[发明专利]可变电容元件、调节可变电容元件的方法、可变电容装置及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及非易失性可变电容元件，其电容随给定的写入电压而变化并且在去除写入电压后仍被保持。本发明还涉及调节该可变电容元件的方法、可变电容装置和电子设备。

背景技术

通常，为了控制频率、时间等，可变电容二极管(变容二级管)、MEMS等已被商业化并被广泛使用。这些元件只允许较小的电流(微安级电流)通过并且不适用于高功率应用。然而，本发明人已提出一种可变电容元件，其包括允许大电流通过的铁电材料。

例如，下文的专利文献1描述了一种可变电容器，其具有改进可靠性和生产率的电极结构，其中将钛酸盐体系用作高介电材料。

所有这些常规可变电容元件均为端电容随施加的控制电压变化的可变电容元件，并且，可以说是在控制电压被去除时电容返回初始值的易失性可变电容元件。因此，这种易失性可变电容元件需要被连续控制。因此，包括该可变电容元件的电子设备需要控制电路和电源用以控制该可变电容元件。

专利文献1：JP-A-2007-287996

发明内容

本发明所要解决的问题

此外，由于在出厂设置中使用可变电容元件进行校正的元件间偏差等，不是总能被控制的电子设备可能需要具有调谐频率偏移。然而，易失性的且需要连续控制的常规可变电容元件不能满足这些需要。

鉴于上述原因，本发明提供一种可变电容元件，其电容能够被自由地设置成对应于写入电压的期望值，并且一旦被设置，在去除写入电压后该电容仍能被保持。本发明还提供调节该可变电容元件的方法、可变电容装置和电子设备。

用于解决该问题的手段

为了解决上述问题并达到本发明的目的，根据本发明的可变电容元件的特征在于包括多个串联或并联连接的单元可变电容元件，单元可变电容元件中的每个包括一对电极，其间形成有铁电材料层。

通过施加dc电压来改变根据本发明的可变电容元件的电容，并且在去除该dc电压之后，仍保持该变化了的电容。

一种调节可变电容元件的方法，其中该可变电容元件包括一对电极，其间形成有铁电材料层，该方法包括步骤：最大化或最小化铁电材料层的电偶极矩之和；以及，通过在可变电容元件的电极之间施加期望的写入电压来向可变电容元件写入期望的电容，其中该可变电容元件的铁电材料层的电偶极矩之和已被最大化或最小化。

根据本发明，写入电压为向可变电容元件施加的dc电压，用于向可变电容元件写入期望的电容。依照根据本发明的调节可变电容元件的方法，调节可变电容元件以使其具有期望的电容。此外，该方法包括以下步骤：最大化或最小化铁电材料层的电偶极矩之和，其能够拓宽电容的可调范围。

根据本发明的可变电容装置的特征在于，包括：可变电容元件，其包括一对电极，其间形成有铁电材料层；以及，电容元件，用于消除可变电容元件的两侧上的dc电压且与该可变电容元件串联连接。该可变电容装置的特征在于，还包括：可变电容元件，其包括多个串联或并联连接的单元可变电容元件，单元可变电容元件中的每个包括一对电极，其间形成有铁电材料层；以及，电容元件，用于消除可变电容元件的两侧上的dc电压且与该可变电容元件串联连接。

根据本发明的可变电容装置包括用于消除dc电压的电容元件。因此，当将该可变电容装置构建在给定的电路中时，能够防止外部施加于该可变电容元件的dc电压影响该电路。

根据本发明的电子设备的特征在于包括可变电容装置，所述可变电容装置包括：可变电容元件，其包括一对电极，其间形成有铁电材料层；以及电容元件，用于消除该可变电容元件的两侧上的dc电压且与该可变电容元件串联连接。

该电子设备的特征还在于包括可变电容装置，该可变电容装置包括：可变电容元件，其包括多个串联或并联连接的单元可变电容元件，单元可变电容元件中的每个包括一对电极，其间形成有铁电材料层；以及电容元件，用于消除该可变电容元件的两侧上的dc电压且与该可变电容元件串联连接。

根据本发明的电子设备包括可变电容装置，该可变电容装置包括用于消除dc电压的电容元件，因此，能够从外部向该可变电容元件施加dc电压而不影响该电子设备。此外，通过外部施加dc电压来调节该可变电容元件的电容。

依照根据本发明的可变电容元件，能够通过向该可变电容元件施加dc电压来精确地调节该可变电容元件的电容。

依照根据本发明的调节可变电容元件的方法，能够扩展可变电容元件的电容的可调范围。

依照根据本发明的可变电容装置，能够当在期望的电子设备中实施可变电容装置时调节该可变电容元件的电容。