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TUNABLE CAPACITOR commons

Patent code P120008423
Posted date Dec 21, 2012
Application number P2012-174483
Publication number P2014-036022A
Patent number P6032701
Date of filing Aug 7, 2012
Date of publication of application Feb 24, 2014
Date of registration Nov 4, 2016
Inventor
  • (In Japanese)岩田 真
  • (In Japanese)前田 雅輝
  • (In Japanese)田中 数機
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋工業大学
Title TUNABLE CAPACITOR commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tunable capacitor obtained by using a material having a large change in dielectric constant for an electric field.
SOLUTION: In a tunable capacitor utilizing a large dielectric tunability in the electric field induced phase transition of a ferroelectric substance and in the vicinity of a critical point thereof, the dielectric tunability T satisfies T≥80% when an electric field is 0-10 kV/cm. (The dielectric tunability T is represented as T=(ε(0)-ε(E))/ε(0)×100(%). ε(0) and ε(E) represent dielectric constants at a zero electric field and an electric field (E), respectively.)
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

キャパシタ(コンデンサ)は共振回路やフィルタ回路に使われることは広く知られているが、容量可変であるキャパシタを用いると、共振回路やフィルタ回路の特性周波数の電気的コントロールが可能になる。このような容量可変のキャパシタとして、対向電極の面積を機械的に変えるタイプが一般的に知られている。一方、対向電極の距離を可変するものとして、印加電圧により電極間距離が変化して容量が変わる技術が開示されている(特開2008-10717公報参照)。

前記対向電極の面積あるいは電極間距離を変えること以外に、電極に挟まれる誘電体の誘電率を変えることにより容量を変える方法も知られている。例えば、強誘電体に交流電界以外に外部DCバイアス電界(電界)を与えると一般に誘電率は小さくなる。(この現象は、分極の電場に対する非線形性や分域壁構造の変化などによると考えられているが、まだそのメカニズムは良くわかっていない。)。その中で誘電率の電界依存性が大きい材料を利用して容量可変のキャパシタを作製することが原理的には可能である。しかし、DCバイアス電場下におけるACプローブ電場に対する誘電率は、分域構造によって周波数依存性と履歴現象を示し、電界変化に対する誘電率変化が不安定であるという問題がある。

さらに、強誘電体にはリラクサと呼ばれる散漫な相転移を起こして誘電率が変化する物質があり、比較的大きなチューナビリティーが得られることが知られている(非特許文献1~3参照)。例えば、非特許文献1では、図5に示すように、強誘電体であるBa(ZryTi1-y)O3に関する誘電率の電場依存性が記載されている。電場が0~±5kVにおいて、電界1kV/cmあたり、誘電率が500程度変化するという比較的大きな誘電率の電場依存性がある。しかし、このリラクサタイプの誘電率変化は、緩和現象ゆえに特性の安定性あるいは経時変化の問題がある。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、容量の調整ができるキャパシタに関する。特にDCバイアス電圧によってキャパシタの電気容量を変化させることができる素子(誘電体チューナビリティー素子)に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
強誘電体の電界誘起相転移および臨界点近傍での誘電チューナビリティーを利用したチューナブルキャパシタにおいて、電界が0~10kV/cmのとき、前記誘電チューナビリティーTがT≧80%であるチューナブルキャパシタ。
(誘電チューナビリティーT=(ε(0)-ε(E))/ε(0)×100(%)で表される。ε(0),ε(E)はそれぞれ、電場ゼロと電場(E)での誘電率である。)

【請求項2】
 
前記誘電チューナビリティーTがT<0である請求項1記載のチューナブルキャパシタ。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2012174483thum.jpg
State of application right Registered
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