JPH11204013A - 静電型可動接点素子及び論理演算装置 - Google Patents
静電型可動接点素子及び論理演算装置Info
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- JPH11204013A JPH11204013A JP843698A JP843698A JPH11204013A JP H11204013 A JPH11204013 A JP H11204013A JP 843698 A JP843698 A JP 843698A JP 843698 A JP843698 A JP 843698A JP H11204013 A JPH11204013 A JP H11204013A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １つの静電型可動接点素子で複数入力の論理
演算を実現する。 【解決手段】 支持梁７には、可動部駆動用電極２ａ，
２ｂと対向するように可動吸引電極５が設けられ、固定
コンタクト電極３ａ，３ｂと対向するように可動コンタ
クト電極６が設けられている。電極２ａ，２ｂの面積を
Ｓ１、Ｓ２とし、支持梁７の駆動に必要な可動部駆動用
電極の面積をＳＶとしたとき、Ｓ１，Ｓ２＜ＳＶ＜Ｓ１
＋Ｓ２となるように電極２ａ，２ｂの面積を設定する。
可動部駆動用電極２ａ，２ｂの両方に所定の電圧を印加
した場合、電極２ａ，２ｂと電極５との間の静電引力に
よって支持梁７がたわんで、電極３ａ，３ｂと電極６と
が接触する。
演算を実現する。 【解決手段】 支持梁７には、可動部駆動用電極２ａ，
２ｂと対向するように可動吸引電極５が設けられ、固定
コンタクト電極３ａ，３ｂと対向するように可動コンタ
クト電極６が設けられている。電極２ａ，２ｂの面積を
Ｓ１、Ｓ２とし、支持梁７の駆動に必要な可動部駆動用
電極の面積をＳＶとしたとき、Ｓ１，Ｓ２＜ＳＶ＜Ｓ１
＋Ｓ２となるように電極２ａ，２ｂの面積を設定する。
可動部駆動用電極２ａ，２ｂの両方に所定の電圧を印加
した場合、電極２ａ，２ｂと電極５との間の静電引力に
よって支持梁７がたわんで、電極３ａ，３ｂと電極６と
が接触する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１つの素子で論理
演算を実現する静電型可動接点素子、及び静電型可動接
点素子を用いた論理演算装置に関するものである。
演算を実現する静電型可動接点素子、及び静電型可動接
点素子を用いた論理演算装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＣプロセス技術を活用すること
により、半導体基板上に微細な梁構造を作製すること
で、半導体センサやアクチュエーターなど、可動部を有
する微小機械素子を作製した例が多数報告されている。
この手法により形成された微小機械素子は、基本的には
ＬＳＩ製造と同じ技術により形成されるため、微小機械
素子の駆動回路、あるいは検出回路との集積が容易であ
ること、大量生産が可能であるため、製造コストが安価
なこと、及び微細構造を容易に形成できること等の利点
を有する。
により、半導体基板上に微細な梁構造を作製すること
で、半導体センサやアクチュエーターなど、可動部を有
する微小機械素子を作製した例が多数報告されている。
この手法により形成された微小機械素子は、基本的には
ＬＳＩ製造と同じ技術により形成されるため、微小機械
素子の駆動回路、あるいは検出回路との集積が容易であ
ること、大量生産が可能であるため、製造コストが安価
なこと、及び微細構造を容易に形成できること等の利点
を有する。
【０００３】特に、論理回路を実現するための主要部品
であるスイッチをマイクロマシン技術により形成する研
究は精力的に進められてきた。この中で、静電引力を利
用して接点の開閉を行う静電型可動接点素子は、製作プ
ロセスが従来のＳｉプロセスと整合性が良いこと等から
有望な技術と考えられる（参考文献：”Dynamic Microm
echanics on Silicon:Technique and Devices”IEEE Tr
ans.Electron Devices,ED-25,No 10,(1978)1241.）。
であるスイッチをマイクロマシン技術により形成する研
究は精力的に進められてきた。この中で、静電引力を利
用して接点の開閉を行う静電型可動接点素子は、製作プ
ロセスが従来のＳｉプロセスと整合性が良いこと等から
有望な技術と考えられる（参考文献：”Dynamic Microm
echanics on Silicon:Technique and Devices”IEEE Tr
ans.Electron Devices,ED-25,No 10,(1978)1241.）。
【０００４】図８（ａ）は従来の静電型可動接点素子の
断面図である。この静電型可動接点素子では、絶縁性基
体２１の上に可動部駆動用電極２２及び固定コンタクト
電極２３ａ，２３ｂが設けられている。また、絶縁性基
体２１の上に接続部３３が設けられ、接続部３３の上に
支持梁２７が設けられている。一方が接続部３３を介し
て基体２１に固定された支持梁２７の固定されていない
方の下面には、微小空隙２４を隔てて可動部駆動用電極
２２と対向するように可動吸引電極２５が設けられると
共に、微小空隙２４を隔てて固定コンタクト電極２３
ａ，２３ｂと対向するように可動コンタクト電極２６が
設けられている。可動部駆動用電極２２は、入力端子２
９に接続されている。固定コンタクト電極２３ａは、出
力端子３０に接続されると共に抵抗３１を介して接地さ
れ、固定コンタクト電極２３ｂは、直流電源３２に接続
されている。また、接続部３３は接地されている。
断面図である。この静電型可動接点素子では、絶縁性基
体２１の上に可動部駆動用電極２２及び固定コンタクト
電極２３ａ，２３ｂが設けられている。また、絶縁性基
体２１の上に接続部３３が設けられ、接続部３３の上に
支持梁２７が設けられている。一方が接続部３３を介し
て基体２１に固定された支持梁２７の固定されていない
方の下面には、微小空隙２４を隔てて可動部駆動用電極
２２と対向するように可動吸引電極２５が設けられると
共に、微小空隙２４を隔てて固定コンタクト電極２３
ａ，２３ｂと対向するように可動コンタクト電極２６が
設けられている。可動部駆動用電極２２は、入力端子２
９に接続されている。固定コンタクト電極２３ａは、出
力端子３０に接続されると共に抵抗３１を介して接地さ
れ、固定コンタクト電極２３ｂは、直流電源３２に接続
されている。また、接続部３３は接地されている。
【０００５】可動コンタクト電極２６と支持梁２７との
間には絶縁膜２８が形成されているため、可動コンタク
ト電極２６は、支持梁２７とは絶縁されている。また、
可動吸引電極２５は支持梁２７の下面に直接形成されて
いるので、可動吸引電極２５と支持梁２７は導通してお
り、これにより可動吸引電極２５は接地されている。可
動部駆動用電極２２−可動吸引電極２５間に電圧を印加
すると、静電引力が発生して両電極が引き合う。この結
果、図８（ｂ）に示すように、支持梁２７がたわみ、可
動コンタクト電極２６と固定コンタクト電極２３ａ，２
３ｂが接触することにより接点が閉じる。電圧印加を停
止すると、支持梁２７の弾性力で可動コンタクト電極２
６が元の位置に戻ることにより、接点が開放する。
間には絶縁膜２８が形成されているため、可動コンタク
ト電極２６は、支持梁２７とは絶縁されている。また、
可動吸引電極２５は支持梁２７の下面に直接形成されて
いるので、可動吸引電極２５と支持梁２７は導通してお
り、これにより可動吸引電極２５は接地されている。可
動部駆動用電極２２−可動吸引電極２５間に電圧を印加
すると、静電引力が発生して両電極が引き合う。この結
果、図８（ｂ）に示すように、支持梁２７がたわみ、可
動コンタクト電極２６と固定コンタクト電極２３ａ，２
３ｂが接触することにより接点が閉じる。電圧印加を停
止すると、支持梁２７の弾性力で可動コンタクト電極２
６が元の位置に戻ることにより、接点が開放する。
【０００６】図９にこの静電型可動接点素子を使用した
ＮＡＮＤ及びＮＯＲの論理回路を示す。図９（ａ）の論
理回路はＮＡＮＤ論理を実現する論理回路であり、図９
（ｂ）の論理回路はＮＯＲ論理を実現する論理回路であ
る。同図において、４１ａ及び４１ｂが静電型可動接点
素子、４２ａ及び４２ｂが入力端子、４３が出力端子、
４４が抵抗、４５が直流電源である。図９に示すよう
に、図８の静電型可動接点素子を使用してＮＡＮＤやＮ
ＯＲ等の論理回路を組むためには、通常のスイッチと同
様、２個のスイッチが必要である。さらに、３個以上の
入力信号に対する論理を実現するためには、入力信号の
数に相当するスイッチの数が必要となる。
ＮＡＮＤ及びＮＯＲの論理回路を示す。図９（ａ）の論
理回路はＮＡＮＤ論理を実現する論理回路であり、図９
（ｂ）の論理回路はＮＯＲ論理を実現する論理回路であ
る。同図において、４１ａ及び４１ｂが静電型可動接点
素子、４２ａ及び４２ｂが入力端子、４３が出力端子、
４４が抵抗、４５が直流電源である。図９に示すよう
に、図８の静電型可動接点素子を使用してＮＡＮＤやＮ
ＯＲ等の論理回路を組むためには、通常のスイッチと同
様、２個のスイッチが必要である。さらに、３個以上の
入力信号に対する論理を実現するためには、入力信号の
数に相当するスイッチの数が必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】静電型可動接点素子に
