[发明专利]一种电感值可调的片上集成电感

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种电感值可调的片上集成电感。

背景技术

电感值可调片上集成无源电感可应用于无源匹配网络、LC压控振荡器和相移器等电路中。电感值可调集成无源电感可用来优化可配置射频电路使其具有多种工作模式，增加压控振荡器的调节范围等。

通常，排除其它电路的影响，任意一段金属导线的电感和电容具有如下关系：

                                                                                   

    其中，c表示金属导线的电容，l表示金属导线的电感，ε和μ分别表示包围金属导线介质层的介电常数和磁导率。一旦包围金属导线的介质材料确定，则金属导线本身的电容和电感的乘积为常数。改变电容c的值会引起电感l随之变化。

现有的电感值可变的片上集成电感，其原型结构主要包含两个电感线圈，实现的方法主要有：1）通过临近次线圈电流耦合来控制磁场；2）采用MOS管或MEMS结构开关来改变电感线圈的串、并联关系。线圈电流耦合方法通常是在主线圈下增加一层重叠的次线圈，通过开关控制使次线圈悬浮或接地电位从而实现两种不同电磁场状态，而不同的电磁场状态会使主线圈表现出两种不同的电感值。而通过改变电感线圈串并联的方法，则主要是从物理结构角度增加一个电感线圈，在原有电感值的基础上加上一个新值。MEMS结构开关相比MOS管性能更好。由于其需要特殊制备工艺，因而不太常用。无论哪种方法，均只能实现两种电感值的变化。

本发明克服现有技术中电磁场耦合调节单一的缺陷，提出了一个设有开关选择阵列的电感值可调片上集成电感。现有技术采用两个电感线圈调节电感值，通过控制其中一个电感线圈的悬空或接地，或者控制两个电感线圈的串联或一个电感线圈直接短路来改变电感值，每种现有技术的片上集成电感只能提供2种可调电感值，然而，本发明仍然采用两个电感线圈，通过控制开关选择阵列的开关却可实现5种不同电感值，与现有技术中每种方法只有2种可调电感值相比，增加了电感值调节范围。

发明内容

本发明提出一种电感值可调的片上集成电感，包括两个电感线圈和开关选择阵列；所述电感线圈之间上下重叠设置，且均连接在所述开关选择阵列上，所述开关选择阵列通过开关选择述电感线圈的连接方式及电流方向。

其中，所述电感线圈1包括节点11、节点12，电感线圈2包括节点21、节点22，所述节点11、12、21、22分别连接在所述开关选择阵列上。

其中，所述电感线圈为四边形或多边形，电感线圈的圈数至少为一圈；所述电感线圈之间设有隔离层。

其中，隔离层上设置有穿孔。

其中，所述开关选择阵列包括开关S0、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、输入端、输出端。

其中，所述开关选择阵列中，所述输入端和节点11相连；

所述节点21通过所述开关S0接地；

所述节点21通过所述开关S1与所述节点12相连；

所述节点11通过所述开关S2和所述节点22相连；

所述节点12通过所述开关S3和所述节点22相连；

所述节点12通过所述开关S4和所述输出端相连；

所述节点22通过所述开关S5和所述输出端相连；

所述节点21通过所述开关S6和所述输出端相连。

本发明目的在于提供一种电感值可调的片上集成电感，本发明的片上集成电感能够提供5种不同电感值，在集成电路上可调范围大，并且通过容易实现的开关阵列控制，本发明制备电感值范围广，实用性强。

本发明的技术特征是采用开关选择阵列，通过开关选择两个电感线圈的连接方式以及电感线圈中的电流方向，从而调节片上集成电感的电感值，实现电感值可调。开关选择阵列由电路及开关组成，制备工艺简单，易于实现。

附图说明

图1为本发明电感值可调的片上集成电感的结构示意图。

图2为本发明电感值可调的片上集成电感中开关选择阵列与各节点的连接示意图。

图3为本发明电感值可调的片上集成电感的实施例中片上集成电感的结构示意图。

图4为本发明电感值可调的片上集成电感的实施例中片上集成电感在不同配置下的电感值。

具体实施方式