振荡器包括：被构建为使得电介质被插入第一和第二导体之间并且使得第一和第二导体与共振隧道二极管电连接的共振器部分；被构建为使得电介质被插入第一和第二导体之间的电容器部分；被配置为相互并联地电连接共振器部分和电容器部分的线路部分；和被配置为相互电连接第一和第二导体的电阻器部分。共振器部分的第一位置和电容器部分的第二位置通过线路部分相互连接，使得第一位置和第二位置在比在共振器部分中共振的电磁波的波长大的波长范围中在电气上基本相互等价。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含产生电磁波的共振隧道二极管(resonant tunneling diode, RTD)的振荡器。
技术介绍
共振隧道二极管(RTD)是产生在30GHz 30THz的频率范围中的电磁波(在本说明书中被称为太赫兹波)的电流注入型的太赫兹振荡器的例子。RTD能够使用基于半导体量子阱结构中的子带之间的电子跃迁的电磁波增益在室温产生太赫兹波。专利文献1(日本专利公开No. 2007-124250)公开了通过在半导体基板上堆积 (accumulate)由双势垒(double-barrier)RTD构成的活性层和平面狭缝天线共振器而形成的太赫兹振荡器。该振荡器在RTD的电流-电压(I-V)特性中的微分负阻(negative differential resistance)的范围中通过受激发射(stimulated emission)而产生电磁波。对于包含所述RTD的太赫兹振荡器，公知的是发生偏压电路中的寄生振荡。所述寄生振荡是在太赫兹频带(frequency band)中除了由共振器的结构所确定的希望的共振频率以外的频率处的振荡。因此，寄生振荡导致希望的共振频率处的振荡输出的减少。因此，非专利文献 1 (IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Vol. 5, No. 7, July 1995,pp 219-221)公开了在偏压电源和RTD之间布置稳定化电路的方法。所述稳定化电路包括与RTD并联地布置的电阻器和电容器，并且用于减少共振频率以外的所有频率处的共振电路的阻抗。所述稳定化电路位于与RTD相距λ/4(λ是与太赫兹频率范围中的希望的共振频率对应的波长)之内的位置。专利文献1还公开了包括具有铋(bismuth)电阻器的结构的并联电阻器和具有金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal，MIM)分层结构的并联电容器的稳定化电路。 这些部件与RTD和狭缝天线共振器一起被集成在同一基板上，以产生太赫兹频率范围中的振荡。专利文献2 (日本专利公开No. 2006-101495)公开了在同一基板上集成RTD和微带共振器(包含两个导体和插入两个导体间的电介质的共振器)的太赫兹振荡器。引文列表专利文献专利文献1 日本专利公开No. 2007-124250专利文献2 日本专利公开No. 2006-101495非专利文献非专利文献 1:IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Vol. 5, No. 7, July 1995，pp 219-221
技术实现思路
此外，在专利文献2中公开的太赫兹振荡器中，可以设置在非专利文献1中公开的包含并联电阻器和并联电容器的稳定化电路以抑制寄生振荡。但是，根据专利文献2，如果稳定化电路直接位于与RTD相距λ /4的位置内，那么共振器的结构将被改变。因此，存在振荡输出水平(level)将被减小的风险。另外，还存在辐射电磁波的图案将被干扰(disturb)的风险。鉴于上述问题，本专利技术提供这样的太赫兹振荡器在该太赫兹振荡器中，集成了 RTD和诸如微带的共振器，并且该太赫兹振荡器可产生太赫兹频率范围中的稳定振荡。根据本专利技术的实施例，一种用于使电磁波振荡的振荡器包括共振器部分，包含共振隧道二极管、与共振隧道二极管接触的电介质以及第一和第二导体，该共振器部分被构建为使得电介质被插入第一和第二导体之间并且使得第一和第二导体与共振隧道二极管电连接；电容器部分，被构建为使得电介质被插入第一和第二导体之间；线路部分，被配置为使得共振器部分和电容器部分相互并联地电连接；以及电阻器部分，被配置为使得第一和第二导体相互电连接。共振器部分的第一位置和电容器部分的第二位置通过线路部分而相互连接，使得第一位置和第二位置在比在共振器部分中共振的电磁波的波长大的波长范围中在电气上基本相互等价。