硅微机械平面电感的衬底效应

提出了一种品质因数(Q)的计算方法,分析了对于平面螺旋电感Q值产生决定性影响的各种因素.在微机械电感传统模型的基础上对涡流效应产生的寄生电阻和有损衬底电容进行了细致的研究,并且得到了理论结果.研究结果表明,Q值的大小与几何参数和工作频率均有关.通过理论分析和计算,可以得到结构优化的方法.     

硅微机械平面电感的衬底效应

提出了一种品质因数(Q)的计算方法,分析了对于平面螺旋电感Q值产生决定性影响的各种因素.在微机械电感传统模型的基础上对涡流效应产生的寄生电阻和有损衬底电容进行了细致的研究,并且得到了理论结果.研究结果表明,Q值的大小与几何参数和工作频率均有关.通过理论分析和计算,可以得到结构优化的方法.     

三维微机械电感的优化设计

研究了影响三维微机械电感电感值和Q值的主要因素 ,提出了电感值和Q值的理论计算模型。并利用该模型 ,对不同尺寸结构的三维微机械电感进行了数值模拟。根据理论计算的结果 ,得到了电感的优化结构 ,在 2 .5GHz的工作频率下 ,其电感值为 11nH ,Q值为 9。     

硅基RF平面螺旋电感的圈数对品质因子的影响

从硅衬底RF集成电路中平面螺旋电感的品质因子Q的表达式出发,采用ADS软件模拟计算了平面螺旋集成电感L值与品质因子Q值.通过两组电感Q值的对比,发现品质因子Q随着电感圈数的增加而减小.以电感值为3.28nH的设计为例,将电感圈数从2增加到6,计算得到的品质因子Q从4.3(@1.1GHz)降低到2.7(@1.4GHz),模拟计算结果与理论分析相吻合.该分析和结论将对硅衬底RF集成电路中片上电感的设计具有重要的指导意义.     

硅基RF平面螺旋电感的圈数对品质因子的影响

从硅衬底RF集成电路中平面螺旋电感的品质因子Q的表达式出发,采用ADS软件模拟计算了平面螺旋集成电感L值与品质因子Q值.通过两组电感Q值的对比,发现品质因子Q随着电感圈数的增加而减小.以电感值为3 2 8nH的设计为例,将电感圈数从2增加到6 ,计算得到的品质因子Q从4 3(@1 1GHz)降低到2 7(@1 4GHz) ,模拟计算结果与理论分析相吻合.该分析和结论将对硅衬底RF集成电路中片上电感的设计具有重要的指导意义     

13.56MHz RFID读写器天线的设计与仿真

为提高13.56 MHz RFID读写器天线的发射效率,并使其天线在实验室易于研发和试制,对13.56 MHz RFID天线系统的工作原理进行了简要介绍,在此基础上,把13.56 MHz RFID读写器天线线圈等效为PCB平面螺旋电感,利用HFSS软件建立模型并仿真得出电感值L、品质因子Q值等参数。其仿真结果得到的电感值与理论计算值相差0.03μH,在可接受的范围内。考虑到实际天线产生的寄生电容,提出了在天线末端加开路补偿线圈的方法,避免因寄生电容产生地电流而使天线线圈的磁场强度降低,仿真结果证实了该方法的可行性。     

一种数字控制电感测量仪的设计与实现

设计了一个以芯片STM32F407ZGT6为控制核心的数字式电感测量仪,可以对正弦信号源、电感Q值以及电感值实现精确测量。系统硬件电路主要由电源供电电路、信号产生电路、信号调理、测量电路、数据采集与处理以及人机交互等模块组成,其中信号调理电路采用高速运放进行放大和阻抗变换,调节信号幅度的同时保证各级的输入输出阻抗,以达到最高的测量精度。测量电路采用谐振法测量回路谐振频率,然后用伏安法测量可变电容当前值,再通过谐振频率和电容值计算得到被测电感的Q值和电感值。最后经过测试,系统实现了输出范围达50～40MHz 的正弦信号源,测量误差优于0.1%,并且对电感Q值和电感值的测量误差均小于3%。     

一种基于物理模型遗传算法的平面螺旋电感的优化技术

针对CMOS RF平面螺旋电感的物理模型，提出了一种使用遗传算法优化电感设计参数的优化技术，应用这种技术，人们无需再通过等Q值线来求取Q值最佳的电感设计方案，因为等Q值线的计算代价很高，而且一旦工艺条件改变，所有的等Q值线都要重新计算，效率很低，而这里提出的优化技术在计算时并没有将所有的电感版图设计方案都计算一遍，因而教育处效率大大提高，计算结果与相应设计方案的测量参数比较，只有约5％的计算误差，计算结果与相同条件下的等Q值线的最佳设计方案比较，这种优化技术总能昨得出与之基本一致的最佳方案，事实上，由于这种优化技术的灵活性，“真正”的最佳方案设计方案只能由这种优化技术得出，而等Q值线只能得出“相对”电佳的设计方案。     

用于射频集成的高Q硅基电感的优化设计

采用理论分析与电磁仿真结合的方法,对硅上多层金属构成的螺旋电感进行电性能研究,优化并获得一种适用于射频电路集成的硅基射频高Q电感。对于影响电感Q值的多种损耗机制,重点研究了趋肤效应对电感的影响。并通过结构参数及金属层叠优化后,硅上电感的Q值可以达到60以上,自谐振频率可以达到10 GHz以上,可以较好地应用于射频系统中的滤波选频及匹配等网络。     

体硅CMOS射频集成电路中高Q值在片集成电感的实现

制作高Q值在片集成电感一直是体硅CMOS射频集成电路工艺中的一大难点，文章讨论和分析了体硅RF IC工艺中提高在片集成电感Q值的几种常用方法，这些方法都与CMOS工艺兼容。     

螺旋电感品质因数Q的GP优化

为了提高螺旋电感的品质因数,综合多种变量进行高效的优化,提出一种GP优化的方法来得到螺旋电感品质因数最佳值.该方法通过matlab仿真分析了集成电路螺旋电感的一种物理模型,找出了对螺旋电感品质因数有影响的几个变量.在此基础上对螺旋电感模型整体进行了建模,在确定的电感值及一定限制条件下,用matlab进行螺旋电感品质因数Q的严格的GP优化.仿真结果表明,与遗传算法和等Q值线相比,GP优化的方法分别提高了14.5%和20.2%.     

