專利名稱：可變電容元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由MEMS構(gòu)造實現(xiàn)的可變電容元件，尤其涉及具備以電氣方式控制對置電極間的距離的控制電路的可變電容元件。
背景技術(shù)：
當前，進行了多種嘗試，對便攜電話的無線通信用高頻模塊的前端部的匹配電路等適用由MEMS構(gòu)造構(gòu)成的可變電容元件。 MEMS構(gòu)造的可變電容元件如專利文獻I、專利文獻2所示那樣具備實際作為可變電容元件發(fā)揮功能的機構(gòu)部、以及向該機構(gòu)部給予驅(qū)動電壓的驅(qū)動電路。機構(gòu)部具備由硅等構(gòu)成的平板狀的固定板和可動板?？蓜影宓囊欢嘶蛘邇啥擞晒潭ú考味纬蓡蚊嬷位蛘唠p面支撐的梁，通過該構(gòu)造，可動板配置成相對于固定板以規(guī)定距離進行部分可動。另外，在固定板和可動板中的可動板可動的范圍，以相互對置的方式形成了驅(qū)動用電極對和作為可變電容發(fā)揮作用的對置電極對。若驅(qū)動電路向驅(qū)動用電極對施加規(guī)定電壓的驅(qū)動電壓，則由于靜電引力而使得驅(qū)動用電極彼此相互牽引，可動板變形。由此，驅(qū)動用電極的間隔變窄，并且可變電容用的對置電極彼此之間的間隔也變窄。其結(jié)果，作為可變電容元件的靜電電容變得比施加驅(qū)動電壓之前還大。另ー方面，若解除驅(qū)動電壓的施加，則驅(qū)動用電極間沒有靜電引力，由于可動部的恢復カ使得可變電容用的對置電極彼此之間的間隔恢復至施加驅(qū)動電壓之前的狀態(tài)。其結(jié)果，作為可變電容元件的靜電電容變得比施加驅(qū)動電壓時還小。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2008-181725號公報專利文獻2 日本特開2009-70940號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題在如上述那樣在高頻通信用的匹配電路中使用了可變電容元件的情況下，為了擴大可匹配的范圍或者提高匹配用的電容分辨率，優(yōu)選獲得盡可能多的容量值的情形。在這里，為了獲得三個以上的容量，需要采用將獲得ニ值的容量的這種構(gòu)造的可變電容元件形成多個來并聯(lián)連接而成的構(gòu)成、或者用一個可變電容元件來獲得三個以上容量的構(gòu)成。由ニ值的容量構(gòu)成的可變電容用元件可以通過下述簡單的構(gòu)造以及控制來實現(xiàn)，即通過驅(qū)動電壓的施加而使得可變電容用的對置電極彼此例如隔著電介質(zhì)層進行抵接，通過驅(qū)動電壓的解除而使得可變電容用的對置電極彼此分離。然而，為了用這種只獲取ニ值的可變電容元件來實現(xiàn)多種容量，必須形成多個可變電容元件并且形成將他們連接起來的電路圖案，因而難以實現(xiàn)小型化及節(jié)省空間化。另夕卜，因連接電路圖案引起的信號損耗也成為難以忽視的值。另ー方面，在用一個可變電容元件來實現(xiàn)多值的容量的情況下，可以實現(xiàn)小型化以及節(jié)省空間化，通過單純地調(diào)整驅(qū)動電壓的電壓電平，能夠調(diào)整與各容量相應的可變電容用的對置電極的間隔、即驅(qū)動用電極間的間隔，可以實現(xiàn)容量的多值化?？傊恍枰糜诓⒙?lián)連接多個電容器的電路圖案，能夠使信號損耗變處于最小限度。然而，在現(xiàn)有構(gòu)成中，由于在現(xiàn)實中存在可動板的老化、自驅(qū)動、驅(qū)動電壓的偏差、外在原因引起的可動板的瞬時變形等，所以難以按照將所期望的容量維持在一定的方式來控制驅(qū)動電壓。本發(fā)明的目的在于實現(xiàn)一種即便容量的變動要素發(fā)生變化也可穩(wěn)定地獲得所期望的容量的可變電容元件。為了解決技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案
本發(fā)明涉及一種具備固定板、可動板和驅(qū)動電壓施加部的可變電容元件。固定板具備第I驅(qū)動用電極以及第I可變電容用電極?？蓜影寰邆渑c第I驅(qū)動用電極對置的第2驅(qū)動用電極以及與第I可變電容用電極對置的第2可變電容用電極。驅(qū)動電壓施加部向第I驅(qū)動用電極以及第2驅(qū)動用電極間施加驅(qū)動電壓。該可變電容元件進ー步具備具有規(guī)定的容量的參照用電容、電容檢測用信號產(chǎn)生部和電壓變化比較部。電容檢測用信號產(chǎn)生部向由第I驅(qū)動用電極以及第2驅(qū)動用電極構(gòu)成的驅(qū)動電容部和參照用電容施加電容檢測用脈沖信號。電壓變化比較部比較由電容檢測用脈沖信號引起的驅(qū)動電容部的電壓變化和參照用電容的電壓變化，并輸出比較結(jié)果。并且，驅(qū)動電壓施加部基于比較結(jié)果來調(diào)整驅(qū)動電壓。在該構(gòu)成中，利用下述結(jié)構(gòu)由第I驅(qū)動用電極以及第2驅(qū)動用電極構(gòu)成的驅(qū)動電容部的容量、和作為可變電容元件的對置電極發(fā)揮功能的第I可變電容用電極與第2可變電容用電極間的容量一一對應。作為可變電容元件，將根據(jù)成為期望容量的驅(qū)動電容部的容量所設(shè)定的參照用電容與驅(qū)動電容部的電壓差反映到驅(qū)動電壓中，以沒有電壓差的方式調(diào)整驅(qū)動電壓。由此，可以按照可變電容元件的容量變?yōu)槠谕档姆绞竭M行調(diào)整。此時，為了檢測電容而使用脈沖狀信號，從而可以減輕電容檢測動作對可變電容的影響。即、因為可動部具有規(guī)定的強度以及彈性，所以從電壓施加到實際位移至與施加電壓相應的位移量為止，需要規(guī)定的響應時間。因此，如果將電容檢測用脈沖信號的持續(xù)時間設(shè)定得比該響應時間短，則只產(chǎn)生可動部的機械性響應。另外，與由實際為了驅(qū)動用所提供的驅(qū)動用電壓引起的電荷相比，由脈沖狀信號向驅(qū)動用電極提供的電荷極小。因此，該電容檢測用的脈沖狀信號對可動部的實質(zhì)性驅(qū)動幾乎沒有影響。另外，本發(fā)明的可變電容元件具備偏移補償用信號產(chǎn)生部，其向驅(qū)動電容部以及參照用電容施加與電容檢測用脈沖信號不同的補償用信號。在該構(gòu)成中，因為補償用信號是相對于電容檢測用脈沖信號而言符號反轉(zhuǎn)后的信號，所以通過向驅(qū)動電容部以及參照用電容提供該補償用信號，能夠?qū)⑼ㄟ^電容檢測用脈沖信號對驅(qū)動電容部以及參照用電容充電的電荷從驅(qū)動電容部以及參照用電容中排出。由此，例如通過使充電電荷量和排出電荷量相一致，從而沒有由電容檢測用脈沖信號引起的蓄積電荷，即便以規(guī)定的時間間隔連續(xù)地進行驅(qū)動電容部以及參照用電容的電壓檢測，也可以在各次均獲得正確的電壓，進行正確的驅(qū)動。
