[实用新型]对称渐缩集成电感

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子元件，更确切的说是一种在集成电路中应用的集成电感。

背景技术

随着移动电话、无线局域网以及数字电视等产业的发展，CMOS射频集成电路已经成为当今微电子和通信领域的研究热点之一，在硅衬底上制作射频集成电路，符合射频集成电路低成本、全集成的发展要求。射频集成电路需要高品质的无源器件，如电感、电容等，其中电感一般采用运算放大器所构成的等效电感来代替，但由于其功耗大、面积大、噪声大、高频性能差而不能满足日益发展的需要，这就使得研究与CMOS工艺兼容的高电感品质的集成电感的迫切性提高。

在硅基衬底上实现具有足够高电感品质的电感存在两大难题：(1)用于制作电感的金属本身的电阻带来的损失；(2)CMOS工艺采用的低电阻衬底在高频时产生的寄生电容效应和寄生电阻效应。针对第一个难题的解决方法有：采用低电阻率的金属制作电感；增加金属厚度以减小串联电阻等。针对第二个难题的解决方法有：采用低损失衬底；增加氧化层厚度或使电感悬空以加强电感与衬底之间的隔离等。上述所有这些提高电感品质的方法都在不同程度上增加了工艺的复杂性，并且对不同的应用频率所带来的效果也不同。除了这些纵向结构带来的寄生效应之外，横向的版图参数也与寄生效应有关。

提高电感品质的另一类重要手段是针对电感几何结构参数进行优化设计，这种方法可以有效地降低流片成本，同时又能保证与标准硅CMOS工艺的兼容。比如在全差分电路的对称结构的电感设计，这种对称结构通过下一层金属来实现圈与圈之间的对接。这样就使得电感的两个抽头都在线圈的最外一圈，并且使得电感具有几何对称性。但是这种方法并没有提高电感的值和品质。

为了提高电感的值和品质，有一种方法是增加电感的单圈金属线宽，使比以前同比增加，然而趋肤效应和临近效应改变了电感线圈的电流分布和电流密度，增大了电感的等效串联电阻，仅仅依靠增加金属线宽来减小电感的串联电阻的做法，在高频情况下就不再有效了。这时可以保持金属的间距不变，而将电感的内圈金属线的宽度减小，而外圈金属线的宽度增大。这种由内到外线宽逐渐加宽的电感结构可以提高电感的品质因数和自激振荡频率。这种方法虽然提高了电感的值和品质，但却恶化了电感两个抽头的对称性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有对称特性和高频特性的对称渐缩集成电感。

为了解决上述问题，本实用新型采取以下技术方案：

一种对称渐缩集成电感，包括一根金属线缠绕成的内外多圈线圈，所述金属线为两头窄中间宽或两头宽中间窄的阶梯形的对称结构，且较宽部分的金属线的长度大于较窄部分的金属线的长度，对称的金属线的一半由以宽到窄的顺序由外到内缠绕，较宽的金属线缠绕形成外圈的上半圈，宽窄过渡处内折形成紧邻内圈的下半圈，依次缠绕，最窄的金属线构成电感最内圈，另一半金属线以相反规则向外缠绕，在窄宽过渡处和已知线圈弯折点交叉形成对应圈的另一半，最终形成单圈线圈宽度相等且抽头同在内圈或外圈的结构。

所述金属线的宽度呈等差、等比数列的规律变化或无规律变化。

所述缠绕成的电感线圈为圆饼型。

本实用新型的有益效果为：本实用新型单圈线圈为对称结构，两个抽头同在内圈或外圈，使本实用新型的电感具有几何对称性，从而具有优异的差分特性，由外到内圈的金属线宽度逐渐变小，使电感具有优异的差分特性的同时具有良好的高频特性，从而提高了电感品质，而且克服了具有单一特性电感的缺点，使电感的整体性能得到全面的提高。

附图说明

图1是第一种实施例中对称渐缩集成电感的结构示意图；

图2是另一种实施例中对称渐缩集成电感的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。