は、ＭＯＳＦＥＴで形成したスイッチと比較した場合、
低抵抗であるという利点がある。しかし、占有面積は数
千μｍ2 以上とかなり大きい。このため、一つの論理回
路を実現するために複数の静電型可動接点素子を使用す
ると、論理回路の占有する面積が大きくなる。この結
果、静電型可動接点素子を使用した論理回路では、微細
化及び高集積化が困難であるという問題点があった。本
発明は、上記課題を解決するためになされたもので、１
つの素子でＮＡＮＤやＮＯＲ等の論理演算を実現する静
電型可動接点素子及び論理演算装置を提供することを目
的とする。
は、ＭＯＳＦＥＴで形成したスイッチと比較した場合、
低抵抗であるという利点がある。しかし、占有面積は数
千μｍ2 以上とかなり大きい。このため、一つの論理回
路を実現するために複数の静電型可動接点素子を使用す
ると、論理回路の占有する面積が大きくなる。この結
果、静電型可動接点素子を使用した論理回路では、微細
化及び高集積化が困難であるという問題点があった。本
発明は、上記課題を解決するためになされたもので、１
つの素子でＮＡＮＤやＮＯＲ等の論理演算を実現する静
電型可動接点素子及び論理演算装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載のように、基体に設けられた可動部駆動用電極と、基
体に設けられた固定接点となる固定コンタクト電極と、
基体に一部が固定された支持梁と、可動部駆動用電極と
対向するように支持梁に設けられた可動吸引電極と、固
定コンタクト電極と対向するように支持梁に設けられた
可動接点となる可動コンタクト電極とを備え、可動部駆
動用電極と可動吸引電極間の静電引力により支持梁を動
かして固定コンタクト電極と可動コンタクト電極とから
なる接点を開閉する静電型可動接点素子であって、上記
可動部駆動用電極が、基体上に複数設けられたものであ
り、各電極が同一の面積を有するものである。このよう
に、可動吸引電極間を引き寄せるための可動部駆動用電
極を複数に分割し、その各々の可動部駆動用電極に独立
に電圧を印加できるようにした。この構造では、電圧が
印加される可動部駆動用電極の数が異なれば、静電引力
の働く電極の面積も異なる。この結果、電圧が印加され
る可動部駆動用電極の数により接点の開閉が制御可能に
なり、複数入力の論理演算が実現できる。また、請求項
２に記載のように、上記可動部駆動用電極が、基体上に
複数設けられたものであり、各電極が異なる面積を有す
るものである。
載のように、基体に設けられた可動部駆動用電極と、基
体に設けられた固定接点となる固定コンタクト電極と、
基体に一部が固定された支持梁と、可動部駆動用電極と
対向するように支持梁に設けられた可動吸引電極と、固
定コンタクト電極と対向するように支持梁に設けられた
可動接点となる可動コンタクト電極とを備え、可動部駆
動用電極と可動吸引電極間の静電引力により支持梁を動
かして固定コンタクト電極と可動コンタクト電極とから
なる接点を開閉する静電型可動接点素子であって、上記
可動部駆動用電極が、基体上に複数設けられたものであ
り、各電極が同一の面積を有するものである。このよう
に、可動吸引電極間を引き寄せるための可動部駆動用電
極を複数に分割し、その各々の可動部駆動用電極に独立
に電圧を印加できるようにした。この構造では、電圧が
印加される可動部駆動用電極の数が異なれば、静電引力
の働く電極の面積も異なる。この結果、電圧が印加され
る可動部駆動用電極の数により接点の開閉が制御可能に
なり、複数入力の論理演算が実現できる。また、請求項
２に記載のように、上記可動部駆動用電極が、基体上に
複数設けられたものであり、各電極が異なる面積を有す
るものである。
【０００９】また、請求項３に記載のように、上記静電
型可動接点素子は、２つの上記可動部駆動用電極を有
し、この第１、第２の可動部駆動用電極の面積をＳ１、
Ｓ２とし、可動部駆動用電極への所定の印加電圧に対し
て上記支持梁の駆動に必要な可動部駆動用電極の面積を
ＳＶとしたとき、Ｓ１，Ｓ２＜ＳＶ＜Ｓ１＋Ｓ２となる
ように可動部駆動用電極の面積が設定されたものであ
り、第１、第２の可動部駆動用電極の両方に上記所定の
電圧を印加した場合にのみ上記接点の状態が変わるよう
にしたものである。また、請求項４に記載のように、上
記静電型可動接点素子は、２つの上記可動部駆動用電極
を有し、この第１、第２の可動部駆動用電極の面積をＳ
１、Ｓ２とし、可動部駆動用電極への所定の印加電圧に
対して上記支持梁の駆動に必要な可動部駆動用電極の面
積をＳＶとしたとき、ＳＶ＜Ｓ１，Ｓ２となるように可
動部駆動用電極の面積が設定されたものであり、第１、
第２の可動部駆動用電極の少なくとも一方に上記所定の
電圧を印加した場合に上記接点の状態が変わるようにし
たものである。また、請求項５に記載のように、上記静
電型可動接点素子は、可動部駆動用電極への所定の印加
電圧に対して上記支持梁の駆動に必要な可動部駆動用電
極の面積をＳＶとしたとき、上記所定の電圧が印加され
た可動部駆動用電極の面積の合計が面積ＳＶを超えた場
合のみ上記接点の状態が変わるように、各可動部駆動用
電極の面積及び個数が設定されたものである。
型可動接点素子は、２つの上記可動部駆動用電極を有
し、この第１、第２の可動部駆動用電極の面積をＳ１、
Ｓ２とし、可動部駆動用電極への所定の印加電圧に対し
て上記支持梁の駆動に必要な可動部駆動用電極の面積を
ＳＶとしたとき、Ｓ１，Ｓ２＜ＳＶ＜Ｓ１＋Ｓ２となる
ように可動部駆動用電極の面積が設定されたものであ
り、第１、第２の可動部駆動用電極の両方に上記所定の
電圧を印加した場合にのみ上記接点の状態が変わるよう
にしたものである。また、請求項４に記載のように、上
記静電型可動接点素子は、２つの上記可動部駆動用電極
を有し、この第１、第２の可動部駆動用電極の面積をＳ
１、Ｓ２とし、可動部駆動用電極への所定の印加電圧に
対して上記支持梁の駆動に必要な可動部駆動用電極の面
積をＳＶとしたとき、ＳＶ＜Ｓ１，Ｓ２となるように可
動部駆動用電極の面積が設定されたものであり、第１、
第２の可動部駆動用電極の少なくとも一方に上記所定の
電圧を印加した場合に上記接点の状態が変わるようにし
たものである。また、請求項５に記載のように、上記静
電型可動接点素子は、可動部駆動用電極への所定の印加
電圧に対して上記支持梁の駆動に必要な可動部駆動用電
極の面積をＳＶとしたとき、上記所定の電圧が印加され
た可動部駆動用電極の面積の合計が面積ＳＶを超えた場
合のみ上記接点の状態が変わるように、各可動部駆動用
電極の面積及び個数が設定されたものである。
【００１０】また、請求項６に記載のように、請求項５
記載の静電型可動接点素子のうち各可動部駆動用電極の
面積が同一である静電型可動接点素子を備えた複数入力
の論理演算装置において、入力信号が与えられた可動部
駆動用電極の数に応じて演算結果が出力されることを特
徴とするものである。また、請求項７に記載のように、
請求項５記載の静電型可動接点素子のうち各可動部駆動
用電極の面積が異なる静電型可動接点素子を備えた複数
入力の論理演算装置において、可動部駆動用電極に与え
られる各入力信号に対して各可動部駆動用電極の面積に
比例する重み関数をかけた演算結果が出力されることを
特徴とするものである。また、請求項８に記載のよう
に、ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＡＮＤ，ＮＯＲ等の論理演算を１
つの静電型可動接点素子で実現するものである。また、
請求項９に記載のように、多数決論理の演算を１つの静
電型可動接点素子で実現するものである。
記載の静電型可動接点素子のうち各可動部駆動用電極の
面積が同一である静電型可動接点素子を備えた複数入力
の論理演算装置において、入力信号が与えられた可動部
駆動用電極の数に応じて演算結果が出力されることを特
徴とするものである。また、請求項７に記載のように、
請求項５記載の静電型可動接点素子のうち各可動部駆動
用電極の面積が異なる静電型可動接点素子を備えた複数
入力の論理演算装置において、可動部駆動用電極に与え
られる各入力信号に対して各可動部駆動用電極の面積に
比例する重み関数をかけた演算結果が出力されることを
特徴とするものである。また、請求項８に記載のよう
に、ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＡＮＤ，ＮＯＲ等の論理演算を１
つの静電型可動接点素子で実現するものである。また、
請求項９に記載のように、多数決論理の演算を１つの静
電型可動接点素子で実現するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］次に、本発
明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。図１は、本発明の第１の実施の形態となる、ＡＮＤ
論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。本
実施の形態の静電型可動接点素子では、絶縁性基体１の
上に可動部駆動用電極２ａ，２ｂ及び固定コンタクト電
極３ａ，３ｂが設けられている。また、絶縁性基体１の
上に接続部１３が設けられ、接続部１３の上に支持梁７
が設けられている。
明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。図１は、本発明の第１の実施の形態となる、ＡＮＤ