另外，本發(fā)明的可變電容元件具備定時產(chǎn)生部，其向電容檢測用信號產(chǎn)生部和偏移補償用信號產(chǎn)生部提供施加的定時信號。電容檢測用信號產(chǎn)生部和偏移補償用信號產(chǎn)生部根據(jù)定時信號來進行各信號的施加。在該構(gòu)成中，通過利用定時信號而將電容檢測用脈沖信號和補償用信號提供至驅(qū)動電容部以及參照用電容，從而可以始終進行正確的電壓檢測以及驅(qū)動。另外，本發(fā)明的可變電容元件在電壓變化比較部的輸入側(cè)或者輸出側(cè)具備采樣保持電路。定時產(chǎn)生部向采樣保持電路提供保持定時。并且，采樣保持電路基于所給予的保持定時，對驅(qū)動電容部以及參照用電容的電壓、或者來自電壓變化比較部的比較結(jié)果的電壓進行采樣保持。這樣通過具備采樣保持電路，從而可以在所期望的定時進行可靠且正確的電壓差及比較結(jié)果的獲取。另外，本發(fā)明的可變電容元件具備電流比調(diào)整部，其調(diào)節(jié)向驅(qū)動電容部和參照用電容提供的電流比在該構(gòu)成中，通過使向驅(qū)動電容部和參照用電容供給的電流比可變，從而能夠用一個參照用電容來設(shè)定驅(qū)動電容部的多個狀態(tài)。由此，能夠用ー個參照用電容作為可變電容元件而調(diào)整成多個電容。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，針對可變電容元件而言，即便產(chǎn)生了容量的變動要素，也能夠穩(wěn)定地獲得所期望的容量。


圖I是第I實施方式涉及的可變電容元件的MEMS機構(gòu)部的概略構(gòu)成圖以及整體構(gòu)成的電路框圖。圖2是說明第I實施方式的可變?nèi)萘靠刂频脑淼膱D。圖3是第2實施方式的可變電容元件IA的整體構(gòu)成的電路框圖。圖4是說明第2實施方式的可變?nèi)萘靠刂频脑淼膱D。圖5是第3實施方式的可變電容元件IB的整體構(gòu)成的電路框圖、以及定時信號PTa, PTb的波形圖、電容檢測用信號以及偏移補償用信號的電流波形圖、和驅(qū)動用電容器(相當于驅(qū)動用電容)IOB以及參照用電容器(相當于參照用電容)40的元件電壓的波形圖。圖6是第4實施方式的可變電容元件IC的整體構(gòu)成的電路框圖、以及定時信號PTa、PTb、PTh的波形圖、電容檢測用信號以及偏移補償用信號的電流波形圖、和驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40的元件電壓的波形圖。圖7是第5實施方式的可變電容元件ID的整體構(gòu)成的電路框圖。圖8是第6實施方式的可變電容元件IE的電路圖。
具體實施例方式下面，參照附圖來說明本發(fā)明的第I實施方式涉及的可變電容元件。圖UA)是本實施方式的可變電容元件I的MEMS機構(gòu)部10的概略構(gòu)成圖，圖I (B)是可變電容元件I的、整體構(gòu)成的電路框圖。首先，說明可變電容元件I的MEMS機構(gòu)部10的構(gòu)成。MEMS機構(gòu)部10具備固定板101、可動板102、以及固定部103。固定板101以及可動板102例如為規(guī)定厚度的平板。其中，可動板102被形成為通過后述的驅(qū)動電壓的施加可以位移的厚度。固定板101以及可動板102由硅等的材料形成，特別是在本實施方式的構(gòu)成中由高電阻率的材料形成。固定板101和可動板102按照各自的平板面(主面)以規(guī)定的間隔對置的方式進行配置，并且可動板102的規(guī)定端被固定部103固定于固定板101。固定部103也與固定板101及可動板102同樣地，由硅等的材料形成。這種情況下，作為硅材料，為了確保電極間的絕緣，優(yōu)選采用導電性少的高電阻硅素材?；蛘?，在采用低電阻硅材料的情況下，也可在形成有電極的硅部位表面形成絕緣膜來進行取代。 在固定板101中的可動板102側(cè)的主面101A，形成了第I驅(qū)動用電極111和第I可變電容形成用電極112。另ー方面，在可動板102中的固定板101側(cè)的主面102A，形成了第2驅(qū)動用電極121和第2可變電容形成用電極122。在此，固定板101的第I驅(qū)動用電極111以及可動板102的第2驅(qū)動用電極121形成為以規(guī)定的面積進行對置。另外，固定板101的第I可變電容形成用電極112以及可動部102的第2可變電容形成用電極122也形成為以規(guī)定的面積進行對置。根據(jù)該構(gòu)造，由固定板101的第I驅(qū)動用電極111以及可動板102的第2驅(qū)動用電極121構(gòu)成了驅(qū)動用電容器IOB(圖I中的容量Cd的電容器)。另外，由固定板101的第I可變電容形成用電極112以及可動部102的第2可變電容形成用電極122構(gòu)成了作為可變電容元件I的電容器IOA(圖I中的容量Co的電容器)。在此，上述的固定板101與可動板102之間的間隔、第I驅(qū)動用電極111與第2驅(qū)動用電極121對置的對置面積、第I可變電容形成用電極112與第2可變電容形成用電極122對置的對置面積，由作為可變電容元件I而想要實現(xiàn)的容量Co來決定。在上述機構(gòu)的構(gòu)成上，MEMS機構(gòu)部10具備與第I驅(qū)動用電極111電連接的接地用端ロ 210。另外，MEMS機構(gòu)部10具備與第2驅(qū)動用電極121電連接的驅(qū)動信號輸入端ロ211以及檢測信號輸入端ロ 212。另外，MEMS機構(gòu)部10具備與第I可變電容形成用電極112電連接的第I外部連接端ロ 201，并具備與第2可變電容形成用電極122電連接的第2外部連接端ロ 202。此外，分別連接各端口和各電極的布線電極圖案未圖示出，但是可適當形成于固定板101、可動板102以及固定部103，以實現(xiàn)上述的連接構(gòu)成。另外，為了說明方便而使用了這些端ロ，作為實際的電路形成圖案無需具體地與其他電路單獨形成這些端ロ。