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CN114446623B - 电感器组件和集成电路 - Google Patents

电感器组件和集成电路 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种电感器组件和集成电路。电感器组件包括：沿预设方向排列的N个电感器组，其中每个电感器组包括沿预设方向排列、且并联电连接的第一电感器和第二电感器，第一电感器和第二电感器呈开口环的形状，N为正整数；在电流通过电感器组件的情况下，电流以第一方向通过第一电感器，电流以第二方向通过第二电感器，第一方向和第二方向相反。本公开能够有效消除电感器对其它电路的电磁辐射干扰。

Description

电感器组件和集成电路
技术领域
本公开涉及集成电路领域，特别涉及一种电感器组件和集成电路。
背景技术
在集成电路中包含了大量的无源器件，片上电感就是其中十分重要的一种。片上电感是射频CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)集成电路的重要元件之一。在通常的无线产品中，电感元件对总的射频性能有很重要的影响，尤其对于其他电路会产生辐射影响。因此对这些电感元件的设计和分析也得到了广泛的研究。电感作为射频电路的核心部件，它通常可以影响到整个电路的整体性能。目前，高品质因数的片上电感广泛应用在VCO(Voltage-Controlled Oscillator，压控振荡器)，低噪声放大器等射频电路模块中。随着CMOS技术的工艺节点越来越小，电感辐射对其他电路的影响也变得越来越关键。
发明内容
发明人注意到，在射频收发器中，多个VCO会产生相互影响，对其它电路也会产生影响。
据此，本公开提供一种电感器组件，能够有效消除电感辐射对其它电路的影响，从而提高VCO的工作频率上限范围。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种电感器组件，包括：沿预设方向排列的N个电感器组，其中每个电感器组包括沿所述预设方向排列、且并联电连接的第一电感器和第二电感器，所述第一电感器和第二电感器呈开口环的形状，N为正整数；在电流通过所述电感器组件的情况下，电流以第一方向通过所述第一电感器，电流以第二方向通过所述第二电感器，所述第一方向和所述第二方向相反。
在一些实施例中，所述第一方向为逆时针方向和顺时针方向中的一个方向，所述第二方向为逆时针方向和顺时针方向中的另一个方向。
在一些实施例中，电感器组件还包括：电流输入端，用于电流进入所述电感器组件；电流输出端，用于电流流出所述电感器组件。
在一些实施例中，所述第一电感器的第一端子和所述第二电感器的第二端子分别与所述电流输入端电连接，所述第一电感器的第二端子和所述第二电感器的第一端子分别与所述电流输出端电连接，以便所述第一方向为逆时针方向、所述第二方向为顺时针方向。
在一些实施例中，所述第一电感器的第一端子和所述第二电感器的第二端子分别与所述电流输出端电连接，所述第一电感器的第二端子和所述第二电感器的第一端子分别与所述电流输入端电连接，以便所述第一方向为顺时针方向、所述第二方向为逆时针方向。
在一些实施例中，所述N个电感器组中的全部电感器具有相同的开口方向。
在一些实施例中，所述开口环的内径范围为10-80微米。
在一些实施例中，所述开口环的外径范围为30-100微米。
在一些实施例中，所述开口环的开口范围为5-80微米。
在一些实施例中，在N>1的情况下，若第i个电感器组中的第二电感器与第i+1个电感器组中的第一电感器相邻，则电流通过所述第i个电感器组中的第二电感器的方向和电流通过所述第i+1个电感器组中的第一电感器的方向相反，其中1≤i<N。
在一些实施例中，所述N为2。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种集成电路，包括如上述任一实施例所述的电感器组件。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开一个实施例的电感器组件的结构示意图；
图2为本公开另一个实施例的电感器组件的结构示意图；
图3为本公开又一个实施例的电感器组件的结构示意图；
图4为本公开又一个实施例的电感器组件的结构示意图；
图5为本公开又一个实施例的电感器组件的结构示意图；
图6为本公开又一个实施例的电感器组件的结构示意图；
