可变电感制造技术

一种可变电感，包含有一电感元件以及一第一电感调整电路。该第一电感调整电路包含有一第一开环回路结构以及一第一开关元件。该第一开关元件耦接于该第一开环回路结构。当该第一开关元件处于一导通状态时，该第一开环回路结构与该第一开关元件能够形成一第一闭环回路，以产生一第一磁通量来改变该电感元件运作时的一磁通量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一可变电感,尤指一种应用电磁润流效应(Eddy current effect)来调整电感值的可变电感。
技术介绍
在一般的半导体制程中，电感的制作往往是应用平面上或堆叠的一螺旋状结构的导体来产生所需的电感值。而一般已知的半导体可变电感往往是在螺旋电感中加上结构性的修正来达到调整电感值的目的。举例来说，请同时参照图I与图2，图I为已知可变电感100的电路示意图，而图2为图I所示的可变电感100的实作结构示意图，其中第一电路110与第二电路120分别为运作在不同频率的两个电路(例如，分别应用于两个不同无线局域网络协议操作频率的震荡器电路)。由图可知，已知的可变电感100具有四个节点NA1、NA2、NB1以及NB2,且其中一端(例如中心节点(center tap))则直接或间接地连接至一固定电位。当系统需要操作在较低的频率时，可变电感100会经由节点NBl以及NB2提供较 高的电感值给第二电路120 ;另一方面，当系统需要操作在较高的频率时，可变电感100会经由节点NAl以及NA2提供较低的电感值给第一电路110。由图I与图2可知，已知的可变电感100虽然可以提供两组不同的电感值，然而，其结构是各自独立并无法共用，且需匹配相对应的应用电路，故已知可变电感100在制作成本、寄生效应、或功率消耗上仍然有待改盡口 o请再参照图3，其为另一已知可变电感300的实作结构示意图。图3中的已知可变电感300为一堆叠式的立体结构，包含有三个部分位在上方的电感元件LB1、位在下方的电感元件LB2以及连接在电感元件LBl与LB2之间的开关元件SWT，其中已知可变电感300的两个节点PU P2分别位在电感元件LBl与LB2结构的一端。当开关元件SWT处于导通状态时，连结于节点P1、P2之间的电路仅会看到电感元件LBl的电感值，而当开关元件SWT处于非导通状态时，连结于节点PU P2之间的电路则会看到电感元件LBl与电感元件LBl串联起来的电感值，因此，已知可变电感300可经由开关元件SWT的操作来改变其电感的大小。然而，开关元件SWT必须加在电感的主体上，其寄生电容或电阻的效应会影响可变电感300的电感质量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可变电感，其应用了电磁涡流效应(Eddy currenteffect)，故在一般的电感结构加上简单的电感调整电路便可轻易地达到调整电感的效果并可降低先前技艺中调整电路的寄生效应。依据本专利技术的一实施例，其提供了一种可变电感，包含有一电感元件以及一第一电感调整电路。该第一电感调整电路包含有一第一开环回路结构以及一第一开关元件。该第一开关元件耦接于该第一开环回路结构。其中当该第一开关元件处于一导通状态时，该第一开环回路结构与该第一开关元件能够形成一第一闭环回路，以产生一第一磁通量来改变该电感元件运作时的一磁通量。附图说明图I为已知可变电感的电路示意图。 图2为图I中的已知可变电感的实作结构示意图。图3为另一已知可变电感的实作结构示意图。图4为依据本专利技术的一第一实施例所实现的一可变电感的结构示意图。图5为依据本专利技术的一第二实施例所实现的一可变电感的结构示意图。图6为依据本专利技术的一第三实施例所实现的一可变电感的结构示意图。图7为依据本专利技术的一第四实施例所实现的一可变电感的结构示意图。主要元件符号说明100、300、400、500、600、700 可变电感110第一电路120第二电路ACl、AC1’第一调整电路AC2第二调整电路GRl第一闭环回路结构GR2第二闭环回路结构L、LBl、LB2 电感元件MFO磁通量MFl第一磁通量NA1、NA2、NB1、NB2、N1、N2、P1、P2 节点SffT开关元件SffTUSffTr第一开关元件SWT2第二开关元件具体实施例方式请参照图4，其为依据本专利技术的一第一实施例所实现的一可变电感400的结构示意图。可变电感400包含有一电感元件L以及一第一电感调整电路ACl。电感元件L包含有两个输出节点NI以及N2，而第一电感调整电路ACl则包含有一第一开环回路(open-loop)结构GRl以及一第一开关元件SWTl (在此实施例中，第一开关元件SWTl以一晶体管来加以实现，然而，此仅作为范例说明之用，并非本专利技术的限制条件)。