而且，有時也設(shè)置容納MEMS機構(gòu)部10的框體，并且在框體上形成用于將各端ロ以電氣方式引出至框體外的通孔，但是在本實施方式中進行了省略。在這種構(gòu)成中，作為未施加驅(qū)動電流從而靜電引力不起作用的默認狀態(tài)，處于第I可變電容形成用電極112和第2可變電容形成用電極122以規(guī)定間隔分開的狀態(tài)，實現(xiàn)了將第I外部連接端ロ 201和第2外部連接端ロ 202作為兩端子的容量Co的電容器。并且，在該構(gòu)成中，若將接地用端ロ 210接地而向驅(qū)動信號輸入端ロ 211施加規(guī)定的驅(qū)動電壓，則在第I驅(qū)動用電極111與第2驅(qū)動用電極121之間產(chǎn)生靜電引力。通過該靜電引力，可動板102向固定板101側(cè)彎曲，從而固定板101與可動板102之間的間隔變窄。由此，第I可變電容形成用電極112與第2可變電容形成用電極122之間的間隔變窄，較之未施加驅(qū)動電壓的狀態(tài)，容量Co變大。此時，通過使驅(qū)動電壓的電平變化而使得靜電引力變化。由此，第I驅(qū)動用電極111與第2驅(qū)動用電極121之間的間隔變化，能夠?qū)崿F(xiàn)與該間隔相應的容量Co。S卩、能夠利用由一對電極對構(gòu)成的MEMS機構(gòu)部10來實現(xiàn)與驅(qū)動電壓相應的多個值的容量Co。并且，例如若驅(qū)動電壓的施加停止，則通過規(guī)定的時間常數(shù)使得靜電引力解除，可動板101返回到上述的默認狀態(tài)。由此，第I可變電容形成用電極112與第2可變電容形成用電極122之間的間隔變得比驅(qū)動電壓的施加狀態(tài)還寬，容量Co變小。這樣ー來，在機構(gòu)上構(gòu)成了 MEMS構(gòu)造的可變電容元件。
在擁有這種構(gòu)造的MEMS機構(gòu)部10的基礎(chǔ)上，本實施方式的可變電容元件I具備圖I(B)所示那樣的電路部。如圖I(B)所示，可變電容元件I具備MEMS機構(gòu)部10、驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20、電容檢測用信號產(chǎn)生部30、參照用電容器40、比較器50。驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20的輸出端經(jīng)由電阻21D以及MEMS機構(gòu)部10的驅(qū)動信號輸入端ロ 211而與驅(qū)動用電容器IOB的第2驅(qū)動用電極121連接。此外，驅(qū)動用電容器IOB的第I驅(qū)動用電極111經(jīng)由接地用端ロ 210而接地。另外，驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20的輸出端經(jīng)由電阻21C而與參照用電容器40的一端連接。此外，參照用電容器40的另一端接地。電容檢測用信號產(chǎn)生部30經(jīng)由電阻31D以及MEMS機構(gòu)部10的檢測信號輸入端ロ 212而與驅(qū)動用電容器IOB的第2驅(qū)動用電極121連接。另外，電容檢測用信號產(chǎn)生部30經(jīng)由電阻31C而與參照用電容器40的一端連接。此外，參照用電容器40的另一端接地。比較器50的反轉(zhuǎn)輸入端子與MEMS機構(gòu)部10的檢測信號輸入端ロ 212連接，即與驅(qū)動用電容器IOB的第2驅(qū)動用電極121與電阻31D之間的連接點連接。另ー方面，比較器50的非反轉(zhuǎn)輸入端子連接于參照用電容器40的一端與電阻31C之間的連接點。比較器50的輸出與驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20的輸入端連接。利用這種電路構(gòu)成，如以下所示那樣進行可變電容的控制。圖2是說明可變?nèi)萘靠刂频脑淼膱D。圖2(A)是電容檢測用信號的電流波形圖，圖2(B)是驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40的元件電壓的波形圖，圖2(C)是比較器的比較輸出的波形圖。在初始狀態(tài)下，驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20產(chǎn)生預先設(shè)定的規(guī)定的電壓電平的驅(qū)動電壓。該驅(qū)動電壓被施加于驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40。構(gòu)成驅(qū)動用電容器IOB的可動板102根據(jù)驅(qū)動電壓進行位移，外部連接電容器IOA的容量Co根據(jù)該位移來決定。在這種驅(qū)動狀態(tài)下，從電容檢測用信號產(chǎn)生部30向驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40同步地施加電容檢測用信號。電容檢測用信號是圖2(A)所示的脈沖信號。更具體而言，電容檢測用信號是僅在規(guī)定的時間長度為dt的施加時間內(nèi)成為規(guī)定電流值Io，而在其他期間是電流值為“O”的脈沖信號。這樣，若與驅(qū)動電壓一起施加電容檢測用信號，則根據(jù)驅(qū)動電壓和電容檢測用信號的電流電平而在驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40中產(chǎn)生圖2(B)所示那樣的元件電壓。在圖2(B)中，Vo表示驅(qū)動電壓，Vpc表示參照用電容器40的元件電壓的峰值，Vpd表示驅(qū)動用電容器IOB的元件電壓的峰值。具體而言，若向驅(qū)動用電容器IOB僅施加驅(qū)動電壓,貝U如圖2(B)所不,驅(qū)動電壓Vo成為元件電壓。在該狀態(tài)下，若向驅(qū)動用電容器IOB施加電容檢測用信號，則元件電壓根據(jù)電流值Io而遷移。若電阻21D比電阻31D充分大，則該驅(qū)動用電容器IOB的元件電壓從電容檢測用信號的施加定時起上升，施加期間dt后的元件電壓的峰值Vpd如下式進行表示。Vpd = Vo+Io * dt/Cd 然后，驅(qū)動用電容器IOB的兀件電壓以依存于驅(qū)動用電容器IOB的容量CM和電阻21D的電阻值的時間常數(shù)進行下降。