图7为本公开一个实施例的集成电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本公开一个实施例的电感器组件的结构示意图。
如图1所示，电感器组件包括沿预设方向排列的N个电感器组1-n，N为正整数。每个电感器组包括沿预设方向排列、且并联电连接的第一电感器和第二电感器，第一电感器和第二电感器呈开口环的形状。例如，电感器组1包括电感器H11、H12，电感器组n中包括电感器Hn1、Hn2。
在电流通过电感器组件的情况下，电流以第一方向通过第一电感器，电流以第二方向通过第二电感器，第一方向和第二方向相反。
在一些实施例中，第一方向为逆时针方向和顺时针方向中的一个方向，第二方向为逆时针方向和顺时针方向中的另一个方向。
例如，如图1所示，在电感器组1中，电流通过电感器H11的方向为逆时针方向，电流通过电感器H12的方向为顺时针方向。
需要说明的是，对于每个电感器组来说，电流通过第一电感器的第一方向和电流通过第二电感器的第二方向相反，由此导致第一电感器产生的电磁辐射和第二电感器产生的电磁辐射相互抵消，从而有效减小电感器对其它电路的影响，有利于提高VCO的工作频率上限。
在一些实施例中，各电感器所呈现的开口环形状，可以是圆形、椭圆形、多边形及其它便于实现的形状。
在一些实施例中，如图1所示，N个电感器组中的全部电感器具有相同的开口方向。
需要说明的是，通过使得全部电感器具有相同的开口方向，可有效提高电磁辐射抵消的效果。此外，相同的开口方向也有利于布线的实现。
在一些实施例中，对于各电感器所呈现的开口环形状，开口环的内径范围为10-80微米。
在一些实施例中，对于各电感器所呈现的开口环形状，开口环的外径范围为30-100微米。
在一些实施例中，对于各电感器所呈现的开口环形状，开口环的开口范围为5-80微米。
图2为本公开另一个实施例的电感器组件的结构示意图。如图2所示，电感器组件包括电流输入端21和电流输出端22。电流输入端21用于电流进入电感器组件，电流输出端22用于电流流出电感器组件。
为了简明起见，图2中只示出了一个电感器组。
如图2所示，第一电感器H11的第一端子和第二电感器H12的第二端子分别与电流输入端21电连接，第一电感器H11的第二端子和第二电感器H12的第一端子分别与电流输出端22电连接。由此，电流通过第一电感器H11的第一方向为逆时针方向，电流通过第二电感器H12的第二方向为顺时针方向。
图3为本公开又一个实施例的电感器组件的结构示意图。图3与图2的不同之处在于，电流输入端21和电流输出端22的连接关系发生了变化。
如图3所示，第一电感器H11的第一端子和第二电感器H12的第二端子分别与电流输出端22电连接，第一电感器H11的第二端子和第二电感器H12的第一端子分别与电流输入端21电连接。由此，电流通过第一电感器H11的第一方向为顺时针方向，电流通过第二电感器H12的第二方向为逆时针方向。
在一些实施例中，在N>1的情况下，若第i个电感器组中的第二电感器与第i+1个电感器组中的第一电感器相邻，则电流通过第i个电感器组中的第二电感器的方向和电流通过第i+1个电感器组中的第一电感器的方向相反，其中1≤i<N。
也就是说，电感器组件中包括的各电感器沿预设方向排列，对于任意两个相邻的电感器，电流通过这两个相邻的电感器的方向均不相同。由此可有效提升电磁辐射抵消的效果。
在一些实施例中，电感器组件中包括沿预设方向排列的2个电感器组，即N＝2。发明人通过检测，发现当N＝2时，电感器组件具有最佳的电磁辐射抵消效果。
图4为本公开又一个实施例的电感器组件的结构示意图。
如图4所示，电感器组件包括沿预设方向排列的2个电感器组1、2。每个电感器组包括沿预设方向排列、且并联电连接的第一电感器和第二电感器，第一电感器和第二电感器呈开口环的形状。例如，电感器组1包括沿预设方向排列、且并联电连接的电感器H11、H12，电感器组2包括沿预设方向排列、且并联电连接的包括电感器H21、H22。
电感器H11的第一端子和电感器H12的第二端子分别与电流输入端21电连接，电感器H11的第二端子和电感器H12的第一端子分别与电流输出端22电连接。由此，电流通过电感器H11的方向为逆时针方向，电流通过电感器H12的方向为顺时针方向。
此外，电感器H21的第一端子和电感器H22的第二端子分别与电流输入端21电连接，电感器H21的第二端子和电感器H22的第一端子分别与电流输出端22电连接。由此，电流通过电感器H21的方向为逆时针方向，电流通过电感器H12的方向为顺时针方向。
