CN102800645A - 对称式差动电感结构 - Google Patents

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Abstract

一种对称式差动电感结构，包括第一螺旋导线、第二螺旋导线、第三螺旋导线及第四螺旋导线，分别对称设于一基板的四个象限区，该对称式差动电感结构还包括连接该第一螺旋导线及第四螺旋导线的第五导线以及连接该第二螺旋导线及第三螺旋的第六导线。由于第一与第二螺旋导线相互对称设置且未彼此交叠，且第三与第四螺旋导线也相互对称设置且未彼此交叠，故可达成几何学上的完全对称形态，因而无需额外形成占据较大面积的导线，进而提升产品利润与良率。

Description

对称式差动电感结构
技术领域
本发明涉及一种电感结构，特别指涉及一种对称式差动电感结构。
背景技术
在半导体制造领域中，差动电感(differential inductor)是非常重要的一种被动组件，而对称(symmetric)式的差动电感和中心抽头(center-tap)式的差动电感，更是相当普遍的两种设计形式。
如图1A所示，绘示对称式的差动电感1的结构示意图。如图所示，该对称式差动电感1包括设于基板中央的呈T型的中央导线10；自中央导线10左侧逆时针延伸形成螺旋状的第一导线11；自中央导线10右侧顺时针延伸形成螺旋状的第二导线12，其中，第一导线11两端分别具有第一输入端口110及与中央导线10一端连接的接点111，第二导线12两端分别具有第二输入端口120及与中央导线10另一端连接的接点121，而图1B则为对称式的差动电感1包含品质因子(qualityfactor，Q)的特性曲线示意图。
又如图2A所示，绘示中心抽头式的差动电感2的结构示意图。如图所示，基板设置有中央导线20；呈螺旋状的第一导线21；以及呈螺旋状的第二导线22，其中，第一导线21两端分别具有第一输入端口210及与中央导线20连接的接点211，第二导线22两端分别具有第二输入端口220及与中央导线20连接的接点221，而第一导线21跨越第二导线22的区域及第二导线22跨越第一导线21的区域，则分别由第三导线部23及第四导线部24连接构成。图2B则显示中心抽头式的差动电感2包含品质因子(quality factor，Q)的特性曲线示意图。
然而，由于T型的中央导线10为现有的对称式的差动电感1中必备的构件，且中央导线20也为现有的中心抽头式的差动电感2中必备的构件，所以常常造成基板面积的浪费，也间接地降低了产品利润。而中心抽头式的差动电感2因导线设计成彼此交错的缘故，所以并无法达到几何学上的完全对称形态，因而会产生相位差异等影响良率的干扰，严重影响到差动电感成品的电感值(inductance value)与品质因子(quality factor，Q)。
所以，如何提供一种不同于现有的对称式或中心抽头式的差动电感的电感结构，进而避免前述的种种缺点，遂成为现今业界刻不容缓的课题。
发明内容
鉴于现有技术的种种缺失，本发明的主要目的在于提供一种不同于现有的对称式或中心抽头式的差动电感的电感结构。
为了达到上述目的及其它目的，本发明遂提供一种对称式差动电感结构，形成于一基板上，该基板划分有第一、第二、第三及第四象限区，且具有设于第二象限区的第一输入端口、设于第一象限区的第二输入端口及设于第一和第二象限区外的第三输入端口。
该对称式差动电感结构包括：形成于该第二象限区的第一螺旋导线，且具有与该第一输入端口连接的第一接点及位于该第一螺旋导线内的第一端点；形成于该第一象限区的第二螺旋导线，且具有与该第二输入端口连接的第二接点及位于该第二螺旋导线内的第二端点；形成于该第四象限区的第三螺旋导线，且具有与该第三输入端口连接的第三接点及位于该第三螺旋导线内的第三端点；形成于该第三象限区的第四螺旋导线，且具有与该第三输入端口连接的第四接点及位于该第四螺旋导线内的第四端点；跨设于该第一螺旋导线及第四螺旋导线上的第五导线，而第五导线并连接该第一端点及第四端点；以及跨设于该第二螺旋导线及第三螺旋导线上的第六导线，而第六导线并连接该第二端点及第三端点。
相较于现有技术，由于本发明的对称式差动电感结构包括数个螺旋状导线，且形成彼此互相对称的形式，各该螺旋状导线亦无交叠的情形，此外，本发明不但不需构成会占据基板面积的中央导线，且可同时达成几何学上的完全对称形态，进而能提升产品利润与良率。
附图说明
图1A为现有的对称式的差动电感的结构示意图。
图1B为图1A绘示的对称式差动电感的特性曲线示意图。
图2A为现有的中心抽头式差动电感的结构示意图。
图2B为图2A绘示的中心抽头式差动电感的特性曲线示意图。
图3A为本发明的对称式差动电感结构的结构示意图。
图3B为图3A绘示的对称式差动电感结构的特性曲线示意图。
主要组件符号说明
1对称式的差动电感          10中央导线
11第一导线                 110第一输入端口
111接点                    12第二导线
120第二输入端口            121接点
2中心抽头式的差动电感      20中央导线
21第一导线                 210第一输入端口
211接点                    22第二导线
220第二输入端口            221接点
23第三导线部               24第四导线部
3对称式差动电感结构        30基板
301第一输入端口            302第二输入端口
303第三输入端口            31第一螺旋导线
311第一接点                312第一端点
32第二螺旋导线             321第二接点
322第二端点                33第三螺旋导线
331第三接点                332第三端点
34第四螺旋导线             341第四接点
