射频CMOS平面螺旋电感2-π等效电路模型参数的提取

从有理分式拟合方法出发,提出了用于射频CMOS平面螺旋电感2-π等效电路模型参数提取的新方法.通过比较提参后等效电路给出的S参数和实验测量的S参数,证明该方法的精度很高.此外,提参的策略非常直接,因此容易在CAD里面编程实现.提参得到的等效电路模型对于射频电路设计者来说也是非常有用的.     

Lumped Equivalent Circuit of Planar Spiral Inductor for CMOS RFIC Application

基于DDM-CM理论,建立了CMOS工艺下射频集成电路中广泛使用的平面螺旋电感器的π型集总等效电路.获得了Si-SiO2结构衬底上解析、封闭的集总参数的表达式,并和已经发表了的实验数据进行了比较,验证了所得结果的准确性.     

Scalable modeling and comparison for spiral inductors using enhanced 1-π and 2-π topologies

Two different scalable models developed based on enhanced 1-πand 2-πtopologies are presented for onchip spiral inductor modeling.All elements used in the two topologies for accurately predicting the characteristics of spiral inductors at radio frequencies are constructed in geometry-dependent equations for scalable modeling.Then a comparison between the 1-πand 2-πscalable models is made from the following aspects:the complexity of equivalent circuit models and parameter-extraction procedures,scalable rul...     

射频CMOS平面螺旋电感2-π等效电路模型参数的提取

从有理分式拟合方法出发,提出了用于射频CMOS平面螺旋电感2-π等效电路模型参数提取的新方法.通过比较提参后等效电路给出的S参数和实验测量的S参数,证明该方法的精度很高.此外,提参的策略非常直接,因此容易在CAD里面编程实现.提参得到的等效电路模型对于射频电路设计者来说也是非常有用的.     

硅基平面螺旋电感的等效电路模型和参数提取

针对螺旋电感传统等效电路模型的不足,提出了一种改进形式的集总参数等效电路模型.该等效电路模型能很好地反映出电感参数随频率变化的实际效应,可适用于从低频到自谐振频率的宽频带范围.同时,应用电磁场全波分析方法对CMOS工艺下平面螺旋电感进行仿真分析.从得到的散射参数中提取电感L、Q值及自谐振频率.基于参数优化和曲线拟合技术,给出了等效电路模型中各个元件值的多变量闭合表达式.这些表达式可方便地用于集成电路的设计和优化,从而提高电路设计的性能和效率.     

一种简化的片上螺旋电感双π等效电路模型

提出了一种简化的片上螺旋电感双π等效电路模型。该模型可有效的反映螺旋电感中的趋肤效应、邻近效应、衬底耦合、馈通电容、导体间电容等分布效应的影响。推导了该模型中元件的估算公式。由该估算公式得出的元件参数，可作为与实际数据拟合的参考值，从而提高了拟合的效率与准确性。经拟合后的等效电路模型，在0．1～10GHz范围内，与电磁场仿真软件(ADS momentum)所得的仿真结果有很好的一致性。     

Equivalent Circuit Analysis of an RF Integrated Inductor with Ferrite Thin-Film

针对已制作并发表的一种新型铁氧体磁膜结构射频集成微电感进行了等效电路分析.阐述了磁性铁氧体薄膜对电感的感值(L)和品质因数(Q)的增强作用.对射频测试结果进行了电路元件参数提取.结果表明,与空气芯无磁膜微电感相比,磁膜结构微电感的L和Q在2GHz处分别提高了17%和40%.等效电路分析和测试结果均证明了铁氧体薄膜的引入对增强射频集成微电感性能的作用显著.     

Double-π fully scalable model for on-chip spiral inductors

A novel double-π equivalent circuit model for on-chip spiral inductors is presented.A hierarchical structure,similar to that of MOS models is introduced.This enables a strict partition of the geometry ...     

射频CMOS工艺中片上螺旋变压器的新型等效电路模型

本文提出一种新型的紧凑模型来模拟片上螺旋变压器的性能。传统的变压器模型一般都是两个螺旋电感模型的组合,即两个相互耦合的pi型或双pi型子电路的组合。本文所提出的新模型则采用T拓扑结构的形式,虽然它只包含12个集总元件,但是能够精确模拟整个变压器结构的特性。该新型模型具有较强的物理意义,同时文中给出了该模型的具体推导过程。另一方面,本文提出一种简单的参数提取步骤,利用这个提取步骤可以十分容易地提取出新型模型中的所有模型参数,并且不需要计算机的优化拟合。在这个提取步骤中,一个新方法被提出用来提取阶梯电路的参数,而阶梯电路被广泛用于模拟各种无源器件中的趋肤效应。为了检验该新模型的有效性和准确性,本文比较了模型仿真和实际测试在自感、品质因数、耦合系数和插入损耗等方面的特性,在自谐振频率以内的很宽频率范围内,两者均吻合得很好。     

新型平面螺旋变压器的T-型等效电路模型

针对平面四边形螺旋变压器,提出了一种新型T-型集总参数等效电路模型,所建立的模型包含所有的导线损耗和衬底的寄生损耗;采用并联的L-R和L-R-C网络,模拟了衬底的感性寄生效应;通过二端口网络分析和向量拟合方法得到模型中各元件的值。将变压器等效电路模型仿真数据与HFSS中电磁仿真数据进行对比,两者在0~20 GHz频率范围内有很高的吻合度。     

CMOS射频集成电路中器件模型的研究

采用硅材料CMOS工艺制造的射频集成电路具有低功耗、低成本和容易集成的优点.文章讨论了CMOS射频集成电路设计和制造中起关键作用的MOSFET高频模型和螺旋电感模型.为了验证模型,介绍了射频集成电路中的核心模块-低噪声放大器(LNA)-的设计实例.测试结果表明,该模型具有高效、实用的特点.     

