CN115565766A - 一种带直流偏置端口结构的片上变压器以及其版图结构 - Google Patents

一种带直流偏置端口结构的片上变压器以及其版图结构 Download PDF

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申崇江
李兰
王小港
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Abstract

本发明提供了一种带直流偏置端口结构的片上变压器以及其版图结构，其中，所述带直流偏置端口的片上变压器包括：初级线圈、次级线圈、初级线圈和次级线圈分别带一个抽头、以及微带线结构。所述的初级线圈和次级线圈分别各有一个抽头及两个端口，初级线圈和次级线圈的抽头分别跟微带线进行连接。直流偏置端口变压器，可以直接连偏置电压，不需要再增加额外的偏置电路，大大简化电路结构，增加的微带线结构能提供阻抗匹配；带直流偏置端口的片上变压器结构能减小版图面积，降低设计成本。

Description

一种带直流偏置端口结构的片上变压器以及其版图结构
技术领域
本发明涉及一种变压器以及其版图结构，特别是一种带直流偏置端口结构的片上变压器以及其版图结构。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展，射频集成电路不断趋向小型化、低成本、高集成化、低功耗发展。在射频集成电路中，片上变压器作为重要的无源器件，不仅可以用在低噪声放大器(LNA)、压控振荡器(VCO)、混频器(Mixer)和功率放大器(PA)等电路中，实现高功率信号的传输，还能实现阻抗匹配、差分与单端信号的转换，交流耦合以及增加带宽等功能。因此，在射频集成电路中，对片上变压器的使用越来越重视。并且电路系统越来越趋向芯片化，将无源器件片上变压器设计在芯片上，不仅能降低成本，还能使产品更具有竞争力，采用带直流偏置端口的片上变压器，直接连接偏置电压，不需要增加额外偏置电路，大大简化电路结构，增加的微带线结构，也可以实现电路的阻抗匹配；带直流偏置端口的片上变压器更能减小版图的面积。
因此，需要设计一种带直流偏置端口结构的片上变压器以及其版图结构。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种带直流偏置端口结构的片上变压器以及其版图结构。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种带直流偏置端口结构的片上变压器以及其版图结构，包括：初级线圈、次级线圈以及两条微带线结构即第一微带线结构和第二微带线结构。
所述初级线圈包括：一个抽头即初级线圈抽头以及两个端口即初级线圈第一端口和初级线圈第二端口；
所述次级线圈包括：一个抽头即次级线圈抽头以及两个端口即次级线圈第一端口和次级线圈第二端口。
所述第一微带线结构包括两个端口即第二端口和第四端口，第二微带线结构包括两个端口即第一端口以及第三端口；第一微带线结构的中部连接初级线圈抽头；第二微带线结构的中部连接次级线圈抽头。
所述两条微带线的宽度不同。
一种带直流偏置端口结构的片上变压器的版图结构，包括：两根金属线，两根微带线以及通孔结构；
其中，所述的两根金属线为：第一金属线和第二金属线；两根微带线为：第一微带线和第二微带线，两根微带线中部为通孔结构，设置通孔。
第一金属线围绕中心点成方形结构；方形左侧开口，分别为初级线圈第一端口和初级线圈第二端口；方形右侧导出为初级线圈抽头；初级线圈抽头与第一微带线以通孔连接。
第二金属线围绕中心点成方形结构；方形右侧开口，分别为次级线圈第一端口和次级线圈第二端口；方形左侧导出为次级线圈抽头；次级线圈抽头与第二微带线以通孔连接。
两根金属线是叠层结构，具有相同的宽度，分属不同层，且互不连接。
两根微带线分别位于两根金属线围成的方形结构的两侧。
第一微带线包括两个端口即第二端口和第四端口，第二微带线包括两个端口即第一端口以及第三端口。
有益效果：
将无源器件片上变压器设计在芯片上，不仅能降低成本，还能使产品更具有竞争力，采用带直流偏置端口的片上变压器，直接连接偏置电压，不需要增加额外偏置电路，大大简化电路结构，增加的微带线结构，也可以实现电路的阻抗匹配；带直流偏置端口的片上变压器更能减小版图的面积。
在版图制作中，带直流偏置端口的片上变压器，减少了额外偏置电路，因此，不需要再增加偏置电路的版图，进而，减小版图的面积，降低成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1是本发明提供的带直流偏置端口的片上变压器示意图；
图2是本发明提供的带直流偏置端口的片上变压器版图示意图；
图3是本发明提供的带直流偏置端口的片上变压器的第一金属线以及相连接的第一微带线版图示意图；
图4是本发明供的带直流偏置端口的片上变压器的第二金属线以及相连接的第二微带线版图示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的带直流偏置端口的片上变压器以及版图结构作进一步的说明。
