JPH10209752A - マイクロ波集積回路化発振回路 - Google Patents

マイクロ波集積回路化発振回路

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JPH10209752A
JPH10209752A JP9024288A JP2428897A JPH10209752A JP H10209752 A JPH10209752 A JP H10209752A JP 9024288 A JP9024288 A JP 9024288A JP 2428897 A JP2428897 A JP 2428897A JP H10209752 A JPH10209752 A JP H10209752A
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JP
Japan
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circuit
fet
oscillation
feedback
gate
Prior art date
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JP9024288A
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English (en)
Inventor
Masayuki Kimijima
正幸 君島
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New Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
New Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共振回路の共振周波数を広い周波数範囲で選
択する場合でも、選択した周波数で最適な発振状態が得
られるようにする。 【解決手段】 発振用FET3のゲートには、外付け用
端子2が配置され、この端子2に共振回路16が接続さ
れる。このFET3のソースと接地との間に、第1帰還
容量6(C1 )と第1スイッチ用FET17を直列に接
続したもの、第2帰還容量(C2 )18と第2スイッチ
用FET19を直列に接続したものを、並列に配置す
る。これによれば、これらスイッチ用FET17,19
をゲート制御電圧VG2,VG3でオンオフさせることによ
り、例えば帰還容量値を3種類に変化させ、3種類の共
振周波数に最適な発振状態を得ることができる。なお、
上記帰還容量及びスイッチ用FETの数は任意である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波集積回路
化発振回路、特に共振回路が外付けとされるマイクロ波
モノリシックIC(MMIC)化された発振回路であっ
て、広い範囲で異なる周波数を選択する共振回路が接続
可能となるマイクロ波集積回路化発振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波集積回路化(Microwave I
C)発振回路として、例えばMMIC(Microwave Mono
lithic IC)発振回路があり、この回路はガリウム砒
素(GaAs)チップ上に発振回路を集積回路化したも
のである。
【0003】図5には、従来のMMIC化発振回路の一
例が示されており、図において、共振周波数fO の共振
回路1は端子2を介して外付けされ、発振用FET3の
ゲート(G)に接続される。このFET3のゲートに
は、チョークコイル4を介してゲートバイアス端子5が
配置され、このゲートバイアス端子5からゲートバイア
スVG が供給される。また、このFET3のソース
(S)には、容量値C1 の帰還容量6が接地との間に接
続されると共に、チョークコイル7が接地との間に接続
される。
【0004】一方、上記FET3のドレイン(D)に、
チョークコイル9を介してドレインバイアス端子10が
配置され、このドレインバイアス端子10からドレイン
バイアスVD が供給される。また、このドレインには、
整合回路11及び直流防止用キャパシタ12を介して負
荷抵抗13が接続される。
【0005】上記の構成によれば、図6で示すコルピッ
ツの基本発振回路が形成される。即ち、所要のマイクロ
波帯の発振周波数帯において十分な発振能力を持つよう
に、上記FET3のゲート幅(W1 )が決定されるが、
このゲート幅にほぼ比例してゲート・ソース間に図5に
示す容量値Cgsの内部容量14が与えられる。従って、
図6に示されるように、上記内部容量(Cgs)14と帰
還容量(C1 )6とを含んでコルピッツ形発振回路が構
成される。そして、この発振回路は、外付けされる共振
回路1で得られる共振周波数fO で発振することにな
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のMMIC化発振回路では、共振回路1の共振周波数
を広い範囲で選択可能とした場合には、上記帰還容量6
の容量値C1 が固定値であるため、最適な発振状態が得
られないという問題があった。即ち、上述したように、
上記発振用FET3のゲート幅(W1 )で決定される内
部容量(Cgs)14との兼ね合いから、共振周波数fO
をその上下の帯域において広い範囲で任意に選択する場
合には、これに合せて上記帰還容量6の容量値を増減す
る必要がある。
【0007】例えば、共振周波数を上記fO より低くし
た場合は、上記帰還容量6の容量値を大きくし、逆に上
記fO より高くした場合は、容量値を小さくし、それぞ
れの発振周波数において最適な発振状態となるように、
帰還容量6の容量値を変化させなければならない。従っ
て、固定の容量値C1 となる帰還容量6では、最適な発
