片上电感研究进展和存在的问题

目前．射频集成屯路中片上电感的实现方式主要有：有源电感、键台线电感和金属互连线电感三种。其中，金属互连线电感是片上电感研究和使用的主要对象。

有潺电碴，在低频段时，可以通过使用有源器件来模拟电感的特征，从而避免使用真实电感，弗能够实现比较大的电感值和Q值‘叫。但是，随着频率增加，有源器件的增益下降，使有源电感实现变得比较困难：而且，有源电感需要占J}j电压．会降低其他电路的电压使用范围，限制了电路的动态范围；有源电感最大的不足是给其应辟5电路引入较大噪声，例如在LC可调振荡器中，庶片j有源电感会使相付嵘卢变得更坏。这些缺点都严重地限制了有源电感的应用范围。

键合绞电感，在甚片的两个焊点闻、焊点与封装间以及封装与封装同焊接的金属线称为键台线电感”J[Sl(bondwireinductor)。一般键合线的材料都是金(Au)，其电阻率小，实现的电感0值较高。但是，由丁焊线在制作过程中不可避免的长度偏差以及金属线直径偏差，导致电感量发生变化，所以键台线电感的一致性差；另外，使用键台线电感无法获得较大的电感量；而且，由焊盘等引起的寄生电容比较太，遗成电感值的波动_人，使键合线电感的可预测性和重复性茸，从而限制了它的广泛应用。

金属互连线电感，利崩集成电路中的金属互连线用绕成螺旋状而使其具有电感的特性．因此也叫做片上平面螺旋电感。金属互连线电感采用标准的Ic丁艺制造，其电感值准确，稳定性好．可以实现的电感值范围比较人，具有}H强的设计灵活性，I珂此被J。泛采圳，是片上电感的土要形式，也是本论文研究的士要内容。在本文之后内容中出现的片上电感都是指金属互连线电感。由丁射频时片上电感众多的寄生效应以及由此产生的严重的射频损耗．片上电感的品质因数和谐振频率一直比较低。例如．利Ⅲ标准CMOSI艺制作的片上电感的品质因数一般不超过lo。表l2总结了这三种片E电感的实现方式和出现的问题。1

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