342第四端点                35第五导线
36第六导线                 A第一象限区
B第二象限区                C第三象限区
D第四象限区                Lx、Ly中心线。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施方式说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实施方式加以施行或应用。图标参考编号标志为类似组件。
请参照图3A及图3B，以清楚了解本发明提供的对称式差动电感结构。如图所示，该对称式差动电感结构3包括基板30、第一螺旋导线31、第二螺旋导线32、第三螺旋导线33、第四螺旋导线34、第五导线35、及第六导线36。
该基板30具有第一输入端口301、第二输入端口302、及可位于该基板30的中心线Ly上的第三输入端口303，且基板30可被中心线Lx、Ly划分成第一象限区A、第二象限区B、第三象限区C及第四象限区D，以此，令第一输入端口301设于第二象限区B，令第二输入端口302设于第一象限区A，且可令第三输入端口303设于第一象限区A和第二象限区B外，例如第三输入端口303可位于第三象限区C和第四象限区D的交界。
该第一螺旋导线31螺旋设置于该基板30的第二象限区B，且具有与该第一输入端口301连接的第一接点311及远离该第一输入端口301并位于该第一螺旋导线31内的第一端点312。
第二螺旋导线32，以沿着中心线Ly对称于该第一螺旋导线31的形式螺旋设置于该基板30的第一象限区A，且具有与该第二输入端口302连接的第二接点321及位于该第二螺旋导线32内并远离该第二输入端口302的第二端点322。
第三螺旋导线33，螺旋设置于该基板30的第四象限区D，且具有与该第三输入端口303连接的第三接点331及位于该第三螺旋导线33内且远离该第三输入端口303的第三端点332。
第四螺旋导线34，以沿着该中心线Ly对称于该第三螺旋导线33的形式螺旋设置于该基板30的第三象限区C，且具有与该第三输入端口303连接的第四接点341及位于该第四螺旋导线34内并远离该第三输入端口303的第四端点342。
此处所述的第一螺旋导线31、第二螺旋导线32、第三螺旋导线33、及第四螺旋导线34的材质，皆可为金属或其它的导电材质，同时，第一螺旋导线31、第二螺旋导线32、第三螺旋导线33、及第四螺旋导线34皆可于其螺旋结构的转角处形成圆形化转角，以此避免电荷于导线中过度累积，进而有效地降低各个导线的电阻值和整体产品的品质因子(quality factor，Q)。
第五导线35，以跨设于该第一螺旋导线31及第四螺旋导线34上，并连接该第一螺旋导线31的第一端点312及第四螺旋导线34的第四端点342。
第六导线36，以跨设于该第二螺旋导线32及第三螺旋导线33上，并连接该第二螺旋导线32的第二端点322及第三螺旋导线33的第三端点332。当然，此处所述的第五导线35及第六导线36的材质亦可为金属或其它的导电材质。
于本实施方式中，该第一螺旋导线31可自该第一输入端口301顺时针延伸至第一端点312，以螺旋设置于该基板30的第二象限区B，而该第二螺旋导线32可自该第二输入端口302逆时针延伸至第二端点322，以螺旋设置于该基板30的第一象限区A，以此，该第一螺旋导线31及该第二螺旋导线32即可分别设置于中心线Ly的两侧且彼此相互对称。
其次，该第三螺旋导线33可自该第三输入端口303逆时针延伸至第三端点332，以螺旋设置于该基板30的第四象限区D，而该第四螺旋导线34可自该第三输入端口303顺时针延伸至第四端点342，以螺旋设置于该基板30的第三象限区C，以此，该第三螺旋导线33及该第四螺旋导线34即可分别设置于中心线Ly的两侧且彼此对称。
而第三螺旋导线33的第三接点331与第四螺旋导线34的第四接点341，则可通过第三输入端口303彼此相互连接。
再者，所述的供第一螺旋导线31设置的第二象限区B，可位于中心线Ly的左侧及中心线Lx的上侧，所述的供第二螺旋导线32设置的第一象限区A，可位于中心线Ly的右侧及中心线Lx的上侧，所述的供第三螺旋导线33设置的第四象限区D，可位于中心线Ly的右侧及中心线Lx的下侧，而所述的供第四螺旋导线34设置的第三象限区C，则可位于中心线Ly的左侧及中心线Lx的下侧。以此，所述的第一象限区A、第二象限区B、第三象限区C及第四象限区D彼此互不重叠。进而，得以令第一螺旋导线31、第二螺旋导线32、第三螺旋导线33、及第四螺旋导线34也不会发生彼此重叠的情形，进一步避免相位差异等会影响到产品良率的干扰因素。
另外，为了更清楚地了解本发明所述的对称式差动电感结构的功效增益，图3B对照于图1B及图2B后可知，图3B即为本发明所述的对称式差动电感结构3包含品质因子(quality factor，Q)的特性曲线示意图。而相较之下，在相同的讯号频率(frequency，freq)下，本发明所述的对称式差动电感结构3能有效提高差动电感的电感值及品质因子(quality factor，Q)，并增加差动电感的对称性。
相较于现有技术，由于本发明可将第一螺旋导线及第二螺旋导线设计成沿着基板的中心线互相对称的形式，且可将第三螺旋导线及第四螺旋导线设计成沿着基板的中心线互相对称的形式，而第一螺旋导线、第二螺旋导线、第三螺旋导线、及第四螺旋导线又可分别位于不同的象限区以避免彼此重叠，是以，本发明不但不需设置如同现有对称式与中心抽头式的差动电感具有的会占据基板面积的中央导线，也可同时达成现有的中心抽头式的差动电感结构无法达成的几何学上的完全对称形态，因此，本发明提供的差动电感结构遂能有效提升厂商的利润和整体产品的良率。
上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施方式进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如本发明的权利要求所列。

