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スイッチ切り替え型可変容量、スイッチ切り替え型可変容量の設計方法、及びインピーダンス整合回路 UPDATE

国内特許コード P200017250
整理番号 T2-18006-T
掲載日 2020年10月20日
出願番号 特願2019-051148
公開番号 特開2020-155527
出願日 平成31年3月19日(2019.3.19)
公開日 令和2年9月24日(2020.9.24)
発明者
  • 石崎 俊雄
出願人
  • 学校法人龍谷大学
発明の名称 スイッチ切り替え型可変容量、スイッチ切り替え型可変容量の設計方法、及びインピーダンス整合回路 UPDATE
発明の概要 【課題】スイッチ素子がオフ容量を有していても、回路が複雑にならずに高周波領域でも所望の可変の容量値を実現可能なスイッチ切り替え型可変容量を提供する。
【解決手段】このスイッチ切り替え型可変容量1は、第1端子6と第2端子7の間に設けられた基準用固定容量2と、第1端子6と第2端子7の間に基準用固定容量2と並列に設けられ、オフ状態及びオン状態となり得てオフ時にオフ容量(容量値CF)を有するスイッチ素子3とそれに直列接続された切り替え用固定容量4とを有するN個の直列体5(ここで、Nは2以上の自然数、Kは1~Nの自然数)と、を備え、離散的な容量値を示すN桁の2進数の値に応じてN個の直列体5のスイッチ素子3のオフ状態及びオン状態が切り替わることで、2通りに容量値が切り替わり得る。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

マイクロ波領域などの高周波領域の回路では、電力を効率良く伝送するためにインピーダンス整合を行うことが必要であり、一般に、接続する素子間若しくは回路間にインピーダンス整合回路を設けて整合を行う。しかしながら、素子又は回路によっては動作条件によりインピーダンスが変化してしまうものが多々あり、インピーダンス整合回路を特定の容量値に固定できない場合も少なくない。その場合、多くは、バラクタダイオードなどの可変容量を用いたインピーダンス整合回路が用いられているが、バラクタダイオードを用いる回路は損失が大きい。

一方、一般に、可変容量には、バラクタダイオードの他に、例えば特許文献1に開示されているように、FET(電界効果トランジスタ)をスイッチ素子として用い、FETにより複数個の固定の容量を切り替えるものが知られている。このようなスイッチ切り替え型可変容量では、ゲート幅を大きくしてFETのオン抵抗を減らすことにより、損失を低減することも可能である。

産業上の利用分野

本発明は、マイクロ波領域などの高周波領域で好適なスイッチ切り替え型可変容量、スイッチ切り替え型可変容量の設計方法、及びインピーダンス整合回路に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1端子と第2端子の間に設けられた基準用固定容量と、
前記第1端子と前記第2端子の間に前記基準用固定容量と並列に設けられ、オフ状態及びオン状態となり得てオフ時にオフ容量を有するスイッチ素子とそれに直列接続された切り替え用固定容量とを有するN個の直列体(ここで、Nは2以上の自然数)と、を備え、
離散的な容量値を示すN桁の2進数の値に応じて前記N個の直列体の前記スイッチ素子のオフ状態及びオン状態が切り替わることで、2通りに容量値が切り替わり得ることを特徴とするスイッチ切り替え型可変容量。

【請求項2】
請求項1に記載のスイッチ切り替え型可変容量を設計する設計方法であって、
前記2進数のK桁目のビットに1が立つときの前記スイッチ切り替え型可変容量の容量値の該2進数の値が1少ないときに比べての差分ΔCを全てのKの値について定め(ここで、Kは1~Nの自然数)、
前記2進数の全ての桁のビットが0のときの前記スイッチ切り替え型可変容量の容量値Cを定め、
前記N個の直列体の前記切り替え用固定容量の容量値C及び前記基準用固定容量の容量値Cは、前記差分ΔCと前記容量値Cと前記スイッチ素子の前記オフ容量の容量値CFにより導出されることを特徴とするスイッチ切り替え型可変容量の設計方法。

【請求項3】
請求項2に記載のスイッチ切り替え型可変容量の設計方法において、
前記Cは、下記(式2)(ここで、Aは下記(式1)で与えられるもの)のように導出されることを特徴とするスイッチ切り替え型可変容量の設計方法。
(式省略)

【請求項4】
請求項3に記載のスイッチ切り替え型可変容量の設計方法において、
前記Cは、下記(式3)のように導出されることを特徴とするスイッチ切り替え型可変容量の設計方法。
(式省略)

【請求項5】
請求項1に記載のスイッチ切り替え型可変容量又は請求項2~4のいずれか1項に記載のスイッチ切り替え型可変容量の設計方法を用いて設計されたスイッチ切り替え型可変容量を有することを特徴とするインピーダンス整合回路。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019051148thum.jpg
出願権利状態 公開
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