[发明专利]一种宽频带、大电感值、高Q值且Q值可独立调节的有源电感

说明书

本发明提供了一种宽频带、大电感值、高Q值且Q值可独立调节的有源电感。该有源电感包括：第一跨导单元，第二跨导单元，频带拓展单元，可调分流单元，反馈单元。第一跨导单元与第二跨导单元首尾连接实现电感基本功能，反馈单元与第一跨导单元的并联连接，不但增大了电感值，而且增大了等效输出电阻，减小了等效串联电阻，实现了高的Q值；频带拓展单元和可调分流单元分别与第一跨导单元串联和并联，分别减小了有源电感的等效输入电容进而实现了宽的工作频带和实现了对第一跨导单元电流的调节进而可对电感值进行调节。本有源电感适用于对电感有宽频带工作要求，且在宽频带内对Q值有独立调节要求的射频集成电路。

技术领域

本发明涉及射频器件与集成电路领域，特别是一种可在宽频带内工作，具有大电感值和高Q值，并且Q值相对于电感值可以独立调节的有源电感。

背景技术

电感是射频集成电路中一个关键的元件，广泛地应用在低噪声放大器、电压控制振荡器、混频器等多种电路中，其Q值、电感值和工作频带直接影响射频集成电路的性能。随着5G时代的到来，由于移动通信所需支持的模式和频段增多，在射频集成电路设计过程中，对电感值和工作带宽提出了更高的要求。希望电感同时具有大的电感值和宽的工作频带；另一方面，希望电感的Q值高，且可进行调节。

目前，在射频集成电路(RFICs)中通常使用片上螺旋电感。但由于片上螺旋电感的电感值与几何尺寸息息相关，电感值越大，电感所占的面积也就越大，占据了大部分的芯片面积，增加了成本。同时，它难以在高频下取得大电感值，也无法对电感值和Q值进行调节。因此，片上螺旋电感难以适应集成电路向小尺寸、高频和可调性等高性能发展的大趋势。因此人们对采用有源器件构成的等效电感电路(有源电感)逐渐关注起来。

目前现有的有源电感，由于组成电路拓扑的不同功能单元连接还不够优化，使得有源电感的不同性能参数指标之间相互耦合，仅能在较窄的工作频带内取得大电感值，且调节Q值时对电感值影响较大，难以独立调节，这些问题限制了有源电感在射频集成电路中的应用。

为了解决上述有源电感存在的问题，本发明提供了一种新型有源电感，该有源电感在宽频带内具有大电感值、高Q值，且可对Q值在固定频率下进行大范围调节。

本发明采用以下技术方案：

一种宽频带、大电感值、高Q值且Q值可独立调节的有源电感，如图1所示，该有源电感包括：第一跨导单元(1)，第二跨导单元(2)，频带拓展单元(3)，可调分流单元(4)，反馈单元(5)。

所述有源电感的第一跨导单元(1)包括第五N型MOS晶体管(M₅)、第六N型MOS晶体管(M₆)和第七P型MOS晶体管(M₇)；第二跨导单元(2)包括第一N型MOS晶体管(M₁)和第二N型MOS晶体管(M₂)；频带拓展单元(3)包括第三N型MOS晶体管(M₃)和第四N型MOS晶体管(M₄)；可调分流单元(4)为第八N型MOS晶体管(M₈)；反馈单元(5)包括第九N型MOS晶体管(M₉)和第十P型MOS晶体管(M₁₀)。