本发明专利技术提供电压控制可变电容和电压控制振荡器。该电压控制可变电容能够形成在集成电路上，电容可变比率大且Q值高，在构成VCO时能够实现直线性高的控制电压与振荡频率的关系。该电压控制可变电容包括：使下部电极共通连接的多个MOS型电容元件(CM1～CMn)；一端与该多个MOS型电容元件的上部电极连接，另一端共通连接的多个的非电压可变型电容(C1～Cn)；和对这些MOS型电容元件和非电压可变型电容的连接点分别施加不同的固定偏置电压的部件(VB1～VBn和电阻)，其中，对共通连接有上述多个MOS型电容的下部电极施加控制电压。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电容根据控制电压变化的电压控制可变电容和使用它的电压控制振荡器。
技术介绍
作为能够在半导体集成电路中使用的电压控制可变电容，已知变容二极管和MOS 型电容元件这两种。在半导体集成电路中能够实现的变容二极管，如图12所示电容值的可 变比率(最少电容值与最大电容值的比率)较小，在使用于电压控制型振荡电路等中时，存 在不能够得到较大的频率可变幅度的问题。VCXO(Voltage Controlled Crystal Oscillator，电压控制晶体振荡器)等电压 控制振荡器，具有利用从外部施加的控制电压，使接入振荡电路的电容值可变，由此控制其 振荡频率的功能。作为该可变电容元件一般使用变容二极管，但是在集成电路中能够实现 的变容二极管的最小电容值与最大电容值的比率只为2倍左右，较小。这是由于在用于形 成集成电路的工艺中不能够实现浓度梯度急剧变化的PN结。另一方面，作为在集成电路中能够实现的电容可变宽度较大的电压可变型电容， 已知MOS型的电容。MOS型的电压可变型电容能够实现为变容二极管(PN结二极管)的可 变幅度的近两倍的可变幅度。但是，MOS型的电压可变型电容在MOS型晶体管的阈值(Vt) 附近的电压(约0. 5V)处电容值急剧变化，因此电容值由于包含在控制电压中的噪声成分 而容易受到调制，结果存在使电压控制型振荡器的相位噪声劣化，而且导致控制电压与振 荡频率的关系的直线性变差的问题。于是，在专利文献1中提出了下述可变电容在将MOS型晶体管的源极、漏极短路 的MOS型电容元件的栅极侧连接电容器，并联连接这样形成的MOS型电容元件和电容器的 串联电路，对上述源极、漏极的短路部分施加控制电压，并且对MOS型电容元件与电容器之 间施加偏置电压。该可变电容中，偏置电压的大小在各串联电路之间相互不同，因此当使控 制电压依次变大时，各MOS型电容元件的栅极、源极(漏极)间的电压依次超过阈值，MOS型 电容元件的电容值减少。由此，虽然电容的可变比率较大，但是在反转层形成的寄生电阻与 电容串联地插入，因此存在可变电容的Q值低的问题。专利文献1 日本特开2005-64691 图10
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电压可变型电容，其电容值的可变比率(最小电容值 与最大电容值的比率)大，在例如构成电压控制振荡器时能够实现直线性高的控制电压与 振荡频率的关系，并且Q值高。本专利技术的另一目的在于提供一种电压控制振荡器，其能够得 到直线性高的控制电压与振荡频率的关系，而且振荡频率的调整幅度大。本专利技术的电压控制可变电容的特征在于(1)使用多个MOS型电容元件，该MOS型电容元件具有形成在硅层内的N型阱层；在该阱层上隔着栅极氧化膜形成的栅极电极；和在相对于上述栅极电极在面方向上离开的位置形成在上述阱层内、由N型杂质浓度比阱层多的N+层构成的接触层， (2)上述多个MOS型电容元件的各个接触层共通地电连接， (3)设置有用于向各MOS型电容元件的栅极电极供给相互不同的偏置电压的偏置电压供给部，(4)设置有一端分别与上述MOS型电容元件的栅极电极连接，另一端共通地连接 的多个非电压可变型电容元件，(5)当令在上述MOS型电容元件的阱层形成源极、漏极而构成MOS型晶体管时的阈 值电压为Vt时，大小相邻的偏置电压彼此的差被设定为比上述阈值电压Vt小，通过向上述接触层供给控制电压，对上述多个MOS型电容元件的共通连接点与上 述多个非电压可变型电容元件的共通连接点之间的电容值进行控制。各非电压可变型电容元件的电容部分例如与栅极电极重叠设置。