另ー方面，若向參照用電容器40僅施加驅(qū)動電壓,貝U與驅(qū)動用電容器IOB同樣地如圖2(B)所示，驅(qū)動電壓Vo成為元件電壓。在該狀態(tài)下，若向參照用電容器40施加電容檢測用信號，則元件電壓根據(jù)電流值Io而遷移。若電阻21C比電阻31C充分大，則該參照用電容器40的元件電壓從電容檢測用信號的施加定時起上升，施加期間dt后的元件電壓的峰值Vpc如下式進行表示。Vpc = Vo+Io * dt/Cc然后，參照用電容器40的元件電壓以依存于參照用電容器40的電容Ce和電阻21C的電阻值的時間常數(shù)進行下降。在此，預先設(shè)定為在外部連接電容器IOA成為所期望的容量Co之時，參照用電容器40的容量Ce和驅(qū)動用電容器IOB的容量Cd相一致。在這種狀態(tài)下，如上述那樣驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40的元件電壓在理論上應該相同。然而，由于MEMS機構(gòu)部10的老化、自驅(qū)動、以及外在原因等，若如圖2(B)所示那樣兩個元件電壓的遷移不同，意味著外部連接電容器IOA的容量Co不會成為所期望的這種容量。并且，與這種所期望的容量之間的差與元件電壓之差一一對應。例如，若與所期望的容量之差大，則與之對應地元件電壓之差變大，若與所期望的容量之差小，則與之對應地元件電壓之差變小。因此，元件電壓之差成為與所期望的容量之差的指標。利用該指標，在比較器50中，基于驅(qū)動用電容器IOB的元件電壓與參照用電容器40的元件電壓之間的差分結(jié)果，輸出如圖2(C)所示那樣的比較輸出信號。比較輸出信號是取“Hi”電平或者“Low”電平的其中ー個的ニ值化信號。并且，在本實施方式中，因為向比較器50的反轉(zhuǎn)輸入端子給予驅(qū)動用電容器10B的元件電壓，向比較器50的非反轉(zhuǎn)輸入端子給予參照用電容器40的元件電壓，所以比較器50在參照用電容器40的元件電壓高于驅(qū)動用電容器10B的元件電壓的情況下生成“Hi”電平的比較輸出信號，在參照用電容器40的元件電壓低于驅(qū)動用電容器10B的元件電壓的情況下生成“Low”電平的比較輸出信號。驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20根據(jù)由比較器50給予的比較輸出信號的電平來調(diào)整驅(qū)動電壓電平。具體而言，如果為本實施方式的情況，若輸入了“Hi”電平的比較輸出信號，則驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20按照使驅(qū)動電壓下降規(guī)定電壓來降低驅(qū)動電壓電平的方式進行調(diào)整。由此，向驅(qū)動用電容器10B施加的驅(qū)動電壓的電平變低，第I驅(qū)動用電極111與第2驅(qū)動用電極121間的靜電引力下降，它們的電極間隔變寬。因此，驅(qū)動用電容器10B的容量Cd變小，元件電壓上升而接近參照用電容器40的元件電壓。并且，對這種驅(qū)動電壓電平進行調(diào)整，若按照驅(qū)動用電容器10B的元件電壓和參照用電容器40的元件電壓相一致的方式調(diào)整驅(qū)動電壓電平，則能夠?qū)⑼獠窟B接電容器10A的容量Co調(diào)整成期望的容量。
另ー方面，作為與圖2相反的狀態(tài)，若輸入“Low”電平的比較輸出信號，則驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20按照使驅(qū)動電壓上升規(guī)定電壓來提高驅(qū)動電壓電平的方式進行調(diào)整。由此，向驅(qū)動用電容器IOB施加的驅(qū)動電壓的電平變高，第I驅(qū)動用電極111與第2驅(qū)動用電極121間的靜電引力増加，它們的電極間隔變窄。因此，驅(qū)動用電容器IOB的容量Cd變大，元件電壓下降而接近參照用電容器40的元件電壓。并且，對這種驅(qū)動電壓電平進行調(diào)整，若按照驅(qū)動用電容器IOB的元件電壓和參照用電容器40的元件電壓相一致的方式調(diào)整驅(qū)動電壓電平，則能夠?qū)⑼獠窟B接電容器IOA的容量Co調(diào)整成期望的容量。如以上那樣，通過本實施方式的構(gòu)成以及驅(qū)動電壓的控制，從而能夠?qū)⒗昧薓EMS的可變電容元件常時設(shè)定成期望的容量。而且，如本實施方式那樣，若為了檢測容量而使用脈沖信號，則第I驅(qū)動用電極111與第2驅(qū)動用電極121間的間隔不會因電容檢測用信號而發(fā)生較大位移，從而能夠正確地調(diào)整容量。這是因為利用了如下的情況，即由于由脈沖信號給予的電荷量較之由驅(qū)動電壓給予的電荷量大幅度變小、且可動部12具有某種 程度的響應時間常數(shù)，因此包括過渡響應在內(nèi)的以十分短的時間設(shè)定的脈沖信號的施加期間內(nèi)幾乎沒有位移。其次，參照附圖來說明第2實施方式涉及的可變電容元件。圖3是本實施方式的可變電容元件IA的整體構(gòu)成的電路框圖。本實施方式的可變電容元件IA構(gòu)成為對第I實施方式示出的可變電容元件I追加了偏移補償用信號產(chǎn)生部60以及電阻61C、61D。因為其他構(gòu)成與第I實施方式的可變電容元件I相同，所以下面僅說明與偏移補償用信號產(chǎn)生部60相關(guān)的地方。偏移補償用信號產(chǎn)生部60產(chǎn)生偏移補償用信號。偏移補償用信號是相對于從上述的電容檢測用信號產(chǎn)生部30輸出的電容檢測用信號而符號反轉(zhuǎn)后的脈沖信號。偏移補償用信號產(chǎn)生部60經(jīng)由電阻61D而與MEMS機構(gòu)部10的檢測信號輸入端ロ 212連接。即、偏移補償用信號產(chǎn)生部60經(jīng)由電阻61D以及檢測信號輸入端ロ 212而與驅(qū)動用電容器IOB的第2驅(qū)動用電極121連接。由此，從偏移補償用信號產(chǎn)生部60輸出的偏移補償用信號被施加給驅(qū)動用電容器10B。另外，偏移補償用信號產(chǎn)生部60經(jīng)由電阻61C而與參照用電容器40連接。由此，從偏移補償用信號產(chǎn)生部60輸出的偏移補償用信號也被施加給參照用電容器40。