論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。本
実施の形態の静電型可動接点素子では、絶縁性基体１の
上に可動部駆動用電極２ａ，２ｂ及び固定コンタクト電
極３ａ，３ｂが設けられている。また、絶縁性基体１の
上に接続部１３が設けられ、接続部１３の上に支持梁７
が設けられている。
【００１２】このように、一方が接続部１３を介して基
体１に固定された支持梁７の固定されていない他方の下
面には、微小空隙４を隔てて可動部駆動用電極２ａ，２
ｂと対向するように可動吸引電極５が設けられると共
に、微小空隙４を隔てて固定コンタクト電極３ａ，３ｂ
と対向するように可動コンタクト電極６が設けられてい
る。
体１に固定された支持梁７の固定されていない他方の下
面には、微小空隙４を隔てて可動部駆動用電極２ａ，２
ｂと対向するように可動吸引電極５が設けられると共
に、微小空隙４を隔てて固定コンタクト電極３ａ，３ｂ
と対向するように可動コンタクト電極６が設けられてい
る。
【００１３】可動部駆動用電極２ａ，２ｂは、入力端子
９ａ，９ｂにそれぞれ接続されている。固定コンタクト
電極３ａは、出力端子１０に接続されると共に抵抗１１
を介して接地され、固定コンタクト電極３ｂは、出力電
圧が５Ｖの直流電源１２に接続されている。また、接続
部１３は接地されている。
９ａ，９ｂにそれぞれ接続されている。固定コンタクト
電極３ａは、出力端子１０に接続されると共に抵抗１１
を介して接地され、固定コンタクト電極３ｂは、出力電
圧が５Ｖの直流電源１２に接続されている。また、接続
部１３は接地されている。
【００１４】なお、可動コンタクト電極６と支持梁７と
の間には絶縁膜８が形成されているため、可動コンタク
ト電極６は、支持梁７とは絶縁されている。また、可動
吸引電極５は支持梁７の下面に直接形成されているの
で、可動吸引電極５と支持梁７は導通しており、これに
より可動吸引電極５は、支持梁７、接続部１３を介して
接地されている。
の間には絶縁膜８が形成されているため、可動コンタク
ト電極６は、支持梁７とは絶縁されている。また、可動
吸引電極５は支持梁７の下面に直接形成されているの
で、可動吸引電極５と支持梁７は導通しており、これに
より可動吸引電極５は、支持梁７、接続部１３を介して
接地されている。
【００１５】本実施の形態では、可動吸引電極５、可動
部駆動用電極２ａ，２ｂ、支持梁７及び接続部１３をア
ルミニウムにより形成し、固定コンタクト電極３ａ，３
ｂ及び可動コンタクト電極６を金により形成した。各電
極の膜厚は、０．５μｍである。
部駆動用電極２ａ，２ｂ、支持梁７及び接続部１３をア
ルミニウムにより形成し、固定コンタクト電極３ａ，３
ｂ及び可動コンタクト電極６を金により形成した。各電
極の膜厚は、０．５μｍである。
【００１６】そして、可動コンタクト電極６の面積を６
μｍ×１４μｍ、固定コンタクト電極３ａ，３ｂの面積
を４μｍ×５μｍ、可動吸引電極５の面積を７μｍ×１
０μｍ、可動部駆動用電極２ａ，２ｂの面積を各々３μ
ｍ×１０μｍとした。以下、可動部駆動用電極２ａ，２
ｂの面積をそれぞれＳ１，Ｓ２とする。また、支持梁７
の幅を１０μｍ、長さを１５μｍ、厚さを０．５μｍと
した。
μｍ×１４μｍ、固定コンタクト電極３ａ，３ｂの面積
を４μｍ×５μｍ、可動吸引電極５の面積を７μｍ×１
０μｍ、可動部駆動用電極２ａ，２ｂの面積を各々３μ
ｍ×１０μｍとした。以下、可動部駆動用電極２ａ，２
ｂの面積をそれぞれＳ１，Ｓ２とする。また、支持梁７
の幅を１０μｍ、長さを１５μｍ、厚さを０．５μｍと
した。
【００１７】なお、静電引力の発生時に可動吸引電極５
と可動部駆動用電極２ａ，２ｂとが接触すると、静電引
力が消失してしまうので、静電引力が働いていないとき
の微小空隙４の厚さ方向（図１上下方向）の大きさは、
固定コンタクト電極３ａ，３ｂと可動コンタクト電極６
間よりも可動部駆動用電極２ａ，２ｂと可動吸引電極５
間の方が大きくなるように設定されている。
と可動部駆動用電極２ａ，２ｂとが接触すると、静電引
力が消失してしまうので、静電引力が働いていないとき
の微小空隙４の厚さ方向（図１上下方向）の大きさは、
固定コンタクト電極３ａ，３ｂと可動コンタクト電極６
間よりも可動部駆動用電極２ａ，２ｂと可動吸引電極５
間の方が大きくなるように設定されている。
【００１８】これにより、静電引力が生じて固定コンタ
クト電極３ａ，３ｂと可動コンタクト電極６とが接触し
ても、可動部駆動用電極２ａ，２ｂと可動吸引電極５は
接触しないようになっている。本実施の形態では、微小
空隙４の厚さ方向の大きさを、可動部駆動用電極２ａ，
２ｂと可動吸引電極５間において０．４μｍとしてい
る。
クト電極３ａ，３ｂと可動コンタクト電極６とが接触し
ても、可動部駆動用電極２ａ，２ｂと可動吸引電極５は
接触しないようになっている。本実施の形態では、微小
空隙４の厚さ方向の大きさを、可動部駆動用電極２ａ，
２ｂと可動吸引電極５間において０．４μｍとしてい
る。
【００１９】図２に、可動部駆動用電極の面積と可動部
を駆動するために必要な直流電圧との関係を示す。図２
から明らかなように、可動部駆動用電極に１５Ｖの直流
電圧を印加する場合、支持梁７をたわませるのに必要な
静電引力を得るための可動部駆動用電極の面積の合計Ｓ
Ｖは４０μｍ2 以上である。
を駆動するために必要な直流電圧との関係を示す。図２
から明らかなように、可動部駆動用電極に１５Ｖの直流
電圧を印加する場合、支持梁７をたわませるのに必要な
静電引力を得るための可動部駆動用電極の面積の合計Ｓ
Ｖは４０μｍ2 以上である。
【００２０】したがって、入力端子９ａ，９ｂの両方に
信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、可動部駆動用
電極２ａ，２ｂのうち電圧が印加される可動部駆動用電
極の総面積ＳＲはＳ１＋Ｓ２、すなわち６０μｍ2 とな
り、ＳＶ＜ＳＲとなるので、支持梁７をたわませるのに
十分な静電引力が可動部駆動用電極２ａ，２ｂと可動吸
引電極５との間に生じる。
信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、可動部駆動用
電極２ａ，２ｂのうち電圧が印加される可動部駆動用電
極の総面積ＳＲはＳ１＋Ｓ２、すなわち６０μｍ2 とな
り、ＳＶ＜ＳＲとなるので、支持梁７をたわませるのに
十分な静電引力が可動部駆動用電極２ａ，２ｂと可動吸
引電極５との間に生じる。
【００２１】この静電引力により可動吸引電極５が可動
部駆動用電極２ａ，２ｂの方に引き寄せられて支持梁７
がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極
３ａ，３ｂとが接触する。この結果、固定コンタクト電
極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続さ
れるので、直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０
に供給される。こうして、出力端子１０に出力される電
圧は５Ｖとなる。
部駆動用電極２ａ，２ｂの方に引き寄せられて支持梁７
がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極
３ａ，３ｂとが接触する。この結果、固定コンタクト電
極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続さ
れるので、直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０
に供給される。こうして、出力端子１０に出力される電
圧は５Ｖとなる。
【００２２】一方、入力端子９ａ，９ｂの何れか一方の
みに直流電圧１５Ｖを入力した場合、あるいは入力端子
９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、可
動部駆動用電極２ａ，２ｂのうち電圧が印加される可動
部駆動用電極の総面積ＳＲは０あるいは３０μｍ2 とな
り、ＳＲ＜ＳＶとなるので、支持梁７をたわませるのに
必要な静電引力が得られない。したがって、固定コンタ
クト電極３ａ−３ｂ間は導通しないので、出力端子１０
に出力される電圧は０Ｖとなる。
みに直流電圧１５Ｖを入力した場合、あるいは入力端子
９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、可
動部駆動用電極２ａ，２ｂのうち電圧が印加される可動
部駆動用電極の総面積ＳＲは０あるいは３０μｍ2 とな
り、ＳＲ＜ＳＶとなるので、支持梁７をたわませるのに
必要な静電引力が得られない。したがって、固定コンタ
クト電極３ａ−３ｂ間は導通しないので、出力端子１０
に出力される電圧は０Ｖとなる。
【００２３】以上のように、本実施の形態の静電型可動
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの両方に「１」を表す
「Ｈ」レベルの信号（本実施の形態では１５Ｖ）が入力
されると、「１」を表す「Ｈ」レベル（５Ｖ）を出力
し、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に「０」を表
す「Ｌ」レベルの信号（電圧を供給しないため０Ｖ）が
