104とを備える。三端子素子104は、線路の終端部において線路の信号線側に接続される第1端子と線路の接地線側に接続される第2端子と制御信号が印加される第3端子を有する。三端子素子の第3端子に印加される制御信号を調整する第1調整手段106と、第2端子に印加される電圧を調整する第2調整手段105とにより、線路の特性インピーダンスと三端子素子の第1端子と第2端子間のインピーダンスをインピーダンス整合させる。
【選択図】図1
Description
三端子素子をトランジスタとし、トランジスタのエミッタは、線路の終端部において線路の信号線側に接続され、トランジスタのコレクタは、線路の接地線側に接続される様にできる。そして、線路の特性インピーダンスとトランジスタのエミッタ・コレクタ間のインピーダンスがインピーダンス整合する様に、第1調整手段はベース電流を調整し、第2調整手段はコレクタ電圧を調整する(後述の実施形態1等を参照)。また、三端子素子を電界効果トランジスタとし、電界効果トランジスタのソースは、線路の終端部において線路の信号線側に接続され、電界効果トランジスタのドレインは、線路の接地線側に接続される様にできる。そして、線路の特性インピーダンスと電界効果トランジスタのソース・ドレイン間のインピーダンスがインピーダンス整合する様に、第1調整手段はゲート電圧を調整し、第2調整手段はドレイン電圧を調整する(後述の実施形態4等を参照)。
(実施形態1)
実施形態1に係る発振器ないし発振回路について、図1(a)、(b)を用いて説明する。ここで、図1(a)は、本実施形態の発振回路を表す模式図である。図1(b)は、本実施形態の発振回路の動作点と動作点におけるインピーダンスを説明するための模式図である。図1において、101は、電磁波を発生するための負性抵抗素子である。102は、発振回路における共振周波数を決定するための共振器ないし共振回路である。共振回路102は、ミリ波帯からテラヘルツ波帯まで(30GHz以上30THz以下)の周波数帯域においては、分布定数型が望ましい。
Re(Y)<0 (式1)
Im(Y)=0 (式2)
ここで、Yは発振回路全体のアドミタンスであって、(式1)、(式2)は負性抵抗素子を有する発振回路の発振条件として知られている。こうした動作原理は本発明の実施形態において共通するものである。
実施形態2に係る発振器ないし発振回路について、図2を用いて説明する。図2において、負性抵抗素子201、共振器ないし共振回路202、特性インピーダンスZ0の線路203、トランジスタ204は実施形態1と同様である。
実施形態3に係る発振器ないし発振回路について、図3を用いて説明する。図3において、負性抵抗素子301、共振回路302、特性インピーダンスZ0の線路303、トランジスタ304、電流源306は実施形態1と同様である。また、電源ライン351とでデカップリングキャパシタ352は実施形態2と同様である。
実施形態4に係る発振器ないし発振回路について、図4(a)、(b)を用いて説明する。ここで、図4(a)は、本実施形態に係る発振回路を表す模式図である。図4において、負性抵抗素子401、共振回路402、特性インピーダンスZ0の線路403は実施形態1と同様である。また、電源ライン451とでデカップリングキャパシタ452は実施形態2と同様である。
(実施例1)
実施例1に係る発振回路及び発振器について、図5(a)、(b)を用いて説明する。ここで、図5(a)は、本実施形態に係る発振回路を表す模式図である。また、図5(b)は、本実施形態に係る発振回路を適用した発振器構造を説明するための模式図である。
実施例2に係る発振回路及び発振器について、図6(a)、(b)を用いて説明する。ここで、図6(a)は、本実施例に係る発振回路を表す模式図である。また、図6(b)は、本実施例に係る発振回路を適用した発振器構造を説明するための模式図である。
Claims (6)
- 負性抵抗素子と共振器とを備える発振器であって、
前記負性抵抗素子に接続された線路を備え、
前記線路の終端部において前記線路の信号線側に接続される第1端子と、前記線路の接地線側に接続される第2端子と、制御信号が印加される第3端子を有する三端子素子を更に備え、
前記線路の特性インピーダンスと前記三端子素子の第1端子と第2端子間のインピーダンスがインピーダンス整合する様に、前記三端子素子の第3端子に印加される制御信号を調整する第1調整手段と、第2端子に印加される電圧を調整する第2調整手段を備えることを特徴とする発振器。 - 前記三端子素子はトランジスタであり、
前記トランジスタのエミッタは、前記線路の終端部において前記線路の信号線側に接続され、前記トランジスタのコレクタは、前記線路の接地線側に接続され、
前記線路の特性インピーダンスと前記トランジスタのエミッタ・コレクタ間のインピーダンスがインピーダンス整合する様に、前記第1調整手段は前記トランジスタのベース電流を調整し、前記第2調整手段は前記トランジスタのコレクタ電圧を調整することを特徴とする請求項1に記載の発振器。 - 前記三端子素子は電界効果トランジスタであり、
前記電界効果トランジスタのソースは、前記線路の終端部において前記線路の信号線側に接続され、前記電界効果トランジスタのドレインは、前記線路の接地線側に接続され、
前記線路の特性インピーダンスと前記電界効果トランジスタのソース・ドレイン間のインピーダンスがインピーダンス整合する様に、前記第1調整手段は前記電界効果トランジスタのゲート電圧を調整し、前記第2調整手段は前記電界効果トランジスタのドレイン電圧を調整することを特徴とする請求項1に記載の発振器。 - 前記線路と前記三端子素子との組を複数組備え、前記組のそれぞれが前記負性抵抗素子に対して並列に配されていることを特徴とする請求項1に記載の発振回路。
- 前記共振器は分布定数回路として配置され、
前記負性抵抗素子は集中定数素子として配置されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の発振器。 - 前記共振器は分布定数回路として配置され、
前記負性抵抗素子は分布定数素子として配置されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の発振器。
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