振周波数を広い範囲で得ることは困難であった。
【0008】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、共振回路の共振周波数を広
い周波数範囲で選択する場合でも、選択した周波数で最
適な発振状態を得ることができるマイクロ波集積回路化
発振回路を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、共振回路が接続される発振用電界効果ト
ランジスタと、この電界効果トランジスタのソース側又
はドレイン側に配置される帰還容量と、を形成するマイ
クロ波集積回路化発振回路において、上記発振用電界効
果トランジスタのドレイン側又はソース側に、このドレ
イン・ソース間を導通又は非導通として上記帰還容量値
を変化させるためのスイッチ用トランジスタを配置した
ことを特徴とする。
【0010】上記の構成によれば、例えば帰還容量を2
つ形成し、これらの帰還容量が切り替えられるようにス
イッチングFETを2個配置することにより、帰還容量
として3つの容量値を選択することができる。従って、
外付け等で接続される共振回路で広い周波数範囲を用い
た場合でも、選択された周波数に最適な発振状態を得る
ことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1には、本発明の実施形態の第
1例であるマイクロ波集積回路(MMIC)化発振回路
の構成が示されており、この第1例は2つの帰還容量を
選択的に使用できるようにしたものである。図1におい
て、従来と同様に、外付け用端子2に、例えば共振回路
16が接続されるように構成され、この端子2は発振用
FET3のゲート(G)に接続される。このFET3の
ゲートには、チョークコイル4を介して、ゲートバイア
スVG1を与えるゲートバイアス端子5が配置され、この
FET3のソースには、チョークコイル7が接地との間
に接続される。
【0012】一方、上記FET3のドレイン(D)に
は、チョークコイル9を介して、ドレインバイアスVD
を供給するドレインバイアス端子10が配置され、かつ
整合回路11及び直流防止用キャパシタ12を介して負
荷抵抗13が接続される。また、上記FET3のゲート
幅(W1 )にほぼ比例して、そのゲート・ソース間に容
量値Cgsの内部容量14が与えられている。
【0013】そうして、第1例では、上記FET3のソ
ース(S)と接地との間に、容量値C1 の第1帰還容量
6と第1スイッチ用FET17を直列に接続したもの、
容量値C2 (例えばC2 <C1 )の第2帰還容量18と
第2スイッチ用FET19を直列に接続したものを、並
列に配置する。即ち、上記スイッチ用FET17,19
のドレイン側に各帰還容量6,18を配置してソース側
を接地し、上記第1スイッチ用FET17のゲートにゲ
ート制御電圧VG2を供給するゲート制御電圧端子20が
接続され、上記第2スイッチ用FET19のゲートにゲ
ート制御電圧VG3を供給するゲート制御電圧端子21が
接続される。
【0014】また、上記各スイッチ用FET17,19
のそれぞれのドレインと接地の間に、図示のように、チ
ョークコイル22,23が配置される。
【0015】上記のスイッチ用FET17,19では、
それぞれのゲート制御電圧端子20,21から、オン電
圧Vonのゲート制御電圧VG2,VG3を供給することによ
り、導通状態となり、このFET17,19のそれぞれ
のドレイン・ソース間が短絡する。一方、ピンチオフ電
圧Vpのゲート制御電圧VG2,VG3を供給することによ
り、非導通状態となって、このFET17,19のそれ
ぞれのドレイン・ソース間が開放状態となる。
【0016】従って、上記ゲート制御電圧についてVG2
=Von、VG3=Vpとしたとき、発振用FET3のソー
スと接地との間の全体の帰還容量Cfは、第1帰還容量
6のみが有効となり、Cf=C1 となる。また、上記に
おいて、VG2=Vp、VG3=Vonとしたときは、第2帰
還容量18のみが有効となり、全体の帰還容量Cfは、
Cf=C2 となり、更にVG2=VG3=Vonとすれば、両
方が有効となって、Cf=C1 +C2 となる。
【0017】実施形態例では、上記C1 ,C2 を、C2
<C1 <C1 +C2 となる値に設定しており、上記共振
回路16の共振周波数が、例えばf1 、f2 、f3 (f
1 <f2 <f3 )の3通りに選択される場合には、Cf
=C1 のとき周波数f2 、Cf=C2 のとき周波数f3
、Cf=C1 +C2 のとき周波数f1 で回路が最適に
発振するような値に設定される。このようにして、第1
例は、上記図6に示すコルピッツの基本発振回路が形成
される。
【0018】上記第1例の構成によれば、まず外付けの
共振回路16でf2 の共振周波数を選択した場合は、ゲ
ート制御電圧端子20,21から、VG2(ゲート制御電
圧)=Von、VG3=Vpが供給され、第1帰還容量6の
容量値C1 と内部容量値Cgsの存在により、周波数f2
において最適な発振状態が得られる。また、f3 の共振
周波数を選択した場合は、ゲート制御電圧端子20,2
1から、VG2=Vp、VG3=Vonが供給され、第1帰還
容量18の容量値C2 と内部容量値Cgsの存在により、
周波数f3 において最適な発振状態が得られ、f1 の共
振周波数を選択した場合は、VG2=VG3=Vonが供給さ
れ、両方の帰還容量値C1 +C2 と内部容量値Cgsの存
在により、周波数f1 において最適な発振状態が得られ
る。
【0019】図2には、実施形態の第2例に係るMMI
C化発振回路の構成が示されており、この第2例は3つ
の帰還容量を選択的に使用できるようにしたものであ
る。基本的な構造は、第1例と同様であり、この第1例
の構成に加えて、発振用FET3のソースと接地との間
に、容量値C3 の第3帰還容量26と第3スイッチ用F