入力されると、「０」を表す「Ｌ」レベル（０Ｖ）を出
力する。こうして、１つの静電型可動接点素子により、
ＡＮＤ論理を実現することができる。
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの両方に「１」を表す
「Ｈ」レベルの信号（本実施の形態では１５Ｖ）が入力
されると、「１」を表す「Ｈ」レベル（５Ｖ）を出力
し、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に「０」を表
す「Ｌ」レベルの信号（電圧を供給しないため０Ｖ）が
入力されると、「０」を表す「Ｌ」レベル（０Ｖ）を出
力する。こうして、１つの静電型可動接点素子により、
ＡＮＤ論理を実現することができる。
【００２４】なお、本実施の形態では、可動吸引電極５
の面積を７μｍ×１０μｍ、可動部駆動用電極２ａ，２
ｂの面積を各々３μｍ×１０μｍとした。しかし、Ｓ
１，Ｓ２＜ＳＶ＜Ｓ１＋Ｓ２が成り立つように面積Ｓ
１，Ｓ２，ＳＶを設定すれば、他の大きさでも構わない
ことは言うまでもない。
の面積を７μｍ×１０μｍ、可動部駆動用電極２ａ，２
ｂの面積を各々３μｍ×１０μｍとした。しかし、Ｓ
１，Ｓ２＜ＳＶ＜Ｓ１＋Ｓ２が成り立つように面積Ｓ
１，Ｓ２，ＳＶを設定すれば、他の大きさでも構わない
ことは言うまでもない。
【００２５】また、本実施の形態では、可動吸引電極５
及び可動部駆動用電極２ａ，２ｂをアルミニウムにより
形成したが、導電体であれば他の材料であっても構わな
い。同様に、固定コンタクト電極３ａ，３ｂ及び可動コ
ンタクト電極６を金により形成したが、両者が接触した
際に導通が生じる導電体であれば他の材料を用いても構
わない。
及び可動部駆動用電極２ａ，２ｂをアルミニウムにより
形成したが、導電体であれば他の材料であっても構わな
い。同様に、固定コンタクト電極３ａ，３ｂ及び可動コ
ンタクト電極６を金により形成したが、両者が接触した
際に導通が生じる導電体であれば他の材料を用いても構
わない。
【００２６】また、支持梁７及び接続部１３をアルミニ
ウムにより形成したが、導電体あるいは絶縁体でも構わ
ない。ただし、支持梁７あるいは接続部１３に絶縁体を
用いた場合は、可動吸引電極５に電圧を印加できるよう
に配線を引き出す構造にする必要がある。
ウムにより形成したが、導電体あるいは絶縁体でも構わ
ない。ただし、支持梁７あるいは接続部１３に絶縁体を
用いた場合は、可動吸引電極５に電圧を印加できるよう
に配線を引き出す構造にする必要がある。
【００２７】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態を示す。図３は、本発明の第２の実施の形
態となる、ＮＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子
の断面図である。本実施の形態の静電型可動接点素子で
は、固定コンタクト電極３ｂは、出力端子１０に接続さ
れると共に抵抗１１を介して直流電源１２に接続され、
固定コンタクト電極３ａは、接地されている。その他の
構成は図１と同様である。
の実施の形態を示す。図３は、本発明の第２の実施の形
態となる、ＮＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子
の断面図である。本実施の形態の静電型可動接点素子で
は、固定コンタクト電極３ｂは、出力端子１０に接続さ
れると共に抵抗１１を介して直流電源１２に接続され、
固定コンタクト電極３ａは、接地されている。その他の
構成は図１と同様である。
【００２８】以上の構成で、入力端子９ａ，９ｂの両方
に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、第１の実施
の形態と同様に、静電引力により可動吸引電極５が可動
部駆動用電極２ａ，２ｂの方に引き寄せられて支持梁７
がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極
３ａ，３ｂとが接触する。この結果、固定コンタクト電
極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続さ
れるので、出力端子１０は固定コンタクト電極３ｂ、可
動コンタクト電極６、固定コンタクト電極３ａを介して
接地される。したがって、出力端子１０に出力される電
圧は０Ｖとなる。
に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、第１の実施
の形態と同様に、静電引力により可動吸引電極５が可動
部駆動用電極２ａ，２ｂの方に引き寄せられて支持梁７
がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極
３ａ，３ｂとが接触する。この結果、固定コンタクト電
極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続さ
れるので、出力端子１０は固定コンタクト電極３ｂ、可
動コンタクト電極６、固定コンタクト電極３ａを介して
接地される。したがって、出力端子１０に出力される電
圧は０Ｖとなる。
【００２９】一方、入力端子９ａ，９ｂの何れか一方の
みに直流電圧１５Ｖを入力した場合、あるいは入力端子
９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、支
持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られないた
め、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ間は導通しない。こ
の結果、抵抗１１を介して直流電源１２からの電圧５Ｖ
が出力端子１０に供給される。こうして、出力端子１０
に出力される電圧は５Ｖとなる。
みに直流電圧１５Ｖを入力した場合、あるいは入力端子
９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、支
持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られないた
め、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ間は導通しない。こ
の結果、抵抗１１を介して直流電源１２からの電圧５Ｖ
が出力端子１０に供給される。こうして、出力端子１０
に出力される電圧は５Ｖとなる。
【００３０】以上のように、本実施の形態の静電型可動
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの両方に「１」を表す
「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「０」を表す
「Ｌ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂの少なくと
も一方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力される
と、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力する。こうして、
１つの静電型可動接点素子により、ＮＡＮＤ論理を実現
することができる。
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの両方に「１」を表す
「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「０」を表す
「Ｌ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂの少なくと
も一方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力される
と、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力する。こうして、
１つの静電型可動接点素子により、ＮＡＮＤ論理を実現
することができる。
【００３１】［第３の実施の形態］次に、本発明の第３
の実施の形態を示す。図４は、本発明の第３の実施の形
態となる、ＯＲ論理を実現する静電型可動接点素子の断
面図である。本実施の形態の静電型可動接点素子では、
絶縁性基体１の上に可動部駆動用電極２ｃ，２ｄを設
け、この可動部駆動用電極２ｃ，２ｄを入力端子９ａ，
９ｂにそれぞれ接続しているが、可動部駆動用電極２
ｃ，２ｄの面積を各々５μｍ×１０μｍとしている。
の実施の形態を示す。図４は、本発明の第３の実施の形
態となる、ＯＲ論理を実現する静電型可動接点素子の断
面図である。本実施の形態の静電型可動接点素子では、
絶縁性基体１の上に可動部駆動用電極２ｃ，２ｄを設
け、この可動部駆動用電極２ｃ，２ｄを入力端子９ａ，
９ｂにそれぞれ接続しているが、可動部駆動用電極２
ｃ，２ｄの面積を各々５μｍ×１０μｍとしている。
【００３２】また、支持梁７の固定されていない方の下
面には、微小空隙４を隔てて可動部駆動用電極２ｃ，２
ｄと対向するように可動吸引電極５ａが設けられている
が、この可動吸引電極５ａの面積を１１μｍ×１０μｍ
としている。その他の構成は図１と同様である。本実施
の形態においても、可動部駆動用電極に１５Ｖの直流電
圧を印加する場合、支持梁７をたわませるのに必要な静
