JPH0519970B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可変コンデンサに関し、たとえば絶
縁層に強誘電体セラミツク材を用いた積層型の可
変コンデンサの素子構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、可変コンデンサは、(イ)バリコンとよばれ
る複数の金属板を対向配設して、一方を移動させ
有効面積を変化させるもの。(ロ)セラミツクコンデ
ンサなどを複数個並列に接続し各コンデンサにそ
れぞれ動作用のICなどを接続して個別に動作さ
せ、容量値を電気回路的に変化させるもの、(ハ)第
６図に示す実願昭58−172557号公報などのよう
に、積層セラミツクコンデンサの最外層の強誘電
体層１０上に形成したくしの刃状電極４ａの一部
をレーザートリミングなどにより、機械的に切断
して、強誘電体層１０を間に介して対向配設する
内部電極４ｂ間との有効面積を変化させるもの、
などの手段がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の可変コンデンサの(イ)のバリコン
では、コンデンサ全体の形状が大きく、かつ機械
的な容量変化の方法であるため、電気信号により
容量を変化させることができず、電気応答を必要
とする回路に適用できない。

(ロ)ではコンデンサを複数個並列して使用するた
め、電気回路の高集積化が難かしく、かつ複数個
のコンデンサを個別に動作させるので、容量が階
段状に出力される。

また(ハ)では、いつたん電極の一部を切断してし
まうと、その後容量を増加することができないと
いう欠点がある。

一方本発明者はすでに第５図に示すような容量
引き出し用電極が、バイアス引き出し用電極をは
さみこむ位置に配設することを特徴とした可変コ
ンデンサを提案した。この可変コンデンサは、バ
イアス引き出し用電極１２ａ，１２ｂに直流電圧
を印加することにより、容量引き出し用電極１１
ａ，１１ｂ間の容量を線形状に変化させることが
できる。しかしながら、第５図に示す可変コンデ
ンサは、容量引き出し用電極１１ａ，１１ｂとバ
イアス引き出し用電極１２ａ，１２ｂにはさまれ
る強誘電体層１０ａ，１０ｂに直流バイアスがか
からず、容量を変化させることのできる領域はバ
イアス引き出し用電極１２ａ，１２ｂにはさまれ
る強誘電体層１０ｃであり、大きな容量変化が得
られない。このためその用途は狭い範囲に限定せ
ざるを得なかつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、かかる従来の欠点を除去した
可変コンデンサを提供することにある。

本発明によれば、６面体素子の相対向する４面
に、内部電極の端面を強誘電体材を用いた絶縁体
層から露出させ、かつ内部電極の端面に外部電極
を被着させた可変コンデンサにおいて、上記内部
電極の一対を容量引き出し用電極の他の一対をバ
イアス引き出し用電極とし、かつ前記バイアス引
き出し用電極が容量引き出し用電極をはさみこむ
位置に配設することを特徴とする可変コンデンサ
が得られる。

次に本発明、可変コンデンサの動作原理を説明
する。

一般にコンデンサ等に用いられる強誘電体材料
は、キユリー点付近での相転移に伴つて誘電率、
弾性率、比熱など多くの物理的性質に異常がみら
れるが、とくに誘電率εは、キユリー点において
急激に大きくなる。これはキユリー点近傍で、強
誘電体の結晶状態がきわめて不安定であり、内部
ストレスはほとんど生じていないからである。こ
のキユリー点近傍で強誘電体に直流にバイアスを
印加すると、内部ストレスが生じている状態とな
り、誘電率εは小さくなる。

上述のように、キユリー点近傍で強誘電体の外
部電界を意図的に制御することにより、誘電率ε
を変化させることが可能となるので、このキユリ
ー点付近で強誘電体に設けたバイアス引き出し用
電極（以後バイアス電極と略称）に直流バイアス
を印加すると容量引き出し用電極（以後容量電極
と略称）間の容量を変化させることが可能とな
る。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図〜第４図を参照して説明
する。

第１図は、本発明可変コンデンサの分解斜視図
である。

図中符号１は強誘電体セラミツク粉末をポリビ
ニルアルコール（PVA）などの合成樹脂バイン
ダーと混練し、ドクターブレード法などの手段で
シート状に形成し所望の形状に切断したグリーン
シート２はパラジウムなどの導電ペーストをグリ
ーンシート１の片面に被着・乾燥した内部電極で
ある。

次に本発明コンデンサの各シートの積層構成を
説明する。

符号１１ａ，１１ｂは中心部にグリーンシート
１の前縁または後縁の一端面に矩形形状の内部電
極２の引き出し電極となる端面２ａを揃えて露出
させた上部容量電極および下部容量電極。

１２ａ，１２ｂは前述容料電極１１ａ，１１ｂ
の外側に、グリーンシート１の両側端面に矩形形
状の内部電極２の端面２ｂを揃えて露出させた上
部バイアス電極および下部バイアス電極、 １３ａ，１３ｂは最外層に配設した内部電極の
無い保護膜用グリーンシートである。

次に第１図の構成で配設した各シーチの積層体
を熱プレスなどで上下から加熱加工して、一体化
させた後、電気炉中で数百度から千数百度の温度
で本焼成して第３図に示すように前後の容量電極
端面２ａに外部電極２１ａを、左右のバイアス電
極端面２ｂに外部電極２１ｂを被着させ、本発明
可変コンデンサを形成する。

次に本発明可変コンデンサの容量調整方法につ
いて説明する。

バイアス電極と接続している外部電極２１ｂに
直流電圧を印加することにより、バイアス電極１
２ａ，１２ｂにはさまれる強誘電体層１０ｃの誘
電率はマイナス側に変化する。第４図にその変化
特性を示すが、強遽電体厚45μmに50Vの直流バ
イアス電圧を印加すると、容量は−70％と大きく
変化する。

以上のように本発明可変コンデンサは、上述し
たような電極を用いて、バイアス電極に直流電圧
を印加することにより、容量電極間の容量を線形
的に変化させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明可変コンデンサは次
の効果がある。

(i) 容量を広範囲にわたつて線形的に得られる。

(ii) 外部電気信号により、容量を変化させること
ができる。

(iii) 小型、高信頼性で、量産に適する。

なお、本発明可変コンデンサは、たとえばフイ
ルタ回路で用いて１チツプで任意の周波数でカツ
トオフ、パス動作が可能であり、その他時定数、
発振回路など広く活用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明一実施例の可
変コンデンサのそれぞれ分解斜視図、右側断面図
および斜視図、第４図は本発明可変コンデンサの
容量−バイアス電圧の特性図、第５図は本発明者
が先に提案した一実施例の可変コンデンサの側断
面図、第６図は従来可変コンデンサの一例を示す
分解斜視図である。 １……グリーンシート、２……内部電極、１１
ａ，１１ｂ……容量電極、１２ａ，１２ｂ……バ
イアス電極、２ａ……容量電極端面、２ｂ……バ
イアス電極端面、２１ａ，２１ｂ……外部電極、
１０……強誘電体層、１０ａ，１０ｂ……容量電
極、バイアス電極間の強誘電体層、１０ｃ……バ
イアス電極間の強誘電体層、４ａ，４ｂ……容量
電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ６面体素子の相対向する４面に内部電極の端
   面を強誘電体材を用いた絶縁体層から露出させ、
   かつ内部電極の端面に外部電極を被着させた可変
   コンデンサにおいて、前記内部電極の一対を容量
   引き出し用電極に、他の一対をバイアス引き出し
   用電極とし、かつ前記バイアス引き出し用電極が
   容量引き出し用電極をはさみこむ位置に配設する
   ことを特徴とする可変コンデンサ。