片上螺旋电感的一种新增强型单π模型

针对片上螺旋电感提出了一种新型增强型单π等效电路模型.在宽频范围内,该模型仿真数据和HFSS中电磁仿真数据呈现出很好的拟合结果.所提模型充分考虑了高频下的衬底耦合效应、趋肤效应和邻近效应,基于电磁仿真得到的Y参数,采用拟线性函数法和二端口网络分析法来解析提取电路元件参数值,且所提参数无需进行优化.将各元件参数值应用于该对称单π等效电路,在0~20 GHz范围内可以精确地模拟片上螺旋电感各参数随频率变化的特性,从而验证了等效电路模型的准确性.     

硅基集成电路螺旋电感优化设计方法

针对于硅基集成电路中螺旋电感的建模、分析和设计提出了一种新的优化设计方法.在分析了已有的对称型电感和锥型电感结构之后,针对电感在高频时的物理特性和电感的具体结构,结合两种结构的优点,提出了更加合理的锥型对称电感,使得螺旋电感的电感值、品质因数、差分特性和自激振荡频率都有了显著的提高.本优化方法尤其适合高性能全差分电路设计过程中对高性能电感的要求.本优化设计选取典型的单层正方形螺旋电感作为测试对象,工作频率2.439 GHz,芯片面积最大值限定为250μm×250μm.     

基于LTCC技术的新型电感模型设计

目的 设计新型的LTCC螺旋电感的等效电路模型.方法 考虑到LTCC多层结构之间的相互影响,在基本等效电路的基础上,增加了对地的耦合电容和电感,以及螺旋结构之间耦合电容、电感.结果 通过三维电磁仿真和高频电路仿真表明电路模型和三维LTCC螺旋电感在0～10 GHz范围内有非常好的吻合度.结论 新型电路模型在较宽的频率范围内能够代替三维LTCC电感,在射频电路设计方面有很强的实用性.     

硅集成电路多层结构螺旋电感的建模和分析

使用电磁场方法对硅衬底上的多层结构螺旋电感进行了建模和分析，与典型的单层螺旋电感比较的结果表明，多层螺旋并联可以提高电感的等效厚度从而减小电阻损耗；多层螺旋串联则可以在相同面积下提高电感值，但由于导体间耦合电容的增大，最大品质因素（Q值）出现在较低频率，自谐振频率也降低。     

模拟电容与电感及其仿真分析

模拟电容与模拟电感在集成电路中得到了广泛的应用.本文引入模拟电容与模拟电感模型,对两模型电路作了详细的时频分析和EWB(Electronics Workbench)软件仿真分析.以五阶Butterworth滤波器电路为例,通过对滤波器电路及其仿真电感替换电路的仿真对比分析,进一步验证了仿真电感模型的电感特性.     

微机械平面螺旋电感的Q值分析与结构优化

为优化微机械平面螺旋电感 ,提出了一种计算品质因数 (Q值 )的方法。通过系统分析影响平面螺旋电感 Q值的主要因素 ,获得硅微机械电感的简化模型 ,在此基础上采用电磁分析法讨论了射频条件下高频电磁场效应对电感寄生电阻的影响 ,从而得到了计算平面螺旋电感 Q值的方法。利用此方法对几何参数不同的几种线圈进行分析 ,获得了具有较高 Q值电感的优化结构。在 2 GHz的工作频率下 ,优化的平面螺旋结构线圈导线宽度和厚度分别为 10μm和5μm     

磁芯螺线管微电感的计算机模拟

采用电磁场理论建立了FeNi磁芯螺线管微电感的物理模型,并对交流载荷下的微电感进行了模拟.通过与磁芯厚度为10、20、30和40μm的微电感的实验结果对比,表明该物理模型能够较准确地模拟磁芯螺线管微电感的主要损耗,进而可计算微电感的电感量和品质因子.模拟结果与实验符合较好.     

平面螺旋电感的设计、制备和参数提取

设计和制备了一组6个平面螺旋电感,测量了其S参数,并基于电感等效电路提取了电感量和Q值等参数,对实验结果进行了详细的研究和分析,得出了一系列有用的结论.     

利用模拟电感实现混沌及控制的实验研究

利用运算跨导放大器构成的模拟电感,实现了蔡氏混沌电路.利用模拟电感设计了一个易于调节的带阻滤波器,并将它应用于控制蔡氏电路中,得到了不同的周期轨道.实验观测结果表明:用模拟电感构成的电路,元件参数易于调节;电路容易起振;电路鲁棒性强.     

CMOS集成电感的建模与仿真

为了优化现有的射频CMOS电路中片上集成螺旋电感的模型,分析了利用MATLAB和ADS软件协同仿真建立集成电感模型的方法,以及利用VPCM来定制集成电感的优缺点;并针对传统FDK的局限性,提出一个交互式多样化的参数可变的电感模型。以电感2—π等效模型为基础,针对特定尺寸的电感调整建立了固定尺寸电感模型;并调整到与实测电感的L及Q值曲线相拟合,验证了模型的准确性。良好的参数提取精度证明了该建模方法的灵活性和有效性,方法可用于射频以及混合信号集成电路设计。     

一种CMOS集成MEMS片上螺旋电感设计与仿真

 设计了一种与CMOS工艺兼容的MEMS片上螺旋电感。电感为矩形平面螺旋线圈结构,并采用电导率较高的铜代替铝制作线圈。利用MEMS技术设计了厚金属线圈,同时在CMOS级低阻硅衬底中刻蚀空腔,减小了线圈的串联电阻和衬底损耗,提高了电感的Q值。设计了与CMOS工艺相兼容的低温MEMS工艺和基于该工艺的1nH电感模型。使用HFSS软件对该电感模型进行仿真,结果表明,该电感在仿真频率为6.6GHz和10GHz时Q值分别达到了22.37和20.74,且自谐振频率大于20GHz,较传统的CMOS片上集成电感有明显改善;同时随着电感线圈厚度的增加,电感的Q值增加,而电感值(L值)则减小,且在仿真频段内电感值的变化小于5.5%。     