根据本专利技术的另一实施例，一种用于使太赫兹波振荡的振荡元件包括共振器部分，包含通过子带之间的载流子跃迁(carrier transition)而产生太赫兹波的活性层、与活性层电接触的第一和第二导体、以及被插入第一和第二导体之间并且与活性层接触的电介质；电容器部分，被构建为使得电介质被插入第一和第二导体之间；线路部分，被配置为使得共振器部分和电容器部分相互并联地电连接；以及电阻器部分，被配置为使得第一和第二导体相互电连接。共振器部分的第一位置和电容器部分的第二位置通过线路部分而相互连接，使得第一位置和第二位置在比在共振器部分中共振的电磁波的波长大的波长范围中在电气上基本相互等价。如上所述，在根据本专利技术的振荡器中，共振器部分的第一位置和电容器部分的第二位置通过线路部分而相互连接。所述连接被设置为使得第一和第二位置在比在共振器部分中共振的电磁波的波长大的波长范围中在电气上基本相互等价。该结构与在共振器部分上直接布置稳定化电路的结构基本上等价。因此，可以在比共振波长大的波长范围中(在比共振频率低的频率范围中)抑制寄生振荡。因此，可以提高太赫兹频率范围中的振荡输出的稳定性。附图说明图IA是根据实施例的振荡器的截面图。图IB是示出与根据实施例的振荡器等价的电路的示意图。图IC是示出根据另一实施例的振荡器的结构的示意图。图2A是示出第一例子的外示图(external view)。图2B是沿线IIB-IIV切取的图2A的截面图。图3A是示出导纳(admittance)分析的例子的曲线图。图;3B是示出导纳分析的结果的例子的另一曲线图。图4A是示出根据第一例子的振荡器的变更例的外示图。5图4B是示出根据第一例子的振荡器的另一变更例的外示图。图5A是示出根据第二例子的振荡器的示意图。图5B是沿线VB-VB切取的图5A的截面图。图6A是示出根据第一例子的振荡器的另一变更例的示意图。图6B是示出根据第一例子的振荡器的另一变更例的示意图。具体实施例方式将参照图IA IC来描述根据实施例的振荡器。图IA是根据实施例的振荡器的截面图。图IB是示出与根据实施例的振荡器等价的电路的示意图。图IC是示出根据另一实施例的振荡器的结构的示意图。根据本专利技术的振荡器(或振荡元件)的结构不限于以下描述的结构。振荡器包括共振器部分12。共振器部分12被构建如下。共振器部分12包含用于产生电磁波的共振隧道二极管(RTD) 11。根据本专利技术，作为RTD的替代，当然可以使用诸如Gurm 二极管的负阻(negative resistance)器件作为产生电磁波(特别是太赫兹波)的活性层。作为替代方案，根据本专利技术，可以使用通过子带之间的载流子跃迁而产生电磁波的活性层(例如，量子级联激光器(quantum cascade lasers))作为产生电磁波(特别是太赫兹波)的活性层。共振器部分12还包含电介质14，该电介质14与共振隧道二极管(RTD) 11接触。共振器部分12具有电介质14被插入第一导体16和第二导体17之间的结构。第一导体16和第二导体17与共振隧道二极管(RTD) 11电连接。如后面将参照图IC 详细描述的那样，共振器部分12可被构建为使得第一电介质108被插入第一电极106和第二电极107之间。RTD 11在其电流-电压特性中具有微分负阻。被插入第一导体16和第本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于使电磁波振荡的振荡器，包括：共振器部分，包含共振隧道二极管、与共振隧道二极管接触的电介质、以及第一导体和第二导体，所述共振器部分被构建为使得所述电介质被插入第一导体和第二导体之间并且使得第一导体和第二导体与共振隧道二极管电连接；电容器部分，被构建为使得所述电介质被插入第一导体和第二导体之间；线路部分，被配置为使所述共振器部分和所述电容器部分相互并联地电连接；以及电阻器部分，被配置为使得第一导体和第二导体相互电连接；其中，所述共振器部分的第一位置和所述电容器部分的第二位置通过所述线路部分而相互连接，使得所述第一位置和所述第二位置在比在所述共振器部分中共振的电磁波的波长大的波长范围中在电气上基本相互等价。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：小山泰史，关口亮太，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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