[发明专利]片上中心抽头差分电感

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子元件，具体地说，涉及一种片上电感。

背景技术

在CMOS射频集成电路(RFIC)发展中，最迫切的和最困难的是要发展高性能的新器件和新的单元电路，它们是实现单片CMOS集成射频前端的基础。平面螺旋电感作为射频集成电路中的关键元件，是电路中最难设计和掌握的元件，它的性能参数直接影响着射频集成电路的性能。片上电感能实现射频集成电路中电感的集成化问题，从而有助于射频集成电路的片上系统实现。

片上电感一般通过金属薄膜在硅衬底上绕制而成，相对于现有的线绕电感，片上电感具有成本低、易于集成、噪声小和功耗低的优点，更重要的是能与现今的CMOS工艺兼容。而对于片上电感这类无源器件相对别的电路元件会占较大的面积，为了使得片上电感继续与不断缩小面积的CMOS工艺兼容，从而优化芯片面积，业界一般采用的方法有：

1.将两个完全相同的电感并排放置来形成对称的结构。

2.使用差分螺旋的片上电感，而且还能与差分信号兼容。这种电感是将两个完全相同的螺旋电感缠绕在一起，这样可以增加这两个对称电感之间的磁场耦合，以获得比较高的有效电感值。

片上差分电感相对于普通片上电感的好处是能够利用差分电感内部的耦合、用较小的面积实现较大的电感值。中心抽头差分电感在射频集成电路中具有广泛的应用，可用于差分电感的压控振荡器的谐振网络，用于正交压控振荡器中的源极二次谐波耦合，全差分低噪声放大器和混频器的负载谐振网络等。因而可以广泛集成在手机、无线局域网、卫星电视等通信系统等的射频集成电路中。

请参阅图1，图1为现有的片上中心抽头差分电感示意图，其中心抽头(Center Tap)3是从绕线线圈1的末端通过过孔(未标示)至其正下方处，直接引出一条连接线直接与地线4相连，而此连接线是从部分的绕线线圈交叠区(Crossover Area)2正下方直接穿过，其中中心抽头3是处于金属层M1中，绕线线圈交叠区2是处于金属层M3中，电感的绕线线圈1是处于金属层M2中。

现有的片上中心抽头差分电感其缺陷在于：片上中心抽头差分电感的绕线线圈、中心抽头以及绕线线圈交叠区分别处于不同的金属层中，因而制造成本比较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种片上中心抽头差分电感，降低制造成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种片上中心抽头差分电感，所述中心抽头差分电感由绕线线圈、绕线线圈交叠区以及由绕线线圈末端引出的中心抽头组成，所述绕线线圈交叠区和中心抽头制作在一金属层中，所述绕线线圈制作在另一金属层中。

进一步的，所述中心抽头呈“M”型或“T”型结构。

进一步的，所述中心抽头的引出线两端与地线连接。

进一步的，所述绕线线圈呈多边形或者圆形。

与现有的中心抽头差分电感相比，本发明的片上中心抽头差分电感的中心抽头与绕线线圈交叠区处于同一金属层中，使得片上中心抽头差分电感只需要两层金属即可完成片上中心抽头差分电感的制作，因此在获得相同性能的片上中心抽头差分电感情况下，相对于现有的三层金属的片上中心抽头差分电感，减少了一层金属层的工艺制作，从而极大地降低工艺制作成本，且具有广泛的应用价值。

附图说明

图1是现有的片上中心抽头差分电感示意图；

图2是本发明实施例一的片上中心抽头差分电感示意图；

图3是本发明实施例二的片上中心抽头差分电感示意图；

图4是本发明实施例三的片上中心抽头差分电感示意图；

图5是本发明实施例四的片上中心抽头差分电感示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的片上中心抽头差分电感作进一步的详细说明。

实施例一：

请参考图2，图2是本发明实施例一的片上中心抽头差分电感示意图。绕线线圈1的圈数为5圈，中心抽头3是向上的，中心抽头3与绕线线圈交叠区2处于同一金属层(金属层M1)中，其结构设计成“M”字型形状，且与绕线线圈交叠区2无交叠之处，中心抽头3的两端直接与地线4相连，而第三端通过过孔(未标示)直接与绕线线圈1末端连接的。绕线线圈1是处于金属层M2中，呈十六边形形状。本实施例的片上中心抽头差分电感只需要两层金属即可完成片上中心抽头差分电感的制作，因此在获得相同性能的片上中心抽头差分电感情况下，相对于现有的三层金属的片上中心抽头差分电感，减少了一层金属层的工艺制作，从而极大地降低工艺制作成本，且具有广泛的应用价值。

实施例二：