一种新型立体集成电感设计

高Q值的片上集成电感是单片集成射频电路、微波电路中不可缺少的重要元件。衬底损耗、金属损耗及电感螺旋线之间磁通量的相互抵消是限制集成电感品质的主要因素。首次提出了一种利用常规硅工艺实现的新型立体集成电感设计,先在介质层上刻蚀出一个锥形柱面,然后在凹面上镀金属层,利用平面螺旋电感的制造方法,就可制造出立体电感;分析了该集成电感在金属损耗及电感螺旋线之间磁通量的相互抵消等多方面的优势;提出了该型集成电感的两种仿真模型;利用ASITIC软件近似仿真发现该型集成电感能获得较高Q值。     

The Application of FDTD and Micro Genetic Algorithms on the Planar Spiral Inductors

1Introduction Printedcircuitsandplanarstructurehavebeenusedwidely intherecentyears.TheRFintegratecircuitbasedonCMOS andBi CMOShasmanyadvantagesoverthosebasedonthe GaAs.AlthoughlargerlossalongwiththeSi based semiconductor,thelowcostandtheeasyintegrationwiththe digitalsignalprocessor.Theadvantagesofthewireless telecommucationsuchaslostcost,lownoise,lowdissipation andhighworkingfrequencycanberealisedbyinductors,thereforethedesignoftheinductorsareofgreatimportance forthewholestructure.Theind…     

抗过载片上集成MEMS悬浮螺旋电感

 针对微机电系统(MEMS)悬浮电感机械性能较差问题,设计了一种应用于高过载环境的片上集成MEMS 悬浮螺旋电感。通过采用一种新颖的阶梯式螺旋线圈结构,有效减小了悬浮线圈在高过载环境中的变形与应力。利用ANSYS 和HFSS 软件对设计的电感力学性能和射频性能进行联合仿真。仿真结果表明,采用阶梯式螺旋线圈的MEMS 悬浮电感的抗过载能力比采用等截面线圈的传统MEMS 悬浮电感提高了近3 倍,并且具有相当的射频性能;与增加了支撑柱的等截面MEMS 悬浮电感相比,所设计的MEMS 悬浮电感具有与之相当的力学性能,但是其射频性能明显优于增加了支撑柱的电感。     

OEIC跨阻光接收机中电感技术的研究

研究目的在于分析光电集成电路（ Ｏ Ｅ Ｉ Ｃ）光接收机中电感技术的作用和原理,以及最佳电感设计规则。基于精确的有源器件（包括金属半导体金属光电探测器和高电子迁移率晶体管）噪声等效电路模型和微波单片集成电路（ Ｍ Ｍ Ｉ Ｃ）无源方型螺旋电感等效电路模型,提出了一种简单的计算光接收机跨阻特性和噪声特性的矩阵分析方法,讨论了电感对光接收机性能的影响,指出了电感的设计需要在光接收机稳定性、跨阻特性、噪声特性三方面基础上折衷考虑     

耦合电感在交错并联Boost变换器中的应用研究

将反向耦合电感应用于交错并联Boost变换器,分析了耦合电感的耦合系数对交错并联Boost变换器电流纹波和动态响应的影响,给出了反向耦合电感集成磁件的设计方法,并作了仿真及实验研究。结果表明,稳态电流纹波与动态响应是一对矛盾,耦合系数越小,输出电流纹波越小,但动态响应越慢,耦合电感交错并联Boost变换器对耦合电感的设计要根据变换器的输出性能综合考虑。     

用于电源接收器和信号传感器的硅基集成电感的建模与设计优化

对于硅基集成电感进行的电磁效应分析,在适当的近似下,可以简化为电学和磁学集总参数的运算,基于此建立了硅基集成电感的电学方程模型。开发了一个电源接收器的参数提取和设计优化器Antenna Optimizer。利用这一工具,可以优化得到不同电路的片上电源接收器的设计参数,应用于近距离无线通讯领域。给出了计算所得值与实际测试值之间的比较。结果表明该模型在作为电源接收器或信号传感器的低频应用范围内能较好地反映现实。     

磁耦合共振无线能量传输系统中平面螺旋线圈的设计

采用基于矩量法的电磁仿真软件(FEKO)对平面螺旋线圈进行3D建模, 并通过计算50 cm处的近场值, 得出平面螺旋线圈的谐振频率, 省略了传统方法对平面螺旋线圈电感量进行的复杂计算. 根据仿真模型数据制作线圈, 并测试其S₁₁参数. 实验与仿真结果表明, 该方法可简化平面螺旋线圈的设计. 在磁耦合共振无线
能量传输系统中用19.3 MHz线圈传输能量, 点亮了一组LED阵列, 因此该设计可用于无线能量传输系统.     

开关电源输出滤波电感KRP设计法

给出一种从输出滤波电感的电流波动系数KRP出发,设计开关电源输出滤波电感的新方法.解决了目前一直沿用的传统的设计方法中依靠经验设计、缺乏完善的理论设计依据的不足,给出了严格的输出滤波电感设计方法和电感上电流有效值及输出滤波电容上电流纹波有效值的计算公式,为开关电源输出电感的设计提供了可靠的依据.