電引力を得るための可動部駆動用電極の面積の合計ＳＶ
は４０μｍ2 以上である。
面には、微小空隙４を隔てて可動部駆動用電極２ｃ，２
ｄと対向するように可動吸引電極５ａが設けられている
が、この可動吸引電極５ａの面積を１１μｍ×１０μｍ
としている。その他の構成は図１と同様である。本実施
の形態においても、可動部駆動用電極に１５Ｖの直流電
圧を印加する場合、支持梁７をたわませるのに必要な静
電引力を得るための可動部駆動用電極の面積の合計ＳＶ
は４０μｍ2 以上である。
【００３３】以上の構成で、入力端子９ａ，９ｂの少な
くとも一方に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、
可動部駆動用電極２ｃ，２ｄのうち電圧が印加される可
動部駆動用電極の総面積ＳＲは５０あるいは１００μｍ
2 となり、ＳＶ＜ＳＲとなるので、支持梁７をたわませ
るのに十分な静電引力が可動部駆動用電極２ｃ，２ｄと
可動吸引電極５ａとの間に生じる。
くとも一方に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、
可動部駆動用電極２ｃ，２ｄのうち電圧が印加される可
動部駆動用電極の総面積ＳＲは５０あるいは１００μｍ
2 となり、ＳＶ＜ＳＲとなるので、支持梁７をたわませ
るのに十分な静電引力が可動部駆動用電極２ｃ，２ｄと
可動吸引電極５ａとの間に生じる。
【００３４】この静電引力により可動吸引電極５ａが可
動部駆動用電極２ｃ，２ｄの方に引き寄せられて支持梁
７がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電
極３ａ，３ｂとが接触する。この結果、固定コンタクト
電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続
されるので、直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１
０に供給される。こうして、出力端子１０に出力される
電圧は５Ｖとなる。
動部駆動用電極２ｃ，２ｄの方に引き寄せられて支持梁
７がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電
極３ａ，３ｂとが接触する。この結果、固定コンタクト
電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接続
されるので、直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１
０に供給される。こうして、出力端子１０に出力される
電圧は５Ｖとなる。
【００３５】一方、入力端子９ａ，９ｂのどちらにも電
圧を入力しない場合には、電圧が印加される可動部駆動
用電極の総面積ＳＲは０となり、ＳＲ＜ＳＶとなるの
で、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られ
ない。したがって、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ間は
導通しないので、出力端子１０に出力される電圧は０Ｖ
となる。
圧を入力しない場合には、電圧が印加される可動部駆動
用電極の総面積ＳＲは０となり、ＳＲ＜ＳＶとなるの
で、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られ
ない。したがって、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ間は
導通しないので、出力端子１０に出力される電圧は０Ｖ
となる。
【００３６】以上のように、本実施の形態の静電型可動
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に
「１」を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、
「１」を表す「Ｈ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９
ｂの両方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力され
ると、「０」を表す「Ｌ」レベルを出力する。こうし
て、１つの静電型可動接点素子により、ＯＲ論理を実現
することができる。
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に
「１」を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、
「１」を表す「Ｈ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９
ｂの両方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力され
ると、「０」を表す「Ｌ」レベルを出力する。こうし
て、１つの静電型可動接点素子により、ＯＲ論理を実現
することができる。
【００３７】なお、本実施の形態では、可動吸引電極５
ａの面積を１１μｍ×１０μｍ、可動部駆動用電極２
ｃ，２ｄの面積を各々５μｍ×１０μｍとした。しか
し、可動部駆動用電極２ｃ，２ｄの面積をそれぞれＳ
３，Ｓ４としたとき、ＳＶ＜Ｓ３，Ｓ４が成り立つよう
にＳ３，Ｓ４，ＳＶを設定すれば、他の大きさでも構わ
ないことは言うまでもない。
ａの面積を１１μｍ×１０μｍ、可動部駆動用電極２
ｃ，２ｄの面積を各々５μｍ×１０μｍとした。しか
し、可動部駆動用電極２ｃ，２ｄの面積をそれぞれＳ
３，Ｓ４としたとき、ＳＶ＜Ｓ３，Ｓ４が成り立つよう
にＳ３，Ｓ４，ＳＶを設定すれば、他の大きさでも構わ
ないことは言うまでもない。
【００３８】［第４の実施の形態］次に、本発明の第４
の実施の形態を示す。図５は、本発明の第４の実施の形
態となる、ＮＯＲ論理を実現する静電型可動接点素子の
断面図である。本実施の形態の静電型可動接点素子で
は、固定コンタクト電極３ｂは、出力端子１０に接続さ
れると共に抵抗１１を介して直流電源１２に接続され、
固定コンタクト電極３ａは、接地されている。その他の
構成は図４と同様である。
の実施の形態を示す。図５は、本発明の第４の実施の形
態となる、ＮＯＲ論理を実現する静電型可動接点素子の
断面図である。本実施の形態の静電型可動接点素子で
は、固定コンタクト電極３ｂは、出力端子１０に接続さ
れると共に抵抗１１を介して直流電源１２に接続され、
固定コンタクト電極３ａは、接地されている。その他の
構成は図４と同様である。
【００３９】以上の構成で、入力端子９ａ，９ｂの少な
くとも一方に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、
第３の実施の形態と同様に、静電引力により可動吸引電
極５ａが可動部駆動用電極２ｃ，２ｄの方に引き寄せら
れて支持梁７がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コ
ンタクト電極３ａ，３ｂとが接触する。この結果、固定
コンタクト電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を
介して接続されるので、出力端子１０は固定コンタクト
電極３ｂ、可動コンタクト電極６、固定コンタクト電極
３ａを介して接地される。したがって、出力端子１０に
出力される電圧は０Ｖとなる。
くとも一方に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、
第３の実施の形態と同様に、静電引力により可動吸引電
極５ａが可動部駆動用電極２ｃ，２ｄの方に引き寄せら
れて支持梁７がたわみ、可動コンタクト電極６と固定コ
ンタクト電極３ａ，３ｂとが接触する。この結果、固定
コンタクト電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を
介して接続されるので、出力端子１０は固定コンタクト
電極３ｂ、可動コンタクト電極６、固定コンタクト電極
３ａを介して接地される。したがって、出力端子１０に
出力される電圧は０Ｖとなる。
【００４０】一方、入力端子９ａ，９ｂのどちらにも電
圧を入力しない場合には、支持梁７をたわませるのに必
要な静電引力が得られないため、固定コンタクト電極３
ａ−３ｂ間は導通しない。この結果、抵抗１１を介して
直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０に供給され
る。こうして、出力端子１０に出力される電圧は５Ｖと
なる。
圧を入力しない場合には、支持梁７をたわませるのに必
要な静電引力が得られないため、固定コンタクト電極３
ａ−３ｂ間は導通しない。この結果、抵抗１１を介して
直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０に供給され
る。こうして、出力端子１０に出力される電圧は５Ｖと
なる。
【００４１】以上のように、本実施の形態の静電型可動
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に
「１」を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、
「０」を表す「Ｌ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９