在此，因為偏移補償用信號如上述那樣是相對于電容檢測用信號而言符號反轉(zhuǎn)后的脈沖信號，所以僅通過電容檢測用信號而在驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40中產(chǎn)生的電荷分布、和僅通過偏移補償用信號而在驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40中產(chǎn)生的電荷分布是相反的。利用這種的電容檢測信號與偏移補償用信號之間關(guān)系，在本實施方式中在施加電容檢測用信號之后施加偏移補償用信號，產(chǎn)生了如下的作用及效果。圖4是說明本實施方式的可變?nèi)萘靠刂频脑淼膱D。圖4(A)表示使用了本實施方式的方法的情況下的電容檢測用信號以及偏移補償用信號的電流波形圖、和驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40的元件電壓的波形圖。圖4(B)表示連續(xù)地使用了第I實施方式的方法的情況下的電容檢測用信號的電流波形圖、和驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40的元件電壓的波形圖。首先，設(shè)上述的第I實施方式所示的構(gòu)成以及方法適用于以一次或極少數(shù)次進行容量控制的情況、或者隔著充分長的時間間隔的容量控制，并以較短的重復周期連續(xù)地進行第I實施方式的方法，則如圖4(B)所示那樣，在毎次施加電容檢測用信號時，都向驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40進行充電。若被這樣進行充電，則作為追加的驅(qū)動電壓起作用。由此，若從第一次施加電容檢測用信號起依次將峰值元件電壓設(shè)為Vpdl、Vpd2、Vpd3，則如圖4(B)所示，元件電壓會按照Vpdl<Vpd2<Vpd3漸漸提高。因此，實際無法測量因來自驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20的驅(qū)動電壓引起的正確容量。另外，驅(qū)動用電容器IOB的元件電壓被提高，從而外部連接電容器Co的容量也引起變動。另ー方面，在本實施方式的方法中，電容檢測用信號和偏移補償用信號為符號反轉(zhuǎn)信號，如圖4(A)所示，因為在施加電容檢測用信號之后施加偏移補償用信號，所以能夠?qū)⒂呻娙輽z測用信號施加的電荷，通過偏移補償用信號而從驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40中排出。由此，若從第一次施加電容檢測用信號起依次將峰值元件電壓設(shè)為Vpdl、Vpd2、Vpd3，則如圖4(A)所示，元件電壓始終為一定值、即Vpdl = Vpd2 = Vpd3。當然，只要在之 后也進行容量測量，元件電壓始終一定。并且，即便通過使用這些電容檢測用信號的施加定時與偏移補償用信號的施加定時之間的元件電壓，連續(xù)地進行電容檢測，也能夠始終測量正確的容量，能夠持續(xù)進行正確的容量控制。并且，在控制動作中也可以正確地維持外部連接用電容器Co。接著，參照附圖來說明第3實施方式涉及的可變電容元件。圖5(A)是本實施方式的可變電容元件IB的整體構(gòu)成的電路框圖，圖5(B)是定時信號PTa、PTb的波形圖、電容檢測用信號以及偏移補償用信號的電流波形圖、和驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40的元件電壓的波形圖。本實施方式的可變電容元件IB表示第2實施方式示出的可變電容元件IA的更具體的一例的電路，在可變電容元件IA的構(gòu)成上增加了定時產(chǎn)生電路70。定時產(chǎn)生電路70生成電容檢測信號產(chǎn)生用的定時信號PTa和偏移補償用信號產(chǎn)生用的定時信號PTb。定時產(chǎn)生電路70如圖5(B)的最上部分所示那樣，在輸出定時信號PTa之后經(jīng)過規(guī)定的時間長來輸出定時信號PTb。定時產(chǎn)生電路70將定時信號PTa給與至電容檢測用信號產(chǎn)生部30，將定時信號PTb給與至偏移補償用信號產(chǎn)生部60。電容檢測用信號產(chǎn)生部30根據(jù)定時信號PTa來輸出電容檢測用信號。另ー方面，偏移補償用信號產(chǎn)生部60根據(jù)定時信號PTb來輸出偏移補償用信號。通過進行這種構(gòu)成以及信號處理，從而能夠如上述的第2實施方式所示那樣，在向驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40施加電容檢測用信號的規(guī)定時間之后施加偏移補償用信號。在此，基于可動板102的機械性時間常數(shù)來設(shè)定電容檢測用信號的施加定時間隔(定時信號PTa的間隔)。例如，優(yōu)選設(shè)為該時間常數(shù)的約5倍的時間間隔。這是因為，一般在具有時間常數(shù)的過渡現(xiàn)象的情況下，在時間常數(shù)時間處于整體的63%的響應，在時間常數(shù)時間的5倍的時間得到整體的99%的響應。因此，若以該時間常數(shù)時間的約5倍的時間間隔進行容量測量，則不會產(chǎn)生過剩的控制等待時間，針對干擾等也可得到充分的響應性。另外，電容檢測用信號的施加定時與偏移補償用信號的施加定時之間的間隔也是基于上述時間常數(shù)來決定的。例如，優(yōu)選設(shè)為該時間常數(shù)的約1/2倍的時間間隔。這是因為，若是時間常數(shù)的約1/2的時間，則在基于電容檢測用信號的電荷的施加而使得可動板102發(fā)生較大位移之前，能夠排出電荷。由此，不會由該電容檢測用信號給予可動板102過大的位移，可連續(xù)且穩(wěn)定地進行容量的測量及控制。此外，關(guān)于信號定時及信號值，根據(jù)針對外部連接用電容器Co求出的穩(wěn)定度而適當設(shè)定即可。接著，參照附圖來說明第4實施方式涉及的可變電容元件。圖6(A)是本實施方式的可變電容元件IC的整體構(gòu)成的電路框圖，圖6(B)是定時信號PTa、PTb、PTh的波形圖、電容檢測用信號以及偏移補償用信號的電流波形圖、和驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40的元件電壓的波形圖。本實施方式的可變電容元件IC是在第3實施方式示出的可變電容元件IB上具備了采樣保持電路(S/Η電路)80C、80D。因此，下面僅說明與采樣保持電路80C、80D相關(guān)的地 方。定時產(chǎn)生部60生成提供采樣保持定時的定時信號PTh，并提供給采樣保持電路80C、80D。