CN220253011U - 一种抗共模干扰的片上电感结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗共模干扰的片上电感结构，包括介质基板、第一平面螺旋及第二平面螺旋；第一平面螺旋与第二平面螺旋相互绝缘、设置在介质基板上；第一平面螺旋包括：第一端及第二端；第一端、第二端构成差分端口；第一平面螺旋整体呈开口“8”字型，以第一方向自第一端开始绕线，至第二端止；第二平面螺旋整体呈封闭“8”字型，以第二方向进行绕线；第一平面螺旋与第二平面螺旋相交，以构成差分电感结构。解决了现有技术中，无法抑制水平方向电路模块的空间电磁干扰的问题。

Description

一种抗共模干扰的片上电感结构

技术领域

本实用新型涉及一种抗共模干扰的片上电感结构，尤其适用于集成电路，有利于实现高抗共模干扰。

背景技术

集成电路领域，共模干扰抑制是一个非常重要的挑战。在处理集成电路上的串扰时，一般采用差分电路，来进行抗共模干扰。但是集成电路中，由于面积的限制，不可避免的存在着空间电磁干扰，如何抑制集成电路中的空间电磁干扰，提高集成电路元件的性能是目前要解决的问题。

片上电感作为集成电路中一种重要的无源器件，被广泛应用与射频集成电路中。对于传统无线产品，电感元件对射频系统射频性能影响极大。电感元件作为射频电路的核心部件，被广泛应用于低噪声放大器，功率放大器，压控振荡器中；对整个电路的整体性能均有影响。

在集成电路中，电感和变压器是平面螺旋结构且占用面积较大，所以与其他集成电路相比，更容易辐射出电磁干扰；另外一方面，又更容易被空间电磁干扰所影响。

为了克服这种空间电磁干扰，目前比较常见的是采用一种8字结构来实现电感（如图1所示），该8字结构的两个螺旋具有方向相反的磁通，因此对于外部的电磁干扰，可以自动的抵消。但是这个结构只能对垂直方向的干扰有效，当干扰来自水平方向的电路模块时，并不能实现干扰抵消的作用和功能。

实用新型内容

现有的片上电感平面螺旋结构，无法抑制水平方向电路模块的空间电磁干扰。

针对上述问题，提出一种抗共模干扰的片上电感结构进行解决，通过改进现有的片上电感结构，将电感的单“8”字型平面螺旋，设计成双“8”字型平面螺旋结构，将两个“8”字型平面螺旋进行相交，形成两个中心对称的磁通抵消区域及两个中心对称的磁通加强区域，构成差分电感结构，有利于抑制来自水平方向电路模块的空间电磁干扰，解决了现有技术中，无法抑制水平方向电路模块的空间电磁干扰的问题。

一种抗共模干扰的片上电感结构，包括：

介质基板；

第一平面螺旋；

第二平面螺旋；

所述第一平面螺旋与所述第二平面螺旋相互绝缘、设置在所述介质基板上；

所述第一平面螺旋包括：

第一端及第二端；

所述第一端、第二端构成差分端口；

所述第一平面螺旋整体呈开口“8”字型，以第一方向自所述第一端开始绕线，至所述第二端止；

所述第二平面螺旋整体呈封闭“8”字型，以第二方向进行绕线；

所述第一平面螺旋与所述第二平面螺旋相交，以构成差分电感结构。

结合本实用新型所述的抗共模干扰的片上电感结构，第一种可能的实施方式中，所述第一平面螺旋的绕线在第一中心交点处绝缘，所述第二平面螺旋的绕线在第二中心交点处绝缘，且所述第一中心交点与所述第二中心交点的连线垂直于所述介质基板。

结合本实用新型第一种可能的实施方式，第二种可能的实施方式中，所述第一平面螺旋的第一长轴与所述第二平面螺旋的第二长轴垂直。

结合本实用新型第二种可能的实施方式，第三种可能的实施方式中，所述第一平面螺旋与所述第二平面螺旋具有四个重合区域，且所述重合区域的形状相同，面积相等。

结合本实用新型第三种可能的实施方式，第四种可能的实施方式中，所述第一平面螺旋主体图形、所述第二平面螺旋主体图形为正六边形、圆形或矩形。

结合本实用新型第四种可能的实施方式，第五种可能的实施方式中，所述重合区域包括两个中心对称的磁通抵消区域及两个中心对称的磁通加强区域。

实施本实用新型所述的抗共模干扰的片上电感结构，通过改进现有的片上电感结构，将电感的单“8”字型平面螺旋，设计成双“8”字型平面螺旋结构，将两个“8”字型平面螺旋进行相交，形成两个中心对称的磁通抵消区域及两个中心对称的磁通加强区域，构成差分电感结构，有利于抑制来自水平方向电路模块的空间电磁干扰，解决了现有技术中，无法抑制水平方向电路模块的空间电磁干扰的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中片上电感结构示意图；

图2为本实用新型提出的抗共模干扰的片上电感结构示意图；

附图中各数字所指代的部位名称为：100——第一平面螺旋、110——第一端、120——第二端、130——第一长轴、200——第二平面螺旋、210——第二长轴、201——第一磁通抵消区域、202——第二磁通抵消区域、203——第一磁通加强区域、204——第二磁通加强区域、300——介质基板。

具体实施方式

下面将结合实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/ 或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现有的片上电感平面螺旋结构，无法抑制水平方向电路模块的空间电磁干扰。