基于改进型单π和双π拓扑结构的螺旋电感可缩放模型的建模与比较

本文针对改进型的单π 和双π等效电路模型,建立了两个用于片上螺旋电感建模的可缩放模型。两个可缩放模型中的所有元件均由与物理尺寸相关的方程表示,且均能准确表征射频螺旋电感的性能。通过等效电路和参数提取的复杂性、缩放规则以及两个可缩放模型的准确性等方面,对单π和双π 的可缩放模型进行了对比。这两个可缩放模型的准确性通过一批具有不同感值、圈数和半径,基于0.18-μm 1P6M RF CMOS工艺的电感进行了验证,结果表明在低频到自谐振频率频段内,测试和仿真结果拟合良好。     

CMOS RFIC平面螺旋差分变压器参数化等效电路建模

对现今常用的八边形CMOS RFIC平面螺旋差分变压器进行了参数化的2-π集总参数等效电路建模.所建模型包含随频率变化的各种损耗效应,各元件值均可根据工艺参数和器件几何尺寸以参数化的解析表达式得出.将电路仿真值与ADS Momentum器件仿真值进行对比,两者在DC～20 GHz谐振点前的频率范围内都得到了较好的拟合效果.在此基础上,对同样结构的巴仑也进行了建模和仿真.从仿真结果分别得出两者符合实际应用需要的频段.     

硅衬底片上螺旋电感宽带2π等效电路模型

针对高损耗硅衬底,基于部分元等效电路方法和全耦合变压器模型,建立了一种新的片上螺旋电感物理模型.该模型考虑了趋肤效应、邻近效应和衬底涡流损耗对螺旋电感中串联电感和串联电阻频率特性的制约,并通过2π等效电路结构计入了电感中寄生电容的分布特性.通过与全波分析方法对比,验证了在15GHz范围内由该模型导出的等效电感、等效电阻和Q值误差均在8%以内.该模型可望用于硅基射频集成电路中电感的优化设计和进一步的理论探讨.     

硅衬底片上螺旋电感宽带2π等效电路模型

针对高损耗硅衬底,基于部分元等效电路方法和全耦合变压器模型,建立了一种新的片上螺旋电感物理模型.该模型考虑了趋肤效应、邻近效应和衬底涡流损耗对螺旋电感中串联电感和串联电阻频率特性的制约,并通过2π等效电路结构计入了电感中寄生电容的分布特性.通过与全波分析方法对比,验证了在15GHz范围内由该模型导出的等效电感、等效电阻和Q值误差均在8%以内.该模型可望用于硅基射频集成电路中电感的优化设计和进一步的理论探讨.     

片上螺旋变压器等效电路参数的直接提取

本文比较了四端口和两端口测试方式下变压器模型的差异。虽然两端口测试方式对变压器的测试和应用更为合适,但它将给模型参数的提取带来巨大困难。在这篇文章中,一种基于物理意义的等效电路模型和它相应的直接提取步骤被提出来用于片上变压器。基于两端口（而非四端口）测试方式,这种参数提取步骤能够提取器件的模型参数而不需要使用任何参数优化和拟合。在这个步骤中,一个新方法首次被提出用来提取阶梯电路的参数,而阶梯电路被广泛用于模拟各种无源器件中的趋肤效应。这样,这个方法便可以推广应用到其他无源器件的建模中,如片上传输线、电感、巴伦等。为了检验这种参数提取步骤的有效性和准确性,我们用90-nm 1P9M CMOS工艺制作了一个片上互绕型变压器。我们比较了模型仿真和实际测试在自感、品质因数、感性互感系数和阻性互感系数等方面的结果,在很宽的频带宽度内这两者吻合得很好。     

一种高增益低功耗CMOS运算跨导放大器的设计

本文采用套筒式级联增益自举电路,设计了一种用于高速、高分辨率ADC的CMOS全差分运算放大器,达到了高增益、低功耗的设计目标。在3.3V电源电压下,基于TSMC0.35μm CMOS工艺模型,本设计驱动1pF负载时,相位裕度为65°,单位增益带宽为320MHz,功耗5.7mW,压摆率为200V/μs。     

砷化镓衬底上螺旋电感的建模和分析

针对砷化镓(GaAs)衬底上螺旋电感提出了一种改进形式的集总参数等效电路模型,该等效电路模型能很好地表征螺旋电感的高频效应.同时,应用电磁场全波分析方法对螺旋电感进行仿真,并分析各参数对电感性能的影响.从得到的散射参数中提取出有效电感、Q值和自谐振频率.基于参数优化方法提取等效电路模型中各元件值,并利用曲线拟合技术给出其相应的闭合表达式.这些表达式可用于射频和微波集成电路的设计,从而提高电路设计的性能和效率.