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.     

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。     

一种基于二分搜索法的平面螺旋电感的快速优化技术

针对平面螺旋电感的物理模型和Jenei等提出的闭式电感公式,提出了一种基于二分搜索法在工艺参数和工作频率确定的条件下快速优化电感版图参数的技术.实验证明Jenei公式的计算速度比Greenhouse方法提高了大约两个数量级并且能够提供相当的精度.对Jenei公式进一步数学分析证明在工艺参数和工作频率确定的条件下可以用二分搜索法快速地找出满足电感值和其他约束条件的所有版图参数,并从中选出Q值最大的一组.实验证明该法能够提供足够的精度和较快的优化速度.     

一种基于二分搜索法的平面螺旋电感的快速优化技术

针对平面螺旋电感的物理模型和Jenei等提出的闭式电感公式,提出了一种基于二分搜索法在工艺参数和工作频率确定的条件下快速优化电感版图参数的技术.实验证明Jenei公式的计算速度比Greenhouse方法提高了大约两个数量级并且能够提供相当的精度.对Jenei公式进一步数学分析证明在工艺参数和工作频率确定的条件下可以用二分搜索法快速地找出满足电感值和其他约束条件的所有版图参数,并从中选出Q值最大的一组.实验证明该法能够提供足够的精度和较快的优化速度     

平面螺旋电感耦合微波等离子体源的建模分析

介绍了一种小型化的2.45GHz小功率平面螺旋电感耦合微波等离子体源的建模方法.根据等效电路,推导出平面螺旋电感线圈的品质因数,并进行数值分析.研究表明:无载品质因数随结构、尺寸和频率等的变化而变化,并在谐振频率附近达到最大值.这为小功率电感耦合微波等离子体源的优化设计提供了理论依据.     

射频平面螺旋电感的性能分析与设计仿真

在建立集成电感的传输线模型基础上,给出了集成电感模型参数的提取方法,介绍了各寄生参数的含义,并给出了集成电感的寄生参数方程,同时给出了平面螺旋电感电感值的计算及其在电路中的应用方法.     

基于PEEC方法的片内螺旋电感建模

采用部分元等效电路方法,结合近似的三维闭式格林函数,在10GHz以下的频率范围提出了一种针对有耗硅衬底上螺旋电感的准静态建模新方法.该方法充分考虑了有耗的硅衬底、趋肤效应、接近效应等因素对螺旋电感电特性的影响,通过与全波分析方法对比,证明在相当宽的频率范围该方法是有效、可行的,可广泛应用于微波和射频硅集成电路的优化设计和仿真.     

基于PEEC方法的片内螺旋电感建模

采用部分元等效电路方法，结合近似的三维闭式格林函数，在10GHz以下的频率范围提出了一种针对有耗硅衬底上螺旋电感的准静态建模新方法．该方法充分考虑了有耗的硅衬底、趋肤效应、接近效应等因素对螺旋电感电特性的影响，通过与全波分析方法对比，证明在相当宽的频率范围该方法是有效、可行的，可广泛应用于微波和射频硅集成电路的优化设计和仿真．     

射频电路中平面螺旋电感的计算

介绍了单晶集成电感、单晶传输线变压器以及将其作为balun的运用方案.对射频电路中平面螺旋电感的分布参数模型进行了分析,进而讨论了平直导体的电感值的理论计算方法,然后以此为基础,以两圈的长方形、一圈的平面螺旋线圈电感和正方形平面螺旋电感为例计算了其电感值.     

基于柔性衬底的平面螺旋电感的计算与仿真

提出了一种基于柔性衬底的平面螺旋电感,介绍了柔性衬底的优点,对比了平面电感的结构类型,给出了平面螺旋电感的自感、电容、串联电阻及互感的计算方法,并对方形平面电感进行了仿真.     

EM-Simulation of Planar Inductor Performance for Epitaxial Silicon Processes

We used a 2.5D EM-simulator to study planar inductor performance in a submicron CMOS technology. We found good agreement between simulations and measurements using only the nominal process parameters for the layer thicknesses, permittivities, and conductivities. By sweeping the thickness and conductivity of the epitaxial layer we show how these parameters affect inductor performance. The presence of a highly conductive substrate layer is shown to have a detrimental effect on inductor performance whereas the thickness and conductivity of the epitaxial layer is less important.     

一种基于LTCC技术的螺旋电感带通滤波器

本文提出一种新型的基于低温共烧陶瓷技术(LTCC)的螺旋电感带通滤波器.滤波器的设计是利用螺旋电感的自谐振和谐振单元间的电磁耦合来实现.通过HFSS仿真和等效电路分析,对滤波器结构进行了优化分析.这种滤波器具有体积小.结构布局灵活的优点,可以很好的满足器件埋置的要求.     

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.     

CMOS RFIC平面螺旋电感的集总等效电路

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.     

金属线宽及线间距渐变的射频螺旋电感

为减少射频螺旋电感的金属导体损耗,提出了一种电感金属线宽及金属间距从外到内逐渐变小的新颖结构.与传统的固定金属线宽和间距的电感相比,该渐变结构电感涡流效应的影响较小,金属导体损耗减小,从而降低其串联电阻,品质因子Q值提高.实验结果确证了所提方法的正确性.对一个高阻硅衬底上6nH电感,优化设计的渐变结构电感Q值在2.46GHz处可达到14.25,比版图面积相同、固定线宽及间距的传统电感高11.3%.因此,在无线通信系统的射频前端,采用这种电感与射频集成电路结合,能获得更好的射频电路性能.     

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。