ｂの両方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力され
ると、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力する。こうし
て、１つの静電型可動接点素子により、ＮＯＲ論理を実
現することができる。
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの少なくとも一方に
「１」を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、
「０」を表す「Ｌ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９
ｂの両方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力され
ると、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力する。こうし
て、１つの静電型可動接点素子により、ＮＯＲ論理を実
現することができる。
【００４２】［第５の実施の形態］次に、本発明の第５
の実施の形態を示す。図６は、本発明の第５の実施の形
態となる、３値入力のＡＮＤ論理を実現する静電型可動
接点素子の断面図である。本実施の形態の静電型可動接
点素子では、絶縁性基体１の上に可動部駆動用電極２
ｅ，２ｆ，２ｇを設け、この可動部駆動用電極２ｅ，２
ｆ，２ｇを入力端子９ａ，９ｂ，９ｃにそれぞれ接続し
ており、可動部駆動用電極２ｅ，２ｆ，２ｇの面積Ｓ
５，Ｓ６，Ｓ７を各々１５μｍ2 としている。その他の
構成は図１と同様である。
の実施の形態を示す。図６は、本発明の第５の実施の形
態となる、３値入力のＡＮＤ論理を実現する静電型可動
接点素子の断面図である。本実施の形態の静電型可動接
点素子では、絶縁性基体１の上に可動部駆動用電極２
ｅ，２ｆ，２ｇを設け、この可動部駆動用電極２ｅ，２
ｆ，２ｇを入力端子９ａ，９ｂ，９ｃにそれぞれ接続し
ており、可動部駆動用電極２ｅ，２ｆ，２ｇの面積Ｓ
５，Ｓ６，Ｓ７を各々１５μｍ2 としている。その他の
構成は図１と同様である。
【００４３】以上の構成で、入力端子９ａ，９ｂ，９ｃ
の全てに信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、電圧
が印加される可動部駆動用電極の総面積ＳＲはＳ５＋Ｓ
６＋Ｓ７、すなわち４５μｍ2 となり、ＳＶ＜ＳＲとな
るので、支持梁７をたわませるのに十分な静電引力が可
動部駆動用電極２ｅ，２ｆ，２ｇと可動吸引電極５との
間に生じる。
の全てに信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、電圧
が印加される可動部駆動用電極の総面積ＳＲはＳ５＋Ｓ
６＋Ｓ７、すなわち４５μｍ2 となり、ＳＶ＜ＳＲとな
るので、支持梁７をたわませるのに十分な静電引力が可
動部駆動用電極２ｅ，２ｆ，２ｇと可動吸引電極５との
間に生じる。
【００４４】この静電引力により支持梁７がたわみ、可
動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，３ｂと
が接触する。この結果、固定コンタクト電極３ａと３ｂ
は、可動コンタクト電極６を介して接続されるので、直
流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０に供給され
る。こうして、出力端子１０に出力される電圧は５Ｖと
なる。
動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，３ｂと
が接触する。この結果、固定コンタクト電極３ａと３ｂ
は、可動コンタクト電極６を介して接続されるので、直
流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子１０に供給され
る。こうして、出力端子１０に出力される電圧は５Ｖと
なる。
【００４５】一方、入力端子９ａ，９ｂ，９ｃの少なく
とも１つに電圧を入力しない場合には、ＳＲ＜ＳＶとな
るので、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得
られない。したがって、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ
間は導通しないので、出力端子１０に出力される電圧は
０Ｖとなる。
とも１つに電圧を入力しない場合には、ＳＲ＜ＳＶとな
るので、支持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得
られない。したがって、固定コンタクト電極３ａ−３ｂ
間は導通しないので、出力端子１０に出力される電圧は
０Ｖとなる。
【００４６】以上のように、本実施の形態の静電型可動
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂ，９ｃの全てに「１」
を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「１」を表
す「Ｈ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂ，９ｃの
少なくとも１つに「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入
力されると、「０」を表す「Ｌ」レベルを出力する。こ
うして、１つの静電型可動接点素子により、３値入力の
ＡＮＤ論理を実現することができる。
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂ，９ｃの全てに「１」
を表す「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「１」を表
す「Ｈ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂ，９ｃの
少なくとも１つに「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入
力されると、「０」を表す「Ｌ」レベルを出力する。こ
うして、１つの静電型可動接点素子により、３値入力の
ＡＮＤ論理を実現することができる。
【００４７】なお、本実施の形態では、３値入力のＡＮ
Ｄ論理を実現する例を示した。しかし、可動部駆動用電
極２ｅ，２ｆ，２ｇの面積Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７を各々５０
μｍ2 とすると、３値入力のＯＲ論理を実現できること
は言うまでもない。また、目的とするＳＲとＳＶの関係
を選択することにより、３値以上の入力に対しての論理
演算も可能である。
Ｄ論理を実現する例を示した。しかし、可動部駆動用電
極２ｅ，２ｆ，２ｇの面積Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７を各々５０
μｍ2 とすると、３値入力のＯＲ論理を実現できること
は言うまでもない。また、目的とするＳＲとＳＶの関係
を選択することにより、３値以上の入力に対しての論理
演算も可能である。
【００４８】［第６の実施の形態］次に、本発明の第６
の実施の形態を示す。図７は、本発明の第６の実施の形
態となる、ＮＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子
の断面図である。本実施の形態の静電型可動接点素子で
は、絶縁性基体１の上に導電体からなる接続部１４ａ，
１４ｂが設けられ、接続部１４ａ，１４ｂの上に導電体
からなるコンタクト電極支持部１５ａ，１５ｂがそれぞ
れ設けられている。このコンタクト電極支持部１５ａ，
１５ｂによって固定コンタクト電極３ａ，３ｂが支えら
れている。
の実施の形態を示す。図７は、本発明の第６の実施の形
態となる、ＮＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子
の断面図である。本実施の形態の静電型可動接点素子で
は、絶縁性基体１の上に導電体からなる接続部１４ａ，
１４ｂが設けられ、接続部１４ａ，１４ｂの上に導電体
からなるコンタクト電極支持部１５ａ，１５ｂがそれぞ
れ設けられている。このコンタクト電極支持部１５ａ，
１５ｂによって固定コンタクト電極３ａ，３ｂが支えら
れている。
【００４９】また、一方が接続部１３を介して基体１に
固定された支持梁７の固定されていない他方の上面には
絶縁膜８ａが形成され、絶縁膜８ａの上に可動コンタク
ト電極６ａが形成されている。接続部１４ａは出力端子
１０に接続されると共に抵抗１１を介して接地され、接
続部１４ｂは直流電源１２に接続されている。
固定された支持梁７の固定されていない他方の上面には
絶縁膜８ａが形成され、絶縁膜８ａの上に可動コンタク
ト電極６ａが形成されている。接続部１４ａは出力端子
１０に接続されると共に抵抗１１を介して接地され、接
続部１４ｂは直流電源１２に接続されている。
【００５０】したがって、固定コンタクト電極３ａは、
コンタクト電極支持部１５ａ、接続部１４ａを介して出
力端子１０及び抵抗１１に接続され、固定コンタクト電
極３ｂは、コンタクト電極支持部１５ｂ、接続部１４ｂ