ET27を、他の帰還容量6,18及びスイッチ用FE
T17,19と並列関係に配置する。そして、上記第3
スイッチ用FET27のゲートに、制御電圧VG4を与え
るゲート制御端子28が設けられ、ドレインには、チョ
ークコイル29が配置される。
【0020】上記第2例の構成によれば、スイッチ用F
ET17,19,27の導通・非導通の動作により、全
体の帰還容量CfをC1 ,C2 ,C3 ,C1 +C2 ,C
2 +C3 ,C1 +C3 ,C1 +C2 +C3 の7値に設定
することができ、少なくとも7つの共振周波数において
最適な発振状態を得ることができる。なお、この第2例
と同様にして、上記帰還容量及びスイッチ用FETを4
個以上配置し、数多くの周波数に対し最適発振状態を得
ることも可能である。
【0021】図3には、実施形態の第3例に係るMMI
C化発振回路の構成が示されている。この第3例では、
第1帰還容量6と第2帰還容量18を設けるが、この第
2帰還容量18のみにスイッチ用FET19(及びチョ
ークコイル23)を配置し、このスイッチ用FET19
にゲート制御電圧VG2を与えるゲート制御電圧端子30
を設けたものである。
【0022】この第3例によれば、スイッチ用FET1
9の導通・非導通の動作により、帰還容量CfをC1 ,
C1 +C2 の2つの値に設定することができ、2つの共
振周波数において最適な発振状態を得ることができる。
【0023】図4には、実施形態の第4例のMMIC化
発振回路の構成が示されており、この例では、第1帰還
容量6を直接接地し、この第1帰還容量6を切り替える
ように、スイッチ用FET31及びゲート制御電圧端子
32を配置する。
【0024】これによれば、スイッチ用FET31が非
導通状態のとき、容量値C1 に基づた発振器として動作
するが、スイッチ用FET31が導通状態のときは、発
振用FET3のソースは直接接地されるため発振が停止
することになる。
【0025】上記実施形態例では、発振用FET3のソ
ース側に帰還容量(6,18,26)及びスイッチ用F
ET(17,19,27,31)を配置した例を示した
が、これらの部材を発振用FET3のドレイン側に配置
し、ドレイン側とソース側の配置関係を逆にした構成と
することも可能である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発振用電界効果トランジスタのソース側又はドレイン側
に、帰還容量を形成するマイクロ波集積回路化発振回路
において、帰還容量と共に少なくとも一つのスイッチ用
トランジスタを配置し、ゲート制御電圧を制御して上記
帰還容量値を変化させるようにしたので、共振周波数を
広い周波数範囲で選択する場合でも、選択した周波数で
最適な発振状態が得られ、それぞれの共振周波数帯で安
定した発振が実現できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の第1例に係るマイクロ波集
積回路化発振回路の構成を示す回路図である。
【図2】実施形態の第2例に係る発振回路の構成を示す
回路図である。
【図3】実施形態の第3例に係る発振回路の構成を示す
回路図である。
【図4】実施形態の第4例に係る発振回路の構成を示す
回路図である。
【図5】従来のマイクロ波集積回路化発振回路の構成を
示す回路図である。
【図6】コルピッツの基本発振回路の構成を示す回路図
である。
【符号の説明】
1,16 … 共振回路、 2 … 外付け用端子、 3 … 発振用FET、 6,18,26 … 帰還容量、 11 … 整合回路、 14 … ゲート・ソース間内部容量、 17,19,27,31 … スイッチ用FET。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共振回路が接続される発振用電界効果ト
    ランジスタと、 この電界効果トランジスタのソース側又はドレイン側に
    配置される帰還容量と、を形成するマイクロ波集積回路
    化発振回路において、 上記発振用電界効果トランジスタのドレイン側又はソー
    ス側に、このドレイン・ソース間を導通又は非導通とし
    て上記帰還容量値を変化させるためのスイッチ用トラン
    ジスタを配置したことを特徴とするマイクロ波集積回路
    化発振回路。
JP9024288A 1997-01-22 1997-01-22 マイクロ波集積回路化発振回路 Pending JPH10209752A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6724274B2 (en) 1999-10-29 2004-04-20 Murata Manufacturing Co., Ltd. Frequency-switching oscillator and electronic device using the same
WO2004107558A1 (en) * 2003-06-03 2004-12-09 Mediatek Incorporation A switched-capacitive circuit and method for reducing clock feedthrough in voltage controlled oscillator
US7724099B2 (en) 2007-03-26 2010-05-25 Semiconductor Technology Academic Research Center High frequency oscillator circuit with feedback circuit of fet and short-stub transmission line

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