Claims (9)

1.一种对称式差动电感结构，形成于一基板上，该基板划分有第一、第二、第三及第四象限区，且具有设于第二象限区的第一输入端口、设于第一象限区的第二输入端口及设于第一和第二象限区外的第三输入端口，其特征在于，该对称式差动电感结构包括：
第一螺旋导线，形成于该第二象限区，且具有与该第一输入端口连接的第一接点及位于该第一螺旋导线内的第一端点；
第二螺旋导线，形成于该第一象限区，且具有与该第二输入端口连接的第二接点及位于该第二螺旋导线内的第二端点；
第三螺旋导线，形成于该第四象限区，且具有与该第三输入端口连接的第三接点及位于该第三螺旋导线内的第三端点；
第四螺旋导线，形成于该第三象限区，且具有与该第三输入端口连接的第四接点及位于该第四螺旋导线内的第四端点；
第五导线，跨设于该第一螺旋导线及第四螺旋导线上，并连接该第一端点及第四端点；以及
第六导线，跨设于该第二螺旋导线及第三螺旋导线上，并连接该第二端点及第三端点。
2.如权利要求1所述的对称式差动电感结构，其特征在于，该第一螺旋导线自该第一输入端口顺时针延伸至第一端点。
3.如权利要求1所述的对称式差动电感结构，其特征在于，该第二螺旋导线自该第二输入端口逆时针延伸至第二端点。
4.如权利要求1所述的对称式差动电感结构，其特征在于，该第三螺旋导线自该第三输入端口逆时针延伸至第三端点。
5.如权利要求1所述的对称式差动电感结构，其特征在于，该第四螺旋导线自该第三输入端口顺时针延伸至第四端点。
6.如权利要求1所述的对称式差动电感结构，其特征在于，该第三输入端口位于该第三象限区和第四象限区的交界。
7.如权利要求1所述的对称式差动电感结构，其特征在于，该第三螺旋导线的第三接点与该第四螺旋导线的第四接点相连接。
8.如权利要求1所述的对称式差动电感结构，其特征在于，该第一螺旋导线、第二螺旋导线、第三螺旋导线、第四螺旋导线、第五导线、及第六导线的材质皆为金属。
9.如权利要求1所述的对称式差动电感结构，其特征在于，该第一螺旋导线、第二螺旋导线、第三螺旋导线、及第四螺旋导线具有圆形化转角。
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