本发明专利技术属于集成电路技术领域，具体为一种用于片上变压器的高频等效电路结构。本发明专利技术的电路结构包括：三电感以表示高频电感的自感及互感感值，四电容以表示顶层金属到衬底的氧化层电容，五并联结构以模拟有损耗的衬底，三电阻以表示接触孔的接触电阻，四电容以表示是端口之间两层金属的电容耦合。本发明专利技术十分适用于电路设计的使用，可较易的建立片上变压器的模型，具有重要实用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属集成电路
，涉及一种用于片上变压器的高频变压器的等效电路 结构。
技术介绍
由于片上变压器在收发机等射频集成电路中的广泛应用，建立高精度，低复杂 度的片上变压器模型显得越来越重要。现有技术公开了目前射频单端和双端电感的 One-PI(TIB)模型已被普遍采用，但基于Two-PI的变压器高频等效模型，由于衬底的高损 耗特性使得模型建立比较困难。寻找新的变压器的高频等效电路结构以引起有关研究者的关注。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于片上变压器的高频等效电路结构。根据本专利技术可以比较容易的建立电感模型。本专利技术所述的电路结构包括三电感以表示高频电感的自感及互感感值，四电容 以表示顶层金属到衬底的氧化层电容，五并联结构以模拟有损耗的衬底，三电阻以表示接 触孔的接触电阻，四电容以表示是端口之间两层金属的电容耦合。具体而言，为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种用于片上电感的高频等效 电路结构，包括三电感(Li、L2、L3)，以表示高频电感的自感及互感感值；五电容(Coxl、 Cox2.Cox3.Cox4.Cox5)，以表示顶层金属到衬底的氧化层电容；五并联结构，以模拟有损耗 的衬底；三电阻(R11、R22、R33)以表示接触孔的接触电阻；四电容(Csl、Cs2、Cs3、Cs4)以 表示是端口之间两层金属的电容耦合。其中电感(Li)与所述电阻(Rll)顺序串联后与所 述电容(CS1、CS2、CS3、CS4)耦接；所述电感(L2)与所述电阻(R22)、电感(L3)、电阻(R33) 顺序串联后与所述电容(Csl、Cs2、Cs3、Cs4)耦接；电容(Coxl)与所述二并联结构、电容 (Cox2)顺序串联后与所述电容(CS1、CS2、CS3、CS4)耦接；电容(Cox3)与所述二并联结构、 电容(Cox4)顺序串联后与所述电容(CS1、CS2、CS3、CS4)耦接；电容(Cox5)与所述一并联 结构顺序串联后与所述电感(L2、L3)耦接。上述并联结构由电容(Csil、Csi2、Csi3、Csi4、Csi5)和电阻(Rsil、Rsi2、Rsi3、 Rsi4、Rsi5)分别并联组成。本专利技术根据工艺参数和版图参数计算等效电感物理模型的元件参数值的方法以 及元件值得计算方法使得变压器模型做到可扩展性并且能满足类Spice仿真器的时域仿 真要求，十分适合电路设计的使用，可较易的建立片上变压器的模型，具有重要实用价值。为了便于理解，以下将通过具体的附图和实施例对本专利技术的进行详细地描述。需 要特别指出的是，具体实例和附图仅是为了说明，显然本领域的普通技术人员可以根据本 文说明，在本专利技术的范围内对本专利技术做出各种各样的修正和改变，这些修正和改变也纳入 本专利技术的范围内。附图说明图1是本专利技术一个具体实施例中片上变压器的等效电路模型，其中，L1、L2、L3为三电感；Coxl、Cox2、Cox3、Cox4、Cox 为五电容；R11、R22、R33 为三电阻；Csl、Cs2、Cs3、Cs4 为四电容。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。首先本专利技术采用了如下原理，本专利技术提出了 Two-PI等效电路各元件参数的计算 方法，通过计算得出的元件参数具有较强的物理意义以及能使模型有较好的可扩展性。如图1所示，在如图1所示变压器的等效电路结构中，L表示表示高频电感的自感 及互感感值，Cox表示顶层金属到衬底的氧化层电容，RlU R22、R33表示接触孔的接触电阻，Cs表示是端口之间两层金属的电容耦合，Rsi与Csi并联模拟有损耗的衬底。另外，通过测量各种圈数，外径，线宽，间距的变压器S和Y参数，模型和实际测试 值即使在17GHz频率下也能较好符合品质因数，插入损耗，输入阻抗，输出阻抗，自感和互 感等参数，模型计算值与实际仿真较符合。本专利技术提出的片上变压器的仅由RLC元件构成的等效电路模型，并且给出了相应 元件参数的计算方法，适用于时域和频域仿真，完全满足类SPICE仿真要求。权利要求一种用于片上变压器的高频等效电路结构，其特征在于，包括三电感(L1、L2、L3)，五电容(Cox1、Cox2、Cox3、Cox4、Cox5)，五并联结构，三电阻(R11、R22、R33)和四电容(Cs1、Cs2、Cs3、Cs4)；其中所述电感(L1)与所述电阻(R11)顺序串联后与所述电容(Cs1、Cs2、Cs3、Cs4)耦接；所述电感(L2)与所述电阻(R22)、电感(L3)、电阻(R33)顺序串联后与所述电容(Cs1、Cs2、Cs3、Cs4)耦接；所述电容(Cox1)与所述二并联结构、电容(Cox2)顺序串联后与所述电容(Cs1、Cs2、Cs3、Cs4)耦接；所述电容(Cox3)与所述二并联结构、电容(Cox4)顺序串联后与所述电容(Cs1、Cs2、Cs3、Cs4)耦接；所述电容(Cox5)与所述一并联结构顺序串联后与所述电感(L2、L3)耦接。2.根据权利要求1所述的用于片上变压器的高频等效电路结构，其特征在于，所述三 电感(L1、L2、L3)表示高频电感的自感及互感感值；五电容(Coxl、Cox2、Cox3、Cox4、Cox5)表示顶层金属到衬底的氧化层电容；五并联结构，表示模拟有损耗的衬底；三电阻(R11、R22、R33)表示接触孔的接触电阻；四电容(CS1、CS2、CS3、CS4)表示是端口之间两层金属的电容耦合。3.根据权利要求1所述的用于片上变压器的高频等效电路结构，其特征在于，所述并 联结构由电容(Csil、Csi2、Csi3、Csi4、Csi5)和电阻(Rsil、Rsi2、Rsi3、Rsi4、Rsi5)分别 并联组成。全文摘要本专利技术属于集成电路
，具体为一种用于片上变压器的高频等效电路结构。本专利技术的电路结构包括三电感以表示高频电感的自感及互感感值，四电容以表示顶层金属到衬底的氧化层电容，五并联结构以模拟有损耗的衬底，三电阻以表示接触孔的接触电阻，四电容以表示是端口之间两层金属的电容耦合。本专利技术十分适用于电路设计的使用，可较易的建立片上变压器的模型，具有重要实用价值。文档编号G06F17/50GK101840441SQ200910047730公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月18日 优先权日2009年3月18日专利技术者任俊彦, 傅海鹏, 李宁, 李巍, 郑仁亮 申请人:复旦大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于片上变压器的高频等效电路结构，其特征在于，包括：三电感（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３），五电容（Ｃｏｘ１、Ｃｏｘ２、Ｃｏｘ３、Ｃｏｘ４、Ｃｏｘ５），五并联结构，三电阻（Ｒ１１、Ｒ２２、Ｒ３３）和四电容（Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３、Ｃｓ４）；其中所述电感（Ｌ１）与所述电阻（Ｒ１１）顺序串联后与所述电容（Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３、Ｃｓ４）耦接；所述电感（Ｌ２）与所述电阻（Ｒ２２）、电感（Ｌ３）、电阻（Ｒ３３）顺序串联后与所述电容（Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３、Ｃｓ４）耦接；所述电容（Ｃｏｘ１）与所述二并联结构、电容（Ｃｏｘ２）顺序串联后与所述电容（Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３、Ｃｓ４）耦接；所述电容（Ｃｏｘ３）与所述二并联结构、电容（Ｃｏｘ４）顺序串联后与所述电容（Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３、Ｃｓ４）耦接；所述电容（Ｃｏｘ５）与所述一并联结构顺序串联后与所述电感（Ｌ２、Ｌ３）耦接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任俊彦，傅海鹏，郑仁亮，李巍，李宁，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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