由此可知，对于位于同一电感器组内的两个电感器，例如H11和H12，或者H21和H22，电流经过的方向相反。此外，对于位于不同电感器组的两个相邻的电感器，例如H12和H21，电流经过的方向也是相反的。由此可确保电磁辐射抵消的效果。
图5为本公开又一个实施例的电感器组件的结构示意图。图5与图4的不同之处在于，电流输入端21和电流输出端22的连接关系发生了变化。
如图5所示，电感器H11的第一端子和电感器H12的第二端子分别与电流输出端22电连接，电感器H11的第二端子和电感器H12的第一端子分别与电流输入端21电连接。由此，电流通过电感器H11的方向为顺时针方向，电流通过电感器H12的方向为逆时针方向。
此外，电感器H21的第一端子和电感器H22的第二端子分别与电流输出端22电连接，电感器H21的第二端子和电感器H22的第一端子分别与电流输入端21电连接。由此，电流通过电感器H21的方向为顺时针方向，电流通过电感器H12的方向为逆时针方向。
由此可知，对于位于同一电感器组内的两个电感器，例如H11和H12，或者H21和H22，电流经过的方向相反。此外，对于位于不同电感器组的两个相邻的电感器，例如H12和H21，电流经过的方向也是相反的。由此可确保电磁辐射抵消的效果。
在一些实施例中，预设方向可以是水平方向，也可以是竖直方向，也可以是其它所期望的方向。也就是说，电感器组件中包括的电感器可按所需要的方向排列。例如，在图1-5所示的实施例中，电感器组件中包括的电感器按水平方向排列。
图6为本公开又一个实施例的电感器组件的结构示意图。图6和图4的不同之处在于，在图6所示的实施例中，电感器组件中包括的电感器按竖直方向排列。
图7为本公开一个实施例的集成电路的结构示意图。如图7所示，集成电路71包括电感器组件72。电感器组件72为图1-6中任一实施例涉及的电感器组件。
通过实施本公开的上述实施例，能够有效消除电感辐射对其它电路的影响，从而提高VCO的工作频率上限范围。
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.一种电感器组件，包括：
沿预设方向排列的N个电感器组，其中每个电感器组包括沿所述预设方向排列、且并联电连接的第一电感器和第二电感器，所述第一电感器和第二电感器呈开口环的形状，各电感器组中包括的第一电感器和第二电感器沿所述预设方向并排设置，所述N个电感器组中的全部电感器具有相同的开口方向，N为正整数，所述开口环的内径范围为10-80微米，所述开口环的外径范围为30-100微米，所述开口环的开口范围为5-80微米；
在电流通过所述电感器组件的情况下，电流以第一方向通过所述第一电感器，电流以第二方向通过所述第二电感器，所述第一方向和所述第二方向相反，以便所述第一电感器产生的电磁辐射和所述第二电感器产生的电磁辐射相互抵消；
在N>1的情况下，若第i个电感器组中的第二电感器与第i+1个电感器组中的第一电感器相邻，则电流通过所述第i个电感器组中的第二电感器的方向和电流通过所述第i+1个电感器组中的第一电感器的方向相反，其中1≤i<N，以便提高所述电感器组件中相邻的两个电感器的电磁辐射抵消效果。
2.根据权利要求1所述的电感器组件，其中，
所述第一方向为逆时针方向和顺时针方向中的一个方向，所述第二方向为逆时针方向和顺时针方向中的另一个方向。
3.根据权利要求2所述的电感器组件，还包括：
电流输入端，用于电流进入所述电感器组件；
电流输出端，用于电流流出所述电感器组件。
4.根据权利要求3所述的电感器组件，其中，
所述第一电感器的第一端子和所述第二电感器的第二端子分别与所述电流输入端电连接，所述第一电感器的第二端子和所述第二电感器的第一端子分别与所述电流输出端电连接，以便所述第一方向为逆时针方向、所述第二方向为顺时针方向。
5.根据权利要求3所述的电感器组件，其中，
所述第一电感器的第一端子和所述第二电感器的第二端子分别与所述电流输出端电连接，所述第一电感器的第二端子和所述第二电感器的第一端子分别与所述电流输入端电连接，以便所述第一方向为顺时针方向、所述第二方向为逆时针方向。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电感器组件，其中，
所述N为2。
7.一种集成电路，包括如权利要求1-6中任一项所述的电感器组件。
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