[发明专利]一种电感值可调的片上集成差分电感

说明书

技术领域

本发明涉及一种片上集成差分电感，尤其涉及一种电感值可调的差分电感。

背景技术

电感是毫米波集成电路的关键元件之一，毫米波集成电路由于存在各种寄生电感、寄生电容，在流片后，电路的测试结果可能与仿真结果产生较大的偏差，甚至导致芯片不能正常工作。而常用的片上螺旋电感、片上共面波导电感的电感值均无法实现可调，因此设计一种流片后电感值可调的片上电感可根据需要调整芯片的性能，从而提高芯片的良率。

差分模型包括两种大小相等，相位相反的信号。差分模型相比单端模型的优点在于其共模抑制比，使其受环境噪声的影响更小。在高性能模拟和混合信号电路中，差分模型已成为主要选择，差分电感广泛应用于低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、混频器(Mixer)、缓冲器(Buffer)、压控振荡器(VCO)等领域。

近年来虽然也出现一些非标准CMOS工艺的电感值可调的片上电感，但是工艺复杂且成本昂贵。如何采用标准CMOS工艺设计宽可调范围的片上差分电感是目前的研究热点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明针对目前片上差分电感的电感值不可调或者必须采用非标准CMOS工艺设计电感值可调的差分电感的问题，提出一种基于多层共面波导的电感值可调的片上差分电感，可通过改变片上CMOS开关的控制电压来改变差分电感的电感值，从而提高电感值的可调范围。

(二)技术方案

在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。所属领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书并不以名称的差异作为区分组件的方案，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。

本发明提出了一种片上集成差分电感，包括：

采用基于多层共面波导的差分电感，两条差分信号线与接地平面的顶层都处于最顶层金属层上。

所述的两条差分信号线的一端分别连接到一个信号端口，另外一端则连接在一起，并通过一条顶层金属传输线连接到地。

位于两条差分信号线两侧的共面波导的接地平面，由最顶层金属到最底层金属通过层与层之间的过孔电性连接起来，所述的共面波导结构的各金属层形成金属侧墙；

所述的差分信号线之间有4对最顶层金属连接线，每对金属连接线之间用一个片上CMOS开关连接起来，所述的片上CMOS开关的栅极连接到一个直流焊垫上。

通过改变所述的片上CMOS开关的栅极电压，控制CMOS开关的导通或断开状态，实现在不同位置把所述的两条差分信号线连接到地，从而改变所述的差分信号线的长度，因此改变所述的差分电感的电感值。

(三)有益效果

本发明提供一种包含片上CMOS开关的基于多层共面波导的片上差分电感，所述差分信号线之间有多对顶层金属连接线通过片上CMOS开关连接起来，通过改变片上CMOS开关的控制电压来改变每对金属连接线的断开和接通状态，从而改变所述差分信号线的实际长度，进而改变差分电感的电感值，实现所述的差分电感的电感值可调。

附图说明

图1为本发明一个实施例的基质、各层金属、各层金属之间的过孔的横截面示意图。

图2为图1所示的一个实施例的差分电感立体示意图。

图3为图2所示的实施例的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1的100为基质材料，101为最底层金属(金属层一)，102为金属层二，103为金属层三，104为金属层四，105为金属层五，106为金属层六；107为金属层一与基质之间的contact层，108为金属层一与金属层二之间的过孔一，109为金属层二与金属层三之间的过孔二，110为金属层三与金属层四之间的过孔三，111为金属层四与金属层五之间的过孔四，112为金属层五与金属层六之间的过孔五。

图2的104，127分别为所述的多层共面波导，由最顶层金属至最底层金属(金属层一)通过过孔连接起来。117，125分别为所述的差分信号线，由最顶层金属构成。118，119，120与121分别是四个所述的CMOS开关。CMOS开关118的栅极由金属连接线131连接到焊垫126；CMOS开关119的栅极由金属连接线129连接到焊垫113；CMOS开关120的栅极由金属连接线132连接到焊垫128；CMOS开关121的栅极由金属连接线130连接到焊垫115。