[发明专利]可变电容元件

说明书

技术领域

本发明涉及例如在通信设备中的电气电路中使用的可变电容元件。

背景技术

可变电容元件是在诸如可变频率振荡器、调谐放大器、移相器和阻抗 匹配电路之类的电气电路中使用的组件。近来，越来越多的可变电容元件 被安装在便携式设备上。与变容二极管相比，利用MEMS(微机电系统) 技术制造的可变电容元件可以在损失小的情况下实现高Q值。因此，利用 MEMS技术制造的可变电容元件已得到快速发展。

日本专利特开2006-261480号公报公开了通过改变两个相对电极之间 的距离来改变电容的可变电容元件。图1A和图1B示出了传统的可变电容 元件。基板41上设有固定电极43。可变电极45被支撑为与固定电极43 相面对。可变电极45具有弹性并且可以相对于固定电极43移动。当在固 定电极43与可变电极45之间的施加电压时，在固定电极43与可变电极 45之间生成静电引力。该静电引力引起固定电极43与可变电极45之间的 距离变化，以改变静电电容。为了防止由固定电极43与可变电极45间的 接触而引起的短路，在这些电极之间设有电介质层49。

数字型可变电容元件在图1A所示状态下具有最小电容，在该状态下 固定电极43和可变电极45彼此分开。此时固定电极43与可变电极45的 电压(即驱动电压)由Voff表示。同时，数字型可变电容元件在图1B所 示状态下具有最大电容，在该状态下固定电极43与可变电极45通过电介 质层49彼此接触。此时的驱动电压由Von表示。在数字型可变电容元件 中，使用这两种状态，即驱动电压为Von的状态和驱动电压为Voff的状 态。

图1C是示出可变电容元件中的驱动电压(水平轴)与静电电容(纵 轴)之间关系的曲线图。当驱动电压增大时，静电电容在某一电压处迅速 增大。静电电容迅速增大，并且此后变为恒定(最大电容)。当驱动电压 从该状态减小时，静电电容在某一电压处迅速减小。静电电容迅速减小， 并且此后变为恒定(最小电容)。

例如，图2所示的阻抗匹配电路包括连接输入端In和输出端Out的信 号线以及与该信号线并联的可变电容。当制造阻抗匹配电路时，在信号线 与地之间的线上形成可变电容元件。

当以这种方式插入可变电容元件时，增大了信号线与地之间的距离。 因为寄生LCR随着距离的增大而增大，因此阻抗匹配电路的特性恶化。更 糟糕的是，设备的尺寸增大。

本发明的目的示例是提供具有小寄生LCR和小尺寸的可变电容元件。

发明内容

根据一个实施例的一个方面，可变电容元件包括：基板；设置在基板 上的信号线；被设置为横跨信号线并且具有被固定到基板的第一端和第二 端的可移动电极；以及设置在可移动电极的第一端和第二端中的至少一个 与基板之间的固定电容部分。

本发明可以提供具有小寄生LCR和小尺寸的可变电容元件。

本发明的目的和优点将通过在权利要求中具体指出的元件和组合来实 现和获得。

将会明白，前述一般描述和以下详细描述都是示例性和说明性的并且 不限制所要求保护的本发明。

附图说明

图1A是传统可变电容元件的配置图；

图1B是传统可变电容元件的配置图；

图1C是示出可变电容元件中的驱动电压与静电电容之间关系的曲线 图；

图2是阻抗匹配电路的电路图；

图3是根据一个实施例的可变电容元件的平面图；

图4是图3所示可变电容器的等效电路图；

图5是沿着图3中的线A-A的截面图；

图6是根据沿着图3中的线A-A取得的本实施例的修改例的可变电容 元件的截面图；

图7是根据比较示例的可变电容元件的平面图；

图8是图7所示可变电容元件的等效电路图；

图9是根据另一实施例的可变电容元件的平面图；

图10A是沿着图9中的线A-A的截面图；

图10B是根据沿着图9中的线A-A取得的本实施例的修改例的可变电 容元件的截面图；

图11是根据另一实施例的可变电容元件的平面图；

图12是图11所示可变电容元件的等效电路图；

图13是使用可变电容元件的通信模块的电路图；

图14A是阻抗调谐器的电路图；