此時，定時信號PT在電容檢測信號產(chǎn)生用的定時信號PTa與偏移補償用信號產(chǎn)生用的定時信號PTb之間的規(guī)定定時被提供。例如，如果是圖6(B)的例子，則被設(shè)定成與電容檢測用信號的下降定時大致相同的定時。采樣保持電路80C與比較器50的反轉(zhuǎn)輸入端子連接。采樣保持電路80D對驅(qū)動用電容器IOB的元件電壓進行采樣保持，并提供給比較器50的反轉(zhuǎn)輸入端子。采樣保持電路80C與比較器50的非反轉(zhuǎn)輸入端子連接。采樣保持電路80C對參照用電容器40的元件電壓進行采樣保持，并提供給比較器50的非反轉(zhuǎn)輸入端子。比較器50基于被采樣保持的驅(qū)動用電容器IOB的元件電壓和同樣被采樣保持的參照用電容器40的元件電壓之間的差分，來生成上述的比較輸出信號，并輸出給驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20。通過采用這種構(gòu)成，能夠?qū)Ⅱ?qū)動用電容器IOB的元件電壓與參照用電容器40的元件電壓的比較定時決定為期望定時。由此，可以進行穩(wěn)定的容量控制。具體而言，因為通過本申請的構(gòu)成以及方法而獲得的電容檢測用的元件電壓的動作為過渡現(xiàn)象，所以認為元件電壓變得不穩(wěn)定。然而，通過提供采樣保持定時，從而即便存在這種不穩(wěn)定的期間，也可以在避免這種現(xiàn)象的定時進行元件電壓差的檢測、即比較輸出信號的生成，從而可以進行穩(wěn)定的容量控制。另外，在驅(qū)動用電容器IOB與參照用電容器40的容量為大致相同的值的情況下，元件電壓差變得極小，會產(chǎn)生元件電壓差在正負之間進行擺動的情形。這種情況下，會產(chǎn)生比較輸出信號在短時間內(nèi)重復“Hi”電平和“Low”電平這種的比較輸出信號的抖動，但是通過進行采樣保持，能夠抑制比較輸出信號的抖動。由此，可以獲得穩(wěn)定的比較輸出信號，可以進行穩(wěn)定的容量控制。另外，即便瞬間產(chǎn)生電干擾，通過采樣保持也能夠去除該干擾對比較輸出信號的影響。由此，可以獲得穩(wěn)定的比較輸出信號，可以進行穩(wěn)定的容量控制。此外，在圖6(B)所示的例子中，將電容檢測用信號的下降定時設(shè)定為采樣保持定時，但是只要是電容檢測信號的施加定時與偏移補償用信號的施加定時之間，則也可以是其他定時。并且，若將電容檢測用信號的下降定時設(shè)定為采樣保持定時，則驅(qū)動用電容器IOB的元件電壓與參照用電容器40的元件電壓之差大致變?yōu)樽畲?，所以通過設(shè)定成該定時，從而能夠獲得穩(wěn)定的比較輸出信號。接著，參照附圖來說明第5實施方式涉及的可變電容元件。圖7是本實施方式的可變電容元件ID的整體構(gòu)成的電路框圖。本實施方式的可變電容元件ID表示在第4實施方式示出的可變電容元件IC中采樣保持電路(S/H)80被連接在比較器50的輸出側(cè)的情況。采樣保持電路80連接于比較器50與驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20之間。從定時產(chǎn)生電路70向采樣保持電路80提供采樣保持用的定時信號PTh’。在此，定時信號PTh’的施加定時被設(shè)定為與上述的第4實施方式示出的定時信號PTh的施加定時大致相同。此外，這種情況下，本實施方式的定時信號PTh’的施加定時也可設(shè)定成較之第3實施方式的定時信號PTh的施加定時延遲了比較器50內(nèi)的信號遅延量。這樣，即便是將采樣保持電路連接在比較器50的后級的構(gòu)成，也可與第4實施方式同樣地進行穩(wěn)定的容量控制。接著，參照附圖來說明第6實施方式涉及的可變電容元件。圖8是本實施方式的可變電容元件IE的電路圖。本實施方式的可變電容元件IE是將第5實施方式示出的可變電容元件ID更具體地以IC化實現(xiàn)了的情形，而且能夠選擇多種電容檢測用信號的大小。此外，在本實施方式中，雖然未示出驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20、定時產(chǎn)生電路70、采樣保持電路80的具體電路，但是根據(jù)實現(xiàn)上述實施方式示出的功能的已知構(gòu)成來適當設(shè)定即可。另外，雖然檢測用信號設(shè)定部90也未示出具體構(gòu)成，但是基于來自外部連接電路例如便攜通信終端的控制部的容量控制的信息而向開關(guān)S61、S62、S63、S64提供接通/斷開控制信號。并且，內(nèi)部的電路構(gòu)成使用生成該接通/斷開控制信號的已知構(gòu)成即可。與驅(qū)動電壓源連接的驅(qū)動電壓輸入端子Vcc，經(jīng)由電阻R40連接了 npn型晶體管Q52的集電極。npn型晶體管Q52的發(fā)射極接地。(A)電容檢測用信號的產(chǎn)生電路(A-I)驅(qū)動用電容器IOB用的電容檢測用信號的產(chǎn)生電路該npn型晶體管Q52的基極與自身的集電極連接，并且與npn型晶體管Q71、Q61、062、063、064連接，這些即11型晶體管071、061、062、063、064的各發(fā)射極接地。通過該構(gòu)成，分別構(gòu)成了以npn型晶體管Q52為公共晶體管的電流鏡電路。npn型晶體管Q61的發(fā)射極連接了開關(guān)S61的一端,npn型晶體管Q62的發(fā)射極連接了開關(guān)S62的一端。另外，npn型晶體管Q63的發(fā)射極連接了開關(guān)S63的一端，npn型晶體管Q64的發(fā)射極連接了開關(guān)S64的一端。各開關(guān)S61、S62、S63、S64的另一端被結(jié)合，而與pnp型晶體管Q22的集電極連接。pnp型晶體管Q22的發(fā)射極與驅(qū)動電壓輸入端子Vcc連接。pnp型晶體管Q22的基極與自身的集電極連接，并且與pnp型晶體管Q21的基極連接。pnp型晶體管Q21的發(fā)射極與驅(qū)動電壓輸入端子Vcc連接。通過該構(gòu)成，構(gòu)成了具有pnp型晶體管Q22、Q21的電流鏡電路。pnp型晶體管Q21的集電極與開關(guān)Sll的一端連接。開關(guān)Sll的另一端經(jīng)由電阻、R31而與MEMS機構(gòu)部10的驅(qū)動用電容器IOB的第2驅(qū)動用電極121連接。