新颖的常规硅工艺实现的侧向螺线型征上集成电感

提出了一种用常规硅工艺实现的片上集成电感的螺线型新结构。制造工艺使用标准双层金属布线的常规硅工艺。测量了螺线型集成电感的S参数，从测量数据计算了集成电感的参量。实验的侧向螺线型片上集成电感的Q值峰值为1.3，电感量为2.2nH。对用两层金属层实现的侧向螺线片上集成电感和单层金属的常规平面螺旋电感的实验结果进行了比较，电感量和Q值与常规平面螺旋电感有可比性。     

不同几何参数对螺旋电感性能的影响研究

采用Matlab软件进行编程计算,结果显示减小电感填充率可以有效增大电感值,而增大电感金属条宽度与间距之比或减小两者之和都可以有效提高电感Q值。作为实例设计实现了一个电感值为8mH作在2GHz时Q值为4．34的正方形螺旋电感。     

新颖的常规硅工艺实现的侧向螺线型片上集成电感

提出了一种用常规硅工艺实现的片上集成电感的螺线型新结构．制造工艺使用标准双层金属布线的常规硅工艺．测量了螺线型集成电感的S参数，从测量数据计算了集成电感的参量．实验的侧向螺线型片上集成电感的Q值峰值为1.3，电感量为22nH．对用两层金属层实现的侧向螺线型片上集成电感和单层金属的常规平面螺旋电感的实验结果进行了比较，电感量和Q值与常规平面螺旋电感有可比性．     

新颖的常规硅工艺实现的侧向螺线型片上集成电感

提出了一种用常规硅工艺实现的片上集成电感的螺线型新结构．制造工艺使用标准双层金属布线的常规硅工艺．测量了螺线型集成电感的S参数，从测量数据计算了集成电感的参量．实验的侧向螺线型片上集成电感的Q值峰值为1.3，电感量为22nH．对用两层金属层实现的侧向螺线型片上集成电感和单层金属的常规平面螺旋电感的实验结果进行了比较，电感量和Q值与常规平面螺旋电感有可比性．     

高精度测量仪的研究与设计

本文通过研究,设计了一款高精度的测量仪,可以准确测量电阻、电容、电感值。系统的硬件主要有单片机控制模块、正弦信号产生模块、测量模块、显示模块。AD9851产生正弦波信号,经过滤波、放大处理,得到频率和幅值可调的高精度正弦信号。然后得到的标准直流信号流经待测电阻、标准正弦信号流经待测电容或电感与标准电阻的串连电路,利用电压比例计算的方法计算得到电阻值、电容值或者电感值,该仪器测量准确,精度高,功耗小,具有良好的应用价值。     

RF平面螺旋微电感的物理模型

为了在RF频率域内准确模拟RF平面螺旋微电感的性能，讨论了一种计算RF平面螺旋微电感的物理模型，此模型采用Greenhouse法计算微电感的电感量，在计算微电感Q值时，考虑了诸如涡流、衬底电阻及各种寄生电容等因素，寄生电容包括电感与终端引出层间的交叉电容，电感与衬底间的电容，衬底电容等。这种模型可以计算不同布局及参数的微电感，为微电感的设计及其性能的优化提供了一种很好的方法。     

一种基于物理模型与遗传算法的平面螺旋电感的优化技术

针对 CMOS RF平面螺旋电感的物理模型 ,提出了一种使用遗传算法优化电感设计参数的优化技术 .应用这种技术 ,人们无需再通过等 Q值线来求取 Q值最佳的电感设计方案 ,因为等 Q值线的计算代价很高 ,而且一旦工艺条件改变 ,所有的等 Q值线都要重新计算 ,效率很低 .而这里提出的优化技术在计算时并没有将所有的电感版图设计方案都计算一遍 ,因而计算效率大大提高 .计算结果与相应设计方案的测量参数比较 ,只有约 5 %的计算误差 .计算结果与相同条件下的等 Q值线的最佳设计方案比较 ,这种优化技术总能得出与之基本一致的最佳方案 .事实上 ,由于这种优化技术     

一种基于物理模型与遗传算法的平面螺旋电感的优化技术

针对CMOS RF平面螺旋电感的物理模型,提出了一种使用遗传算法优化电感设计参数的优化技术.应用这种技术,人们无需再通过等Q值线来求取Q值最佳的电感设计方案,因为等Q值线的计算代价很高,而且一旦工艺条件改变,所有的等Q值线都要重新计算,效率很低.而这里提出的优化技术在计算时并没有将所有的电感版图设计方案都计算一遍,因而计算效率大大提高.计算结果与相应设计方案的测量参数比较,只有约5%的计算误差.计算结果与相同条件下的等Q值线的最佳设计方案比较,这种优化技术总能得出与之基本一致的最佳方案.事实上,由于这种优化技术的灵活性,"真正”的最佳设计方案只能由这种优化技术得出,而等Q值线只能得出"相对”最佳的设计方案.     

射频电路中的电感

介绍了几种射频电路中常见的电感形式，给出了其电感值和Q值的计算公式．可用于工程中设计和分析电感．并阐述了几种电感的实际应用。