针对上述问题，提出一种抗共模干扰的片上电感结构进行解决。

一种抗共模干扰的片上电感结构，如图2，图2为本实用新型提出的抗共模干扰的片上电感结构示意图；包括介质基板300、第一平面螺旋100及第二平面螺旋200；第一平面螺旋100与第二平面螺旋200相互绝缘、设置在介质基板300上；第一平面螺旋100包括：第一端110及第二端120；第一端110、第二端120构成差分端口；第一平面螺旋100整体呈开口“8”字型，以第一方向自第一端110开始绕线，至第二端120止；第二平面螺旋200整体呈封闭“8”字型，以第二方向进行绕线；第一平面螺旋100与第二平面螺旋200相交，以构成差分电感结构。

第一平面螺旋100沿第一方向绕线，第一方向自第一端110a点开始，顺着实心箭头的方向，直到第二端120b点，形成一端开口的“8”字型结构。在“8”字型结构第一中心交点处，绕线间相互绝缘。第一端110、第二端120构成差分端口。

第二平面螺旋200沿第二方向绕线，第一方向自c点开始，顺着空心箭头，直到c点，形成封闭的“8”字型结构，在“8”字型结构第二中心交点处，绕线间相互绝缘。

空间干扰磁通信号，经过差分端口，进入差分电感结构后，干扰信号得到抑制。通过改进现有的片上电感结构，将电感的单“8”字型平面螺旋，设计成双“8”字型平面螺旋结构，将两个“8”字型平面螺旋进行相交，形成两个中心对称的磁通抵消区域及两个中心对称的磁通加强区域，构成差分电感结构，有利于抑制来自水平方向电路模块的空间电磁干扰，解决了现有技术中，无法抑制水平方向电路模块的空间电磁干扰的问题。

本实施例用于抑垂直方向的空间电磁干扰。这种干扰来自水平方向的电路或者模块。图2中的方向标注是自己本身电流导致的磁场方向标注。可以看到的是，四个环中，每2个环回产生相反的磁场辐射方向，这两个磁场大部分会在空间被相互抵消。同理，根据电磁场的天线互易定理，当有某一干扰照射在这四个环上之后，每2个环产生的感应磁场方向也将是相反的，从而产生空间抵消效果。

第一平面螺旋100的绕线在第一中心交点处绝缘，第二平面螺旋200的绕线在第二中心交点处绝缘，且第一中心交点与第二中心交点的连线垂直于介质基板300。

第一中心交点与第二中心交点在同一竖直直线上，竖直直线与介质基板300垂直，保证第一平面螺旋100与第二平面螺旋200相交。

进一步地，在一个优选实施例中，第一平面螺旋100的第一长轴130与第二平面螺旋200的第二长轴210垂直。第一平面螺旋100与第二平面螺旋200的“8”字型由规则图形组成，比如两个圆形、两个矩形，两个正八边形。第一长轴130垂直于第二长轴210，保证两个规则的第一平面螺旋100与第二平面螺旋200“8”字型结构相交的重合区域形状相同，面积相等。

优选地，第一平面螺旋100与第二平面螺旋200具有四个重合区域，且重合区域的形状相同，面积相等。

优选地，第一平面螺旋100主体图形、第二平面螺旋200主体图形分别为正八边形、圆形、矩形中的一种。第一平面螺旋100的图形与第二平面螺旋200的图形的区别仅在于第一平面螺旋100具有差分端口。

根据右手螺旋定则，差分结构的重合区域包括两个中心对称的磁通抵消区域（第一磁通抵消区域201及第二磁通抵消区域202）及两个中心对称的磁通加强区域（第一磁通加强区域203及第二磁通加强区域204）。

实施本实用新型的抗共模干扰的片上电感结构，通过改进现有的片上电感结构，将电感的单“8”字型平面螺旋，设计成双“8”字型平面螺旋结构，将两个“8”字型平面螺旋进行相交，形成两个中心对称的磁通抵消区域及两个中心对称的磁通加强区域，构成差分电感结构，有利于抑制来自水平方向电路模块的空间电磁干扰，解决了现有技术中，无法抑制水平方向电路模块的空间电磁干扰的问题。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抗共模干扰的片上电感结构，其特征在于，包括：

介质基板；

第一平面螺旋；

第二平面螺旋；

所述第一平面螺旋与所述第二平面螺旋相互绝缘、设置在所述介质基板上；

所述第一平面螺旋包括：

第一端及第二端；

所述第一端、第二端构成差分端口；

所述第一平面螺旋整体呈开口“8”字型，以第一方向自所述第一端开始绕线，至所述第二端止；

所述第二平面螺旋整体呈封闭“8”字型，以第二方向进行绕线；

所述第一平面螺旋与所述第二平面螺旋相交，以构成差分电感结构。

2.根据权利要求1所述的抗共模干扰的片上电感结构，其特征在于，所述第一平面螺旋的绕线在第一中心交点处绝缘，所述第二平面螺旋的绕线在第二中心交点处绝缘，且所述第一中心交点与所述第二中心交点的连线垂直于所述介质基板。

3.根据权利要求2所述的抗共模干扰的片上电感结构，其特征在于，所述第一平面螺旋的第一长轴与所述第二平面螺旋的第二长轴垂直。

4.根据权利要求3所述的抗共模干扰的片上电感结构，其特征在于，所述第一平面螺旋与所述第二平面螺旋具有四个重合区域，且所述重合区域的形状相同，面积相等。

5.根据权利要求4所述的抗共模干扰的片上电感结构，其特征在于，所述第一平面螺旋主体图形、所述第二平面螺旋主体图形为正六边形、圆形或矩形。

6.根据权利要求5所述的抗共模干扰的片上电感结构，其特征在于，所述重合区域包括两个中心对称的磁通抵消区域及两个中心对称的磁通加强区域。