螺旋電感的分析和設(shè)計(jì)

Genemala+Haobijam等

近來(lái)，隨著無(wú)線(xiàn)電力設(shè)備的市場(chǎng)需求擴(kuò)大，對(duì)于小尺寸、低成本、高水平的電路需求也越來(lái)越大，在系統(tǒng)級(jí)芯片（SOC，system on chip）實(shí)現(xiàn)的過(guò)程當(dāng)中最大的困難就是如何整合無(wú)源器件，特別是運(yùn)放系統(tǒng)。許多困難例如低品質(zhì)、設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性、加工成本高等，會(huì)在本書(shū)中舉例詳細(xì)地說(shuō)明。

硅芯片上的電感器于1990年首次出現(xiàn)在0.80μm硅雙極互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體上（BiCMOS），從那以后，對(duì)螺旋電感器的工作性能、設(shè)計(jì)優(yōu)化、建模、提高品質(zhì)因素的技術(shù)研究有著巨大進(jìn)步，所獲得的成果在各種文獻(xiàn)中均有出現(xiàn)，本書(shū)介紹了一種片上螺旋電感的優(yōu)化布局方法。

在電感的設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何權(quán)衡品質(zhì)因素和區(qū)域設(shè)計(jì)，品質(zhì)因素和電感量以及和操作頻率的設(shè)計(jì)，最大Q值和尖峰頻率都是需要考慮和探索的。作者利用3D磁場(chǎng)仿真提出一種準(zhǔn)確的電感器設(shè)計(jì)和優(yōu)化算法。本算法具有最小電感器模擬組數(shù)，因此大大減小了仿真時(shí)間。本書(shū)還提出一個(gè)新的多層金字塔對(duì)稱(chēng)電感結(jié)構(gòu)。該電感是多層次的，占用較小的芯片面積。

本書(shū)共分4章：1.介紹，對(duì)于片上集成螺旋電感的介紹，背景及發(fā)展趨勢(shì)；2.限定布局參數(shù)時(shí)螺旋電感的優(yōu)化設(shè)計(jì)，本章提出一種限定布局參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，因此限定了可行區(qū)域的搜索，從而使優(yōu)化可以有效地進(jìn)行；3.多層金字塔形對(duì)稱(chēng)電感，利用導(dǎo)線(xiàn)在金字塔形多層金屬上不停旋上旋下實(shí)現(xiàn)；4.在MPS實(shí)現(xiàn)電壓控制的振蕩器，討論差分LC諧振電路中的電感設(shè)計(jì)，書(shū)后還附上了作者介紹以及索引。

張靜和，碩士研究生

（中國(guó)科學(xué)院電工研究所）endprint