此外，第2驅(qū)動用電極121與比較器50的反轉(zhuǎn)輸入端子連接。另外，第2驅(qū)動用電極121經(jīng)由電阻R21而連接了驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20的輸出端。另外，驅(qū)動用電容器IOB的第I驅(qū)動用電極111接地。通過該構(gòu)成，與開關(guān)Sll的接通控制相應的脈沖狀的電容檢測用信號以恒定電流施加給驅(qū)動用電容器10B。(A-2)參照用電容器40用的電容檢測用信號的產(chǎn)生電路另ー方面，npn型晶體管Q71的集電極連接了 pnp型晶體管Q32的集電極。pnp型晶體管Q32的發(fā)射極與驅(qū)動電壓輸入端子Vcc連接。pnp型晶體管Q32的 基極與自身的集電極連接，并且與pnp型晶體管Q31的基極連接。pnp型晶體管Q31的發(fā)射極與驅(qū)動電壓輸入端子Vcc連接。通過該構(gòu)成，構(gòu)成了具有pnp型晶體管Q22、Q21的電流鏡電路。pnp型晶體管Q31的集電極與開關(guān)S12的一端連接。開關(guān)S12的另一端經(jīng)由電阻R32而與參照用電容器40的一端連接。此外，參照用電容器40的一端與比較器50的非反轉(zhuǎn)輸入端子連接。另外，參照用電容器40的一端經(jīng)由電阻R22而連接了驅(qū)動電壓產(chǎn)生部20的輸出端。另外，參照用電容器40的另一端接地。通過該構(gòu)成，與開關(guān)S12的接通控制相應的脈沖狀的電容檢測用信號以恒定電流施加給參照用電容器40。并且，向開關(guān)S11、S12提供定時信號PTa，使開關(guān)Sll的接通控制和開關(guān)S12的接通控制同步地進行，由此能夠測量并比較驅(qū)動用電容器IOB和參照用電容器40的電容。(A-3)電容比的可變設(shè)定其中，通過進行上述的開關(guān)S61 S64的接通/斷開控制，從而能夠調(diào)整向驅(qū)動用電容器IOB供給的電流量。例如，相對于npn型晶體管Q71而將npn型晶體管Q61、Q62、Q63、Q64的電流容量之比分別設(shè)定為I : 1、1 2、1 4、1 8。通過采用這種構(gòu)成，根據(jù)開關(guān)S61 S64之中的被接通控制的開關(guān)的組合，能夠以16個種類來設(shè)定向驅(qū)動用電容器IOB供給的電流量與向參照用電容器40供給的電流量之比。由此，能夠用ー個參照用電容器40來設(shè)定多個應該檢測的電容比。其結(jié)果，能夠利用一個參照用電容器40來控制多個容量值。(B)偏移補償用信號的產(chǎn)生電路(B-I)驅(qū)動用電容器IOB用的偏移補償用信號的產(chǎn)生電路pnp型晶體管Qll的基極與上述的pnp型晶體管Q22的基極連接，pnp型晶體管Qll的發(fā)射極與驅(qū)動電壓輸入端子Vcc連接。通過該構(gòu)成，構(gòu)成了具有pnp型晶體管Q22、Qll的電流鏡電路。pnp型晶體管Qll的集電極與npn型晶體管Q42的集電極連接。由此，與上述的npn型晶體管Q61 Q64的組合相應的電流被供給至npn型晶體管Q42。npn型晶體管Q42的發(fā)射極接地。npn型晶體管Q42的基極與自身的集電極連接，并且與npn型晶體管Q41的基極連接。npn型晶體管Q41的發(fā)射極接地。通過該構(gòu)成，構(gòu)成了具有npn型晶體管Q42、Q41的電流鏡電路。npn型晶體管Q41的集電極與開關(guān)S21的一端連接。開關(guān)S21的另一端經(jīng)由電阻R41而與驅(qū)動用電容器IOB的第2驅(qū)動用電極121連接。
通過該構(gòu)成，與開關(guān)S21的接通控制相應的脈沖狀的偏移補償用信號以恒定電流流動至驅(qū)動用電容器10B。此時，偏移補償用信號的電流方向相對于上述的電容檢測用信號而言為相反方向、即是符號反轉(zhuǎn)信號，所以通過流動該偏移補償用信號，能夠放出由電容檢測用信號對驅(qū)動用電容器IOB充電的電荷。(B-2)參照用電容器40用的偏移補償用信號的產(chǎn)生電路npn型晶體管Q51的基極與上述的npn型晶體管Q52的基極連接。npn型晶體管Q51的發(fā)射極接地。通過該構(gòu)成，構(gòu)成了具有npn型晶體管Q52、Q51的電流鏡電路。npn型晶體管Q51的集電極與開關(guān)S22的一端連接。開關(guān)S22的另一端經(jīng)由電阻R51而與參照用電容器40的一端連接。 通過該構(gòu)成，與開關(guān)S22的接通控制相應的脈沖狀的偏移補償用信號以恒定電流流動至參照用電容器40。此時，偏移補償用信號的電流方向相對于上述的電容檢測用信號而言為相反方向、即是符號反轉(zhuǎn)信號，所以通過流動該偏移補償用信號，能夠放出由電容檢測用信號對驅(qū)動用電容器IOB充電的電荷。此時，也可向開關(guān)S21、S22提供相同的定時信號PTb。由此，同樣能夠排出由電容檢測用信號對驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40充電的電荷。以上，通過使用本實施方式的構(gòu)成，從而可以進行穩(wěn)定的容量控制，并且利用ー個參照用電容器40能夠?qū)⒆鳛轵?qū)動用電容器IOB也就是可變電容元件的外部連接用的容量Co控制成多個值。由此，無需按每個所期望的容量Co來形成容量控制用的所有電路，從而可以使可變電容元件整體小型化。此外，在本實施方式中示出了使驅(qū)動用電容器IOB和參照用電容器40的供給電流之比可變的電路構(gòu)成，但是如果采用使供給電流一定的構(gòu)成，則將npn型晶體管QQ61 Q64設(shè)為ー個，省略pnp型晶體管Qll以及npn型晶體管Q42,來構(gòu)成npn型晶體管Q41與npn型晶體管Q52的電流鏡電路即可。由此，能夠使電路進一步簡略化。另外，也可僅省略上述的pnp型晶體管Q11，來構(gòu)成npn型晶體管Q41和npn型晶體管Q52的電流鏡電路，通過使開關(guān)S21的接通時間與開關(guān)S22的接通時間不同地控制，從而也能夠?qū)崿F(xiàn)使上述的供給電流之比可變的構(gòu)成。