其它专利技术的电压控制可变电容的特征在于(1)使用多个MOS型电容元件，该MOS型电容元件具有形成在硅层内的P型阱层； 在该阱层上隔着栅极氧化膜形成的栅极电极；和在相对于上述栅极电极在面方向上离开的 位置形成在上述阱层内、由P型杂质浓度比阱层多的P+层构成的接触层，(2)上述多个MOS型电容元件的各个栅极电极共通地电连接，(3)设置有用于向各MOS型电容元件的接触层供给相互不同的偏置电压的偏置电 压供给部，(4)设置有一端分别与上述MOS型电容元件的接触层连接，另一端共通地连接的 多个非电压可变型电容元件，(5)当令在上述MOS型电容元件的阱层形成源极、漏极而构成MOS型晶体管时的阈 值电压为Vt时，大小相邻的偏置电压彼此的差被设定为比上述阈值电压Vt小，通过向上述栅极电极供给控制电压，控制上述多个MOS型电容元件的共通连接点 与上述多个非电压可变型电容元件的共通连接点之间的电容值。另外的专利技术的电压控制可变电容的特征在于(1)使用多个MOS型电容元件，该MOS型电容元件具有形成在硅层内的N型阱层； 在该阱层上隔着栅极氧化膜形成的栅极电极；和在相对于上述栅极电极在面方向上离开的 位置形成在上述阱层内、由N型杂质浓度比阱层多的N+层构成的接触层，(2)上述多个MOS型电容元件的各个接触层共通地电连接，(3)设置有用于向各MOS型电容元件的栅极电极供给相互不同的偏置电压的偏置 电压供给部，(4)当令在上述MOS型电容元件的阱层形成源极、漏极而构成MOS型晶体管时的阈 值电压为Vt时，大小相邻的偏置电压彼此的差被设定为比上述阈值电压Vt小，通过向上述接触层供给控制电压，对上述多个MOS型电容元件的共通连接点与 MOS型电容元件的栅极电极侧之间的电容值进行控制。再一个专利技术的电压控制可变电容的特征在于(1)使用多个MOS型电容元件，该MOS型电容元件具有形成在硅层内的P型阱层； 在该阱层上隔着栅极氧化膜形成的栅极电极；和在相对于上述栅极电极在面方向上离开的位置形成在上述阱层内、由P型杂质浓度比阱层多的P+层构成的接触层，(2)上述多个MOS型电容元件的各个栅极电极共通地电连接，(3)设置有用于向各MOS型电容元件的接触层供给相互不同的偏置电压的偏置电 压供给部，(4)当令在上述MOS型电容元件的阱层形成源极、漏极而构成MOS型晶体管时的阈 值电压为Vt时，大小相邻的偏置电压彼此的差被设定为比上述阈值电压Vt小，通过向上述栅极电极供给控制电压，对上述多个MOS型电容元件的共通连接点与 MOS型电容元件的接触层侧之间的电容值进行控制。另一专利技术是使用电压控制可变电容的电压控制振荡器，其特征在于使用本专利技术的 电压控制可变电容。本专利技术共通地连接多个MOS型电容元件的一端侧的电极，对共通连接点施加控制 电压。对各MOS型电容元件的另一端侧的电极经由偏置电阻施加偏置电压，设置有一端分 别与上述MOS型电容元件的栅极电极不经由上述偏置电阻地连接、另一端被共通连接的多 个非电压可变型电容元件。此外，另一专利技术使多个MOS型电容元件的一端侧的电极共通连接，对共通连接点 施加控制电压，对各MOS型电容元件的另一端侧的电极施加偏置电压。在任一专利技术中，将相互邻接的偏置电压的大小设置为比阈值电压小，因此当使控 制电压变大时，MOS型电容元件的电容值依次减少。由此，能够形成在集成电路上，能够得 到电容可变比率大、能够实现构成VCO时直线性高的控制电压与振荡频率的关系，而且Q值 高的电压控制可变电容。附图说明图1是表示本专利技术的电压控制可变电容的第一实施方式的电路图。图2是表示在第一实施方式中使用的MOS型电容元件的结构的平面图和本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电压控制可变电容，其特征在于：（１）使用多个ＭＯＳ型电容元件，该ＭＯＳ型电容元件具有：形成在硅层内的Ｎ型阱层；在该阱层上隔着栅极氧化膜形成的栅极电极；和在相对于所述栅极电极在面方向上离开的位置形成在所述阱层内、由Ｎ型杂质浓度比阱层多的Ｎ＋层构成的接触层，（２）所述多个ＭＯＳ型电容元件的各个接触层共通地电连接，（３）设置有用于向各ＭＯＳ型电容元件的栅极电极供给相互不同的偏置电压的偏置电压供给部，（４）设置有一端分别与所述ＭＯＳ型电容元件的栅极电极连接，另一端共通地连接的多个非电压可变型电容元件，（５）当令在所述ＭＯＳ型电容元件的阱层形成源极、漏极而构成ＭＯＳ型晶体管时的阈值电压为Ｖｔ时，大小相邻的偏置电压彼此的差被设定为比所述阈值电压Ｖｔ小，其中，通过向所述接触层供给控制电压，对所述多个ＭＯＳ型电容元件的共通连接点与所述多个非电压可变型电容元件的共通连接点之间的电容值进行控制。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：高桥丰，
申请(专利权)人：日本电波工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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