を介して直流電源１２に接続される。本実施の形態で
は、第１〜第５の実施の形態がＮＯ（Normally Open ）
の接点を提供するのに対し、ＮＣ（Normally Close）の
接点を提供する。つまり、可動コンタクト電極６は、通
常、固定コンタクト電極３ａ，３ｂと接触している。
コンタクト電極支持部１５ａ、接続部１４ａを介して出
力端子１０及び抵抗１１に接続され、固定コンタクト電
極３ｂは、コンタクト電極支持部１５ｂ、接続部１４ｂ
を介して直流電源１２に接続される。本実施の形態で
は、第１〜第５の実施の形態がＮＯ（Normally Open ）
の接点を提供するのに対し、ＮＣ（Normally Close）の
接点を提供する。つまり、可動コンタクト電極６は、通
常、固定コンタクト電極３ａ，３ｂと接触している。
【００５１】以上の構成で、入力端子９ａ，９ｂの両方
に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、第１の実施
の形態と同様に、静電引力により可動吸引電極５が可動
部駆動用電極２ａ，２ｂの方に引き寄せられて支持梁７
がたわむ。この結果、可動コンタクト電極６と固定コン
タクト電極３ａ，３ｂとが離れるので、出力端子１０は
抵抗１１を介して接地される。したがって、出力端子１
０に出力される電圧は０Ｖとなる。
に信号として直流電圧１５Ｖを入力すると、第１の実施
の形態と同様に、静電引力により可動吸引電極５が可動
部駆動用電極２ａ，２ｂの方に引き寄せられて支持梁７
がたわむ。この結果、可動コンタクト電極６と固定コン
タクト電極３ａ，３ｂとが離れるので、出力端子１０は
抵抗１１を介して接地される。したがって、出力端子１
０に出力される電圧は０Ｖとなる。
【００５２】一方、入力端子９ａ，９ｂの何れか一方の
みに直流電圧１５Ｖを入力した場合、あるいは入力端子
９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、支
持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られないた
め、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，
３ｂとは接触したままである。この結果、固定コンタク
ト電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接
続されるので、直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子
１０に供給される。こうして、出力端子１０に出力され
る電圧は５Ｖとなる。
みに直流電圧１５Ｖを入力した場合、あるいは入力端子
９ａ，９ｂのどちらにも電圧を入力しない場合には、支
持梁７をたわませるのに必要な静電引力が得られないた
め、可動コンタクト電極６と固定コンタクト電極３ａ，
３ｂとは接触したままである。この結果、固定コンタク
ト電極３ａと３ｂは、可動コンタクト電極６を介して接
続されるので、直流電源１２からの電圧５Ｖが出力端子
１０に供給される。こうして、出力端子１０に出力され
る電圧は５Ｖとなる。
【００５３】以上のように、本実施の形態の静電型可動
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの両方に「１」を表す
「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「０」を表す
「Ｌ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂの少なくと
も一方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力される
と、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力する。こうして、
１つの静電型可動接点素子により、ＮＡＮＤ論理を実現
することができる。
接点素子は、入力端子９ａ，９ｂの両方に「１」を表す
「Ｈ」レベルの信号が入力されると、「０」を表す
「Ｌ」レベルを出力し、入力端子９ａ，９ｂの少なくと
も一方に「０」を表す「Ｌ」レベルの信号が入力される
と、「１」を表す「Ｈ」レベルを出力する。こうして、
１つの静電型可動接点素子により、ＮＡＮＤ論理を実現
することができる。
【００５４】なお、以上の実施の形態では、ＡＮＤやＯ
Ｒ等の基本論理演算を実現してきたが、本発明の静電型
可動接点素子を使用すれば、多数決論理などその他の論
理演算を実現できることは言うまでもない。また、各可
動部駆動用電極を全て同じ面積としたが、各可動部駆動
用電極の面積を変えることにより各入力信号に重み関数
をかけた入力に対する論理演算を行う論理演算装置を実
現することが可能であることは言うまでもない。
Ｒ等の基本論理演算を実現してきたが、本発明の静電型
可動接点素子を使用すれば、多数決論理などその他の論
理演算を実現できることは言うまでもない。また、各可
動部駆動用電極を全て同じ面積としたが、各可動部駆動
用電極の面積を変えることにより各入力信号に重み関数
をかけた入力に対する論理演算を行う論理演算装置を実
現することが可能であることは言うまでもない。
【００５５】ところで、上述の実施の形態では、断面図
で説明する都合上、各電極や支持梁等を横一列に並べた
が、これらは２次元平面上で考えればより自由な配置が
可能であることは言うまでもない。また、以上の実施の
形態では、支持梁７の片側だけを基体１に固定している
が、両側を固定した梁構造でも良いことは言うまでもな
い。そして、支持梁７の本数も一方向に一本とは限ら
ず、複数本の梁を用いるようにしても良い。
で説明する都合上、各電極や支持梁等を横一列に並べた
が、これらは２次元平面上で考えればより自由な配置が
可能であることは言うまでもない。また、以上の実施の
形態では、支持梁７の片側だけを基体１に固定している
が、両側を固定した梁構造でも良いことは言うまでもな
い。そして、支持梁７の本数も一方向に一本とは限ら
ず、複数本の梁を用いるようにしても良い。
【００５６】また、上述の全ての実施の形態では、可動
部を駆動するための所定の電圧を１５Ｖとしたが、電圧
を印加する電極の数によって接点の開閉を制御できる電
圧、あるいはスイッチの構造であれば、他の電圧でも良
い。また、対向する電極間に電圧を印加して可動部を有
する電極を引き寄せることにより、接点の開閉を行う形
態の静電型可動接点素子であれば、他の構造であっても
構わないことは言うまでもない。
部を駆動するための所定の電圧を１５Ｖとしたが、電圧
を印加する電極の数によって接点の開閉を制御できる電
圧、あるいはスイッチの構造であれば、他の電圧でも良
い。また、対向する電極間に電圧を印加して可動部を有
する電極を引き寄せることにより、接点の開閉を行う形
態の静電型可動接点素子であれば、他の構造であっても
構わないことは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば、１つの静電型可動接点
素子によりＮＡＮＤやＮＯＲ等の複数入力の論理演算を
実現することができる。その結果、本発明によれば以下
の効果が得られる。 （１）１つの静電型可動接点素子によりＮＡＮＤやＮＯ
Ｒ等の複数入力の論理演算が実現可能なため、基板上で
の素子の占有面積を縮小できる。 （２）入力端子を３つ以上にすることが可能なため、Ａ
・Ｂ・ＣやＡ＋Ｂ＋Ｃ等、３つ以上の入力に対するＮＡ
ＮＤやＮＯＲ等の論理演算を１つの静電型可動接点素子
で実現することができる。
素子によりＮＡＮＤやＮＯＲ等の複数入力の論理演算を
実現することができる。その結果、本発明によれば以下
の効果が得られる。 （１）１つの静電型可動接点素子によりＮＡＮＤやＮＯ
Ｒ等の複数入力の論理演算が実現可能なため、基板上で
の素子の占有面積を縮小できる。 （２）入力端子を３つ以上にすることが可能なため、Ａ
・Ｂ・ＣやＡ＋Ｂ＋Ｃ等、３つ以上の入力に対するＮＡ
ＮＤやＮＯＲ等の論理演算を１つの静電型可動接点素子
で実現することができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態となる、ＡＮＤ論
理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図２】 可動部駆動用電極の面積と可動部を駆動する
ために必要な直流電圧との関係を示す図である。
ために必要な直流電圧との関係を示す図である。
【図３】 本発明の第２の実施の形態となる、ＮＡＮＤ
論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図４】 本発明の第３の実施の形態となる、ＯＲ論理
を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図５】 本発明の第４の実施の形態となる、ＮＯＲ論
理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図６】 本発明の第５の実施の形態となる、３値入力
のＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図で
ある。
のＡＮＤ論理を実現する静電型可動接点素子の断面図で
ある。
【図７】 本発明の第６の実施の形態となる、ＮＡＮＤ
論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