另外，在本實施方式中，示出了根據(jù)向驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40供給的供給電流量來實現(xiàn)對多個電容的控制的例子，但是通過由例如附帯開關(guān)的并聯(lián)電容器的陣列等而將參照用電容器40變?yōu)榭勺冸娙菰瑯拥匾材軌驅(qū)崿F(xiàn)向多個電容的控制。這種情況下，例如將上述的npn型晶體管Q61 Q64設(shè)為ー個，以可變的方式控制可變電容元件的容量。并且，也可根據(jù)所設(shè)定的可變電容來進行開關(guān)S21、S22的接通時間控制。而且，也能夠?qū)pn型晶體管Q61 Q64設(shè)為ー個，參照用電容器40也保持ー個的狀態(tài)下，由開關(guān)S11、S12的接通控制時間來進行多個容量的檢測。這種情況下，根據(jù)開關(guān)S1US12的接通控制時間來設(shè)定開關(guān)S21、S22的接通控制時間即可。另外，在上述的各實施方式中，示出了在電容檢測用信號產(chǎn)生部30、偏移補償用信號產(chǎn)生部60的輸出端具備電阻(電阻31C、31D、61C、61D及與其相當?shù)膱D8的電阻R31、R32、R41、R51)的構(gòu)成，但是也可省略這些電阻。并且，通過省略這種電阻，從而驅(qū)動用電容器IOB以及參照用電容器40的元件電壓的變化更呈現(xiàn)直線狀。由此，可以進ー步實現(xiàn)高速的電路響應。
另外，在上述說明中示出了具備定時產(chǎn)生電路70的構(gòu)成，例如也可檢測電容檢測用信號產(chǎn)生部30的輸出端的電流變化，以該電流變化作為觸發(fā)，來使偏移補償用信號產(chǎn)生部60、采樣保持電路80、80C、80D動作。另外，在上述說明中，以基于靜電驅(qū)動的可變電容元件為例進行了說明，但是也能夠?qū)⑸鲜龅娜萘靠刂七m用于基于使用了壓電體的壓電驅(qū)動的可變電容元件。另外，在上述說明中，示出了將可動板設(shè)定為高電阻的硅基板并在該基板表面形成第2驅(qū)動用電極及第2可變電容形成用電極的例子，但是即便是用低電阻硅等形成可動板整體的構(gòu)成，也能夠適用上述的容量控制。符號說明1、1A、1B、1C、1D、1E-可變電容元件;10_MEMS機構(gòu)部;10A_外部連接電容器；IOB-驅(qū)動用電容器；10ト固定板；102_可動板；103_固定部；11ト第I驅(qū)動用電極；112_第 I可變電容形成用電極；121-第2驅(qū)動用電極；122_第2可變電容形成用電極；20_驅(qū)動電壓產(chǎn)生部；30_電容檢測用信號產(chǎn)生部；40_參照用電容器；50_比較器；60_偏移補償用信號產(chǎn)生部；70_定時產(chǎn)生電路；80、80C、80D-采樣保持電路；90_檢測用信號設(shè)定部；21C、21D、31C、31D、61C、61D-電阻。
權(quán)利要求
1.一種可變電容元件，具備 固定板，其具備第I驅(qū)動用電極以及第I可變電容用電極； 可動板，其具備與所述第I驅(qū)動用電極對置的第2驅(qū)動用電極以及與所述第I可變電容用電極對置的第2可變電容用電極；和 驅(qū)動電壓施加部，其向所述第I驅(qū)動用電極以及所述第2驅(qū)動用電極施加驅(qū)動電壓， 所述可變電容元件的特征在于，具備 參照用電容，其具有規(guī)定的容量； 電容檢測用信號產(chǎn)生部，其向由所述第I驅(qū)動用電極以及所述第2驅(qū)動用電極構(gòu)成的驅(qū)動電容部、所述參照用電容施加電容檢測用脈沖信號；和 電壓變化比較部，其比較由所述電容檢測用脈沖信號引起的所述驅(qū)動電容部的電壓變化和所述參照用電容的電壓變化，并輸出比較結(jié)果， 所述驅(qū)動電壓施加部基于所述比較結(jié)果來調(diào)整所述驅(qū)動電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可變電容元件，其特征在于， 所述可變電容元件具備偏移補償用信號產(chǎn)生部，其向所述驅(qū)動電容部以及所述參照用電容施加符號與所述電容檢測用脈沖信號不同的補償用信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變電容元件，其特征在于， 所述可變電容元件具備定時產(chǎn)生部，其向所述電容檢測用信號產(chǎn)生部和所述偏移補償用信號產(chǎn)生部提供施加的定時信號， 所述電容檢測用信號產(chǎn)生部和所述偏移補償用信號產(chǎn)生部根據(jù)定時信號來進行各信號的施加。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變電容元件，其特征在于， 在所述電壓變化比較部的輸入側(cè)或者輸出側(cè)具備采樣保持電路， 所述定時產(chǎn)生部向所述采樣保持電路提供保持定時， 所述采樣保持電路基于所提供的保持定時來進行采樣保持。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意一項所述的可變電容元件，其特征在于， 所述可變電容元件具備電流比調(diào)整部，其調(diào)節(jié)向所述驅(qū)動電容部和所述參照用電容提供的電流比。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即便產(chǎn)生了容量的變動要素也可穩(wěn)定地獲得所期望的容量的可變電容元件。從電容檢測用信號產(chǎn)生部(30)向MEMS機構(gòu)部(10)的驅(qū)動用電容器(10B)和參照用電容器(40)施加脈沖信號的電容檢測用信號。電容檢測用信號和基于驅(qū)動電壓的驅(qū)動用電容器(10B)的元件電壓被提供至比較器(50)的反轉(zhuǎn)輸入端子。另一方面，電容檢測用信號和基于驅(qū)動電壓的參照用電容器(40)的元件電壓被提供至比較器(50)的非反轉(zhuǎn)輸入端子。比較器(50)根據(jù)這些元件電壓之差來生成由“Hi”、“Low”這2個值構(gòu)成的比較輸出信號，并提供給驅(qū)動電壓產(chǎn)生部(20)。驅(qū)動電壓產(chǎn)生部(20)基于比較輸出信號而使驅(qū)動電壓上升或者下降。
文檔編號B81B7/02GK102754172SQ20118000873
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者久萬田明, 柴原輝久, 田中堅志 申請人:株式會社村田制作所