[發明專利]一種電感值可調的片上集成電感

無效

• 申請號: 201110283135.X
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102306642A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 李小進;祝文濤;石艷玲;王勇;蔡靜;陳壽面;趙宇航;胡少堅
• 申請（專利權）人: 華東師范大學;上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L23/525;H01L23/64;H01F29/02
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，具體涉及一種電感值可調的片上集成電感。

背景技術

電感值可調片上集成無源電感可應用于無源匹配網絡、LC壓控振蕩器和相移器等電路中。電感值可調集成無源電感可用來優化可配置射頻電路使其具有多種工作模式，增加壓控振蕩器的調節范圍等。

通常，排除其它電路的影響，任意一段金屬導線的電感和電容具有如下關系：

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????其中，c表示金屬導線的電容，l表示金屬導線的電感，ε和μ分別表示包圍金屬導線介質層的介電常數和磁導率。一旦包圍金屬導線的介質材料確定，則金屬導線本身的電容和電感的乘積為常數。改變電容c的值會引起電感l隨之變化。

現有的電感值可變的片上集成電感，其原型結構主要包含兩個電感線圈，實現的方法主要有：1）通過臨近次線圈電流耦合來控制磁場；2）采用MOS管或MEMS結構開關來改變電感線圈的串、并聯關系。線圈電流耦合方法通常是在主線圈下增加一層重疊的次線圈，通過開關控制使次線圈懸浮或接地電位從而實現兩種不同電磁場狀態，而不同的電磁場狀態會使主線圈表現出兩種不同的電感值。而通過改變電感線圈串并聯的方法，則主要是從物理結構角度增加一個電感線圈，在原有電感值的基礎上加上一個新值。MEMS結構開關相比MOS管性能更好。由于其需要特殊制備工藝，因而不太常用。無論哪種方法，均只能實現兩種電感值的變化。

本發明克服現有技術中電磁場耦合調節單一的缺陷，提出了一個設有開關選擇陣列的電感值可調片上集成電感。現有技術采用兩個電感線圈調節電感值，通過控制其中一個電感線圈的懸空或接地，或者控制兩個電感線圈的串聯或一個電感線圈直接短路來改變電感值，每種現有技術的片上集成電感只能提供2種可調電感值，然而，本發明仍然采用兩個電感線圈，通過控制開關選擇陣列的開關卻可實現5種不同電感值，與現有技術中每種方法只有2種可調電感值相比，增加了電感值調節范圍。

發明內容

本發明提出一種電感值可調的片上集成電感，包括兩個電感線圈和開關選擇陣列；所述電感線圈之間上下重疊設置，且均連接在所述開關選擇陣列上，所述開關選擇陣列通過開關選擇述電感線圈的連接方式及電流方向。

其中，所述電感線圈1包括節點11、節點12，電感線圈2包括節點21、節點22，所述節點11、12、21、22分別連接在所述開關選擇陣列上。

其中，所述電感線圈為四邊形或多邊形，電感線圈的圈數至少為一圈；所述電感線圈之間設有隔離層。

其中，隔離層上設置有穿孔。

其中，所述開關選擇陣列包括開關S0、開關S1、開關S2、開關S3、開關S4、開關S5、開關S6、輸入端、輸出端。

其中，所述開關選擇陣列中，所述輸入端和節點11相連；

所述節點21通過所述開關S0接地；

所述節點21通過所述開關S1與所述節點12相連；

所述節點11通過所述開關S2和所述節點22相連；

所述節點12通過所述開關S3和所述節點22相連；

所述節點12通過所述開關S4和所述輸出端相連；

所述節點22通過所述開關S5和所述輸出端相連；

所述節點21通過所述開關S6和所述輸出端相連。

本發明目的在于提供一種電感值可調的片上集成電感，本發明的片上集成電感能夠提供5種不同電感值，在集成電路上可調范圍大，并且通過容易實現的開關陣列控制，本發明制備電感值范圍廣，實用性強。

本發明的技術特征是采用開關選擇陣列，通過開關選擇兩個電感線圈的連接方式以及電感線圈中的電流方向，從而調節片上集成電感的電感值，實現電感值可調。開關選擇陣列由電路及開關組成，制備工藝簡單，易于實現。

附圖說明

圖1為本發明電感值可調的片上集成電感的結構示意圖。

圖2為本發明電感值可調的片上集成電感中開關選擇陣列與各節點的連接示意圖。

圖3為本發明電感值可調的片上集成電感的實施例中片上集成電感的結構示意圖。

圖4為本發明電感值可調的片上集成電感的實施例中片上集成電感在不同配置下的電感值。

具體實施方式