JP6515240B1 - 可変インダクタ及び可変インダクタを使用した集積回路 - Google Patents

可変インダクタ及び可変インダクタを使用した集積回路 Download PDF

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Abstract

【課題】調整可能なインダクタンスレンジが広く、十分なインダクタンス及び高めのＱ値を有し、耐久性及びバイアスの問題を改善する可変インダクタ及び可変インダクタを使用した集積回路を提供する。【解決手段】可変インダクタ１００は、第１の外部部材と第２の外部部材とを接続するために用いるとともに、１次導体１１０、第１の２次導体１２０及び第１のスイッチＳ１を備える。１次導体１１０は、第１の外部部材に接続された第１のノードＮ１と、第２の外部部材に接続された第２のノードＮ２とを有する。第１の２次導体１２０は、１次導体１１０と磁気的に結合される。第１のスイッチＳ１は、第１の２次導体１２０にそれぞれ接続された２つの側部を有する。第１の２次導体１２０は、第１のスイッチＳ１の状態により操作される２つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、可変インダクタに関し、特に、集積回路上に形成可能な可変インダクタに関する。
図１Ａ及び図１Ｂを参照する。図１Ａ及び図１Ｂは、従来の可変インダクタを示す。従来の可変インダクタ１０００は、１次導体１１００、２次導体１２００、スイッチ１３００及び電流源１４００を有する。２次導体１２００は、１次導体１１００の外側にループを成形する。スイッチ１３００は、２次導体１２００と直列に接続され、オン又はオフしてループを閉じるか開く。従来の可変インダクタ１０００のインダクタンスは、スイッチ１３００によりループを閉じるか開くと変化する。電流源１４００も２次導体１２００と直列に接続され、２次導体１２００の電流を制御し、インダクタンスを増やすか減らすために用いられる。
図２を参照する。図２は、もう一つの従来の可変インダクタを示す。従来の可変インダクタ２０００は、第１の導体２１００、第２の導体２２００、第１のスイッチ２３００、第２のスイッチ２４００及び第３のスイッチ２５００を有する。第１のスイッチ２３００、第２のスイッチ２４００及び第３のスイッチ２５００は、第１の導体２１００と第２の導体２２００との間にそれぞれと接続する３つの電流経路上に設けられる。従来の可変インダクタ２０００のインダクタンスは、第１のスイッチ２３００、第２のスイッチ２４００及び第３のスイッチ２５００を閉じるか開くと変化する。
従来の可変インダクタ１０００は、限定的に調整可能なインダクタンスレンジと、不十分なインダクタンスと、を有する。従来の可変インダクタ２０００には