[發(fā)明專利]晶載式多繞組變壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210124712.5
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN103377809A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃凱易;陳又新
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;鄭小軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種晶載式(on-chip)變壓器，特別是指一種具有三繞組以上且的晶載式多繞組變壓器。

背景技術(shù)

在無線通信的應(yīng)用領(lǐng)域中，系統(tǒng)的三個主要單元為傳輸器、天線、及接收器。一般而言，在空氣中所傳輸?shù)臒o線信號皆屬于單端式信號(single-ended?signal)，而傳輸器內(nèi)部的差分電路卻是屬于差分式信號(differential?signal)，因此傳輸器必須將其內(nèi)部的差分式信號轉(zhuǎn)換成單端式信號，方能再經(jīng)由天線發(fā)送至空氣中；另一方面，接收器則必須將天線接收而傳來的單端式信號先轉(zhuǎn)換成差分信號后，方能交由其內(nèi)的低噪聲放大器(low?noise?amplifier，LNA)使用。此類信號轉(zhuǎn)換的操作是通過平衡-非平衡式(balanced?to?unbalanced，balun)變壓器來實現(xiàn)，且傳輸端與接收端各具一變壓器元件，若實現(xiàn)于芯片上將占用頗大的芯片面積。

隨著集成電路科技往單芯片系統(tǒng)(system?on?chip，SoC)的方向發(fā)展，集成式電感變壓器已取代傳統(tǒng)分離式(discrete)變壓器，而被廣泛使用在射頻集成電路(RFIC)中。然而，集成電路中的無源元件，例如電感器或其組成的變壓器，常占用大的芯片面積；因此，如何將其數(shù)量精簡化及面積最小化，同時還能維持良好的元件特性，例如質(zhì)量因子、耦合系數(shù)、或匹配等，成為降低芯片成本的重要關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提出一種多繞組的晶載式變壓器，可將多個的變壓器整合成一個集成式元件，以大幅減少變壓器或電感器所占用的芯片布局面積。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其提供一種多繞組變壓器，形成于一集成電路基板上，其包括：一多繞組結(jié)構(gòu)，其至少包含空間上相互分離的一第一繞組、一第二繞組、及一第三繞組；以及一保護環(huán)，形成于該多繞組結(jié)構(gòu)外圍；其中，該第一繞組與該第二繞組做為一第一變壓器，該第二繞組與該第三繞組做為一第二變壓器。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其提供一種多繞組變壓器，形成于一集成電路基板上，其包括：一第一繞組；一第二繞組；以及一第三繞組；其中，該第一、第二及第三繞組依次環(huán)繞但獨立，該第一繞組與該第二繞組做為一第一變壓器，該第二繞組與該第三繞組做為一第二變壓器。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，其提供一種多繞組變壓器，形成于一集成電路基板上，其包括：一第一繞組；一第二繞組；以及一第三繞組；其中，該第一、第二及第三繞組依次環(huán)繞但獨立，且該第二及第三繞組俯視投射至基板的位置位于該第一繞組的最外線圈俯視投射至基板的位置之內(nèi)。

本發(fā)明的多繞組變壓器可將三個以上的繞組(二個以上的變壓器)整合為單一元件，而降低面積并具良好匹配，進而降低成本。

附圖說明

圖1A為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的多繞組變壓器的繞組線路布局圖。

圖1B為根據(jù)圖1A的實施例的變壓器的等效電路圖。

圖2為根據(jù)圖1A的實施例沿著A-A’直線所得到的剖面結(jié)構(gòu)圖。

圖3A為根據(jù)圖1A實施例的第一繞組的線路布局圖。

圖3B為根據(jù)圖1A實施例的第二繞組的線路布局圖。

圖3C為根據(jù)圖1A實施例的第三繞組的線路布局圖。

圖4A為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的多繞組變壓器的繞組線路布局圖。

圖4B為根據(jù)圖4A的實施例的變壓器的等效電路圖。

圖5A為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的多繞組變壓器的繞組線路布局圖。

圖5B為根據(jù)圖5A的實施例的變壓器的等效電路圖。

圖6為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的多繞組變壓器的繞組線路布局圖。

圖7A為根據(jù)本發(fā)明第五實施例的多繞組變壓器的繞組線路布局圖。

圖7B為根據(jù)圖7A的實施例的剖面結(jié)構(gòu)圖。

圖7C為根據(jù)圖7A的實施例的變壓器的等效電路圖。

圖8A為根據(jù)本發(fā)明第六實施例的多繞組變壓器的繞組線路布局圖。

圖8B為根據(jù)圖8A的實施例的剖面結(jié)構(gòu)圖。

圖8C為根據(jù)圖8A的實施例的變壓器的等效電路圖。

其中，附圖標記說明如下：

100/200/300/400/500變壓器

10基板/芯片

20多層結(jié)構(gòu)

201第一層

203第二層

202第三層

30第一繞組

31a/31b/31c第一半圈線圈

32a/32b/32c第二半圈線圈