一种基于片上变压器的可调电感结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115831559A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211476108.9(22)申请日2022.11.23(71)申请人上海航天科工电器研究院有限公司地址200000上海市普陀区祁连山南路2891弄93号(72)发明人肖顺群马顺利曹军吴天祥陈宏志李雪峰曾超凡潘嘉豪徐卓凡(74)专利代理机构合肥东信智谷知识产权代理事务所(普通合伙)34143专利代理师陈格兵(51)Int.Cl.H01F27/30(2006.01)H01F38/14(2006.01)H01F29/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于片上变压器的可调电感结构(57)摘要本发明公开了一种基于片上变压器的可调电感结构，包括：配置于顶层金属中的初级线圈，所述初级线圈的两端分别为差分输入端，所述初级线圈的两端之间外接VDD，提供初级线圈的偏置；配置于顶层金属中的次级线圈，所述次级线圈与初级线圈耦合，所述次级线圈的两端之间连接开关，该开关可以采用MOS管；所述初级线圈上的等效输入电感响应于所述开关的通断而发生变化。CN115831559ACN115831559A权利要求书1/1页1.一种基于片上变压器的可调电感结构，其特征在于，包括：配置于顶层金属中的初级线圈，所述初级线圈的两端分别为差分输入端，所述初级线圈的两端之间外接VDD；配置于顶层金属中的次级线圈，所述次级线圈与初级线圈耦合，所述次级线圈的两端之间连接开关；所述初级线圈上的等效输入电感响应于所述开关的通断而发生变化。2.根据权利要求1所述的一种基于片上变压器的可调电感结构，其特征在于，所述初级线圈与次级线圈均两端间隔性靠近布置为八边形。3.根据权利要求2所述的一种基于片上变压器的可调电感结构，其特征在于，所述次级线圈包括第一次级线圈和第二次级线圈，且初级线圈设置于第一次级线圈和第二次级线圈之间，第二次级线圈设置于最外侧。4.根据权利要求3所述的一种基于片上变压器的可调电感结构，其特征在于，还包括设置于顶层金属下方的次高层金属，所述次高层金属配置为连接外部器件，所述第一次级线圈的两端分别向下电性连接至两个次高层金属，所述初级线圈的两端分别向下电性连接至两个次高层金属，所述次高层金属彼此之间非接触性设置。5.根据权利要求4所述的一种基于片上变压器的可调电感结构，其特征在于，所述顶层金属厚度为3.3μm，所述次高层金属厚度为0.9μm，所述顶层金属的中心为O距第一次级线圈、初级线圈、第二次级线圈的任一边垂直距离分别为12μm、22μm、32μm。6.根据权利要求1所述的一种基于片上变压器的可调电感结构，其特征在于，所述初级线圈上的等效输入电感响应于所述第二次级线圈、第一次级线圈的开关的通断分别为91pF(0，0)、79pF(1，0)、65pF(0，1)、47pF(1，1)，0表示开关断开，1表示开关闭合。7.根据权利要求5所述的一种基于片上变压器的可调电感结构，其特征在于，所述开关为MOS管。2CN115831559A说明书1/4页一种基于片上变压器的可调电感结构技术领域[0001]本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种基于片上变压器的可调电感结构。背景技术[0002]随着无线通信技术不断发展，射频集成电路(RFIC)也不断地向着低成本、低功耗、高集成度发展。片上变压器作为射频集成电路中一种重要的无源器件，被广泛的应用于压控振荡器、功率放大器、低噪声放大器、混频器等电路中，实现阻抗匹配、功率合成、交流耦合、差分信号与单端信号的相互转换、隔离及带宽扩展等功能。随着晶体管特征尺寸的不断缩小和工作频率的不断上升，具有低压工作特性的变压器，其性能的好坏将直接决定电路模块的性能，因此，片上变压器的设计和优化成为射频集成电路成功设计的难点之一。[0003]滤波器也是无线收发机中不可缺少的部分，如果可以将滤波器集成在芯片内部，则可以减小芯片内外阻抗匹配的设计，也可以减小系统面积，降低整个无线收发系统的成本，实现完整的SOC通信系统解决方案。片上集成变压器品质因数的提高可以使得具有较高性能的射频滤波器在硅衬底上实现。[0004]片上变压器就是两个或者多个片上电感的组合。因此，对于片上变压器的研究与电感的研究是紧密相联的。传统的片上变压器往往采用特定某种的耦合方式，相关参数在设计后已经固定，尤其在滤波器应用中无法在实际使用中根据不同情况改变。发明内容[0005]本发明针对现有技术的问题，提供一种基于片上变压器的可调电感结构，利用变压器的初级线圈和次级线圈来作为毫米波无源滤波器的部分谐振电路，这样，使用较少的器件便可以实现具有较大动态范围的毫米波无源滤波器。具体技术方案如下：[0006]一种基于片上变压器的可