論理を実現する静電型可動接点素子の断面図である。
【図８】 従来の静電型可動接点素子の断面図である。
【図９】 図８の静電型可動接点素子を使用したＮＡＮ
Ｄ及びＮＯＲの論理回路の回路図である。
Ｄ及びＮＯＲの論理回路の回路図である。
【符号の説明】 １…絶縁性基体、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２
ｆ、２ｇ…可動部駆動用電極、３ａ、３ｂ…固定コンタ
クト電極、４…微小空隙、５、５ａ…可動吸引電極、
６、６ａ…可動コンタクト電極、７…支持梁、８、８ａ
…絶縁膜、９ａ、９ｂ、９ｃ…入力端子、１０…出力端
子、１１…抵抗、１２…直流電源、１３、１４ａ，１４
ｂ…接続部、１５ａ、１５ｂ…コンタクト電極支持部。
ｆ、２ｇ…可動部駆動用電極、３ａ、３ｂ…固定コンタ
クト電極、４…微小空隙、５、５ａ…可動吸引電極、
６、６ａ…可動コンタクト電極、７…支持梁、８、８ａ
…絶縁膜、９ａ、９ｂ、９ｃ…入力端子、１０…出力端
子、１１…抵抗、１２…直流電源、１３、１４ａ，１４
ｂ…接続部、１５ａ、１５ｂ…コンタクト電極支持部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久良木 憶 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 基体に設けられた可動部駆動用電極と、 基体に設けられた固定接点となる固定コンタクト電極
と、 基体に一部が固定された支持梁と、 可動部駆動用電極と対向するように支持梁に設けられた
可動吸引電極と、 固定コンタクト電極と対向するように支持梁に設けられ
た可動接点となる可動コンタクト電極とを備え、可動部
駆動用電極と可動吸引電極間の静電引力により支持梁を
動かして固定コンタクト電極と可動コンタクト電極とか
らなる接点を開閉する静電型可動接点素子であって、 前記可動部駆動用電極は、基体上に複数設けられたもの
であり、各電極が同一の面積を有するものであることを
特徴とする静電型可動接点素子。 - 【請求項２】 基体に設けられた可動部駆動用電極と、 基体に設けられた固定接点となる固定コンタクト電極
と、 基体に一部が固定された支持梁と、 可動部駆動用電極と対向するように支持梁に設けられた
可動吸引電極と、 固定コンタクト電極と対向するように支持梁に設けられ
た可動接点となる可動コンタクト電極とを備え、可動部
駆動用電極と可動吸引電極間の静電引力により支持梁を
動かして固定コンタクト電極と可動コンタクト電極とか
らなる接点を開閉する静電型可動接点素子であって、 前記可動部駆動用電極は、基体上に複数設けられたもの
であり、各電極が異なる面積を有するものであることを
特徴とする静電型可動接点素子。 - 【請求項３】 請求項１において、 前記静電型可動接点素子は、２つの前記可動部駆動用電
極を有し、この第１、第２の可動部駆動用電極の面積を
Ｓ１、Ｓ２とし、可動部駆動用電極への所定の印加電圧
に対して前記支持梁の駆動に必要な可動部駆動用電極の
面積をＳＶとしたとき、Ｓ１，Ｓ２＜ＳＶ＜Ｓ１＋Ｓ２
となるように可動部駆動用電極の面積が設定されたもの
であり、第１、第２の可動部駆動用電極の両方に前記所
定の電圧を印加した場合にのみ前記接点の状態が変わる
ようにしたことを特徴とする静電型可動接点素子。 - 【請求項４】 請求項１において、 前記静電型可動接点素子は、２つの前記可動部駆動用電
極を有し、この第１、第２の可動部駆動用電極の面積を
Ｓ１、Ｓ２とし、可動部駆動用電極への所定の印加電圧
に対して前記支持梁の駆動に必要な可動部駆動用電極の
面積をＳＶとしたとき、ＳＶ＜Ｓ１，Ｓ２となるように
可動部駆動用電極の面積が設定されたものであり、第
１、第２の可動部駆動用電極の少なくとも一方に前記所
定の電圧を印加した場合に前記接点の状態が変わるよう
にしたことを特徴とする静電型可動接点素子。 - 【請求項５】 請求項１あるいは請求項２において、 前記静電型可動接点素子は、可動部駆動用電極への所定
の印加電圧に対して前記支持梁の駆動に必要な可動部駆
動用電極の面積をＳＶとしたとき、前記所定の電圧が印
加された可動部駆動用電極の面積の合計が面積ＳＶを超
えた場合のみ前記接点の状態が変わるように、各可動部
駆動用電極の面積及び個数が設定されたものであること
を特徴とする静電型可動接点素子。 - 【請求項６】 請求項５記載の静電型可動接点素子のう
ち各可動部駆動用電極の面積が同一である静電型可動接
点素子を備えた複数入力の論理演算装置において、 入力信号が与えられた可動部駆動用電極の数に応じて演
算結果が出力されることを特徴とする論理演算装置。 - 【請求項７】 請求項５記載の静電型可動接点素子のう
ち各可動部駆動用電極の面積が異なる静電型可動接点素
子を備えた複数入力の論理演算装置において、 可動部駆動用電極に与えられる各入力信号に対して各可
動部駆動用電極の面積に比例する重み関数をかけた演算
結果が出力されることを特徴とする論理演算装置。 - 【請求項８】 請求項５記載の静電型可動接点素子を備
えた複数入力の論理演算装置において、 ＡＮＤ，ＯＲ，ＮＡＮＤ，ＮＯＲ等の論理演算を１つの
静電型可動接点素子で実現することを特徴とする論理演
算装置。 - 【請求項９】 請求項５記載の静電型可動接点素子を備
えた複数入力の論理演算装置において、 多数決論理の演算を１つの静電型可動接点素子で実現す
ることを特徴とする論理演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00843698A JP3725688B2 (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 論理演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00843698A JP3725688B2 (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 論理演算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11204013A true JPH11204013A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3725688B2 JP3725688B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=11693086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00843698A Expired - Fee Related JP3725688B2 (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 論理演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3725688B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6875936B1 (en) | 1998-12-22 | 2005-04-05 | Nec Corporation | Micromachine switch and its production method |
| JP2005109071A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Hitachi Ltd | Ｍｅｍｓスイッチを有する半導体装置 |
| KR100717870B1 (ko) | 2005-11-04 | 2007-05-14 | 한국과학기술원 | 기계적인 스위치를 이용한 논리 회로 |
| JP2013508894A (ja) * | 2009-10-15 | 2013-03-07 | アルテラ コーポレイション | 構成可能なマルチゲートスイッチ回路 |
-
1998
- 1998-01-20 JP JP00843698A patent/JP3725688B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6875936B1 (en) | 1998-12-22 | 2005-04-05 | Nec Corporation | Micromachine switch and its production method |
| JP2005109071A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Hitachi Ltd | Ｍｅｍｓスイッチを有する半導体装置 |
| KR100717870B1 (ko) | 2005-11-04 | 2007-05-14 | 한국과학기술원 | 기계적인 스위치를 이용한 논리 회로 |
| JP2013508894A (ja) * | 2009-10-15 | 2013-03-07 | アルテラ コーポレイション | 構成可能なマルチゲートスイッチ回路 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3725688B2 (ja) | 2005-12-14 |
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