如图1所示，其为本发明带直流偏置端口的片上变压器的结构示意图。如图所示，其包括初级线圈、次级线圈、初级线圈和次级线圈分别各带的一个抽头、以及微带线结构。
初级线圈具有两个端口，其分别为P1、P2，其中P1和P2作为输入口，可以跟电路进行连接；初级线圈的抽头跟微带线进行连接，微带线两端各有一个端口，为B2、B4，作为偏置电压的连接端口。
次级线圈具有两个端口，其分别为S1、S2，S1和S2作为变压器的输出端口；次级线圈的抽头跟微带线进行连接，微带线两端各有一个端口，为B1、B3，B1和B3作为偏置电压的连接端口。
如图2所示，其为本发明带直流偏置端口的片上变压器的版图结构示意图。其包括两根金属线，两根微带线以及连接金属线和微带线的通孔结构。
两根金属线分别为第一金属线11、第二金属线13，微带线为第一微带线12、第二微带线14。两根金属线围绕中心点，围成方形结构，左右两边分别各有两个端口和一个抽口。两根金属线叠层放置，具有相同的宽度，但是两根金属线属于不同金属层，两者没有连接关系。
如图3所示，是本发明提供的带直流偏置端口的片上变压器的第一根金属线11以及相连接的第一根微带线12版图示意图；所述的第一根金属线11围成的方形结构一边有两个端口P1和P2，作为初级线圈的输入端口。第一根金属线11围成的方形结构的另一边有一个抽头，抽头跟第一根微带线12相连接，第一根微带线12跟抽头是垂直关系。
如图4所示，是本发明提供的带直流偏置端口的片上变压器的第二根金属线13以及相连接的第二根微带线14版图示意图；所述的第二根金属线13所围成的方形结构的一边具有两个端口，作为次级线圈的输出端口；第二根金属线13所围成的方形结构另一边具有一个抽头，抽头跟第二根微带线14进行连接，在连接处通过通孔15将不同层的金属线进行连接。抽头跟第二根微带线14跟抽头是垂直关系。
本发明提供的一种带直流偏置端口结构的片上变压器以及其版图结构，初级线圈和次级线圈的抽头分别跟微带线结构连接，利用抽头结构，直接连偏置电压，不需要增加额外的偏置电路，大大简化电路，所述的微带线结构还能实现电路的阻抗匹配；带直流偏置端口的片上变压器还能减小版图面积。
本发明提供了一种带直流偏置端口结构的片上变压器以及其版图结构的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种带直流偏置端口结构的片上变压器，其特征在于，包括：初级线圈、次级线圈以及两条微带线结构即第一微带线结构和第二微带线结构；
其中，初级线圈上的端口为输入端口，初级线圈与第一微带线结构相连，第一微带线结构中的端口与外部的直流偏置电压连接；次级线圈上的端口为输出端口，次级线圈与第二微带线结构相连，第二微带线结构中的端口与外部的直流偏置电压连接。
2.如权利要求1所述的一种带直流偏置端口结构的片上变压器，其特征在于，所述初级线圈包括：一个抽头即初级线圈抽头P3以及两个端口即初级线圈第一端口P1和初级线圈第二端口P2；
所述次级线圈包括：一个抽头即次级线圈抽头S3以及两个端口即次级线圈第一端口S1和次级线圈第二端口S2。
3.如权利要求2所述的一种带直流偏置端口结构的片上变压器，其特征在于，所述第一微带线结构包括两个端口即第二端口B2和第四端口B4，第二微带线结构包括两个端口即第一端口B1以及第三端口B3；第一微带线结构的中部B6连接初级线圈抽头P3；第二微带线结构的中部B5连接次级线圈抽头S3。
4.如权利要求3所述的一种带直流偏置端口结构的片上变压器，其特征在于，所述两条微带线的宽度不同。
5.如权利要求4所述的一种带直流偏置端口结构的片上变压器的版图结构，其特征在于，包括：两根金属线，两根微带线以及通孔结构；
其中，所述的两根金属线为：第一金属线(11)和第二金属线(13)；两根微带线为：第一微带线(12)和第二微带线(14)，两根微带线中部为通孔结构，设置通孔(15)。
6.如权利要求5所述的一种带直流偏置端口结构的片上变压器的版图结构，其特征在于，第一金属线(11)围绕中心点成方形结构；方形左侧开口，分别为初级线圈第一端口P1和初级线圈第二端口P2；方形右侧导出为初级线圈抽头P3；初级线圈抽头P3与第一微带线(12)以通孔(15)连接。
7.如权利要求6所述的一种带直流偏置端口结构的片上变压器的版图结构，其特征在于，第二金属线(13)围绕中心点成方形结构；方形右侧开口，分别为次级线圈第一端口S1和次级线圈第二端口S2；方形左侧导出为次级线圈抽头S3；次级线圈抽头S3与第二微带线(14)以通孔(15)连接。
8.如权利要求7所述的一种带直流偏置端口结构的片上变压器的版图结构，其特征在于，两根金属线是叠层结构，具有相同的宽度，分属不同层，且互不连接。
9.如权利要求8所述的一种带直流偏置端口结构的片上变压器的版图结构，其特征在于，两根微带线分别位于两根金属线围成的方形结构的两侧。
10.如权利要求9所述的一种带直流偏置端口结构的片上变压器的版图结构，其特征在于，第一微带线包括两个端口即第二端口B2和第四端口B4，第二微带线包括两个端口即第一端口B1以及第三端口B3。
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