当电感元件L处于一运作状态且第一开关元件SWTl处在一非导通状态时，电感元件L上所导通的电流会在电感元件L产生一磁通量MFO，因此，从输出节点NI以及N2会观察到由磁通量MFO所产生的一电感值。然而，当第一开关元件SWTl处于一导通状态时，第一开环回路结构GRl与第一开关元件SWTl会形成一第一闭环回路(closed loop),由于电感元件L运作时的磁通量MFO会随着电感元件L中的电流而有所变化，而电磁润流效应(Eddy current effect)会在第一开环回路结构GRl与第一开关兀件SWTl所形成的该第一闭环回路导通一电流,并产生一第一磁通量MFl抵抗磁通量MFO的变化，进而改变从输出节点NI以及N2所观察到的电感值。在此实施例中，第一开环回路结构GRl由电感元件L外围的一保护环(guardring)所构成，并在第一开环回路结构GRl的两端点间以第一开关元件SWTl加以连结，也就是说，相较于已知的可变电感架构，本专利技术仅需要经由调整电感元件L外围的保护环，便可轻易完成第一电感调整电路ACl，进而完成可变电感的设计，并不需要增加额外的电路且可应用在各种差动电路的设计之上。在本专利技术的实施例中，电感元件L可以为一螺旋电感，其可以利用单层或多层金属来实现。然而，上述结构仅为本专利技术的一优选实施例，在其它实施例中，第一电感调整电路ACl也可使用其它结构来完成。举 例来说，请参照图5，其为依据本专利技术的一第二实施例所实现的一可变电感500的结构示意图。图5中所示的各个电路元件功能与图4中相对应的元件功能大致相同，在此便不再赘述。 相较于图4所示的可变电感400，图5中的第一电感调整电路ACl是配置在电感元件L的正下方而不是在其外围，然而，当第一开关元件SWTl导通时，图5中的电感元件L所产生的磁通量MFO同样也会在第一电感调整电路ACl引发电磁涡流效应，是故同样能达到调整电感值的效果。请注意，上述的第一开环回路结构GRl可应用同一平面的金属层来实现，也可应用多层金属层来实现。而第一开环回路结构GRl所配置的位置也不限定在电感元件L的上方、下方、内部或是外围，只要第一电感调整电路ACl在形成闭环回路时会电磁涡流效应影响，而产生一第一磁通量MFl来部分抵消原有的电感元件L的磁通量MFO即可，这些设计上的变化均属于本专利技术的范围之内。也即，于集成电路的布局图(layout)中，第一开环回路结构GRl的位置并不限定在电感元件L的上方、下方、内部、外围、或是与电感元件L部分或全部重叠。其中，在本专利技术中，若开环回路结构以保护环所构成，该保护环可以为包含单层金属的保护环或由包含多层金属堆叠而成的堆叠保护环(stacked guard ring);其中保护环的宽度也可以做设计为可调整，其宽度越大，可降低保护环的寄生电阻以增加电磁涡流效应而降低电感值。此外，在本专利技术中，也可以通过改变开关元件的阻值以调整电感，若开关元件以一晶体管来实现，可以经由调整晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.03 TW 1001070921.一种可变电感，包含有 一电感元件；以及 一第一电感调整电路，包含有 一第一开环回路结构；以及 一第一开关元件，耦接于所述第一开环回路结构； 其中当所述第一开关元件处于一导通状态时，所述第一开环回路结构与所述第一开关元件能够形成一第一闭环回路，以产生一第一磁通量来改变所述电感元件运作时的一磁通量。2.根据权利要求I所述的可变电感，其中，所述第一开关元件为一晶体管。3.根据权利要求I所述的可变电感，其中，所述第一开环回路结构为一保护环。4.根据权利要求3所述的可变电感，其中，所述保护环为一堆叠保护环。5.根据权利要求I所述的可变电感，其中，所述第一闭环回路利用一电磁涡流效应来产生所述第一磁通量以改变所述电感元件运作时的所述磁通量。6.根据权利要求I所述的可变电感，还包含有 一第二电感调整电路，包含有 一第二开环回路结构；以及 一第二开关元件，耦接于所述第二开环回路结构； 其中，当所述第二开关元件处于一导通状态时，所述第二开环回路结构与所述第二开关元件能够形成一第二闭环回路，以产生一第二磁通量来改变所述电感元件运作时的所述磁通量。7.根据权利要求6所述的可变电感，其中，所述第一、第二开关元件均为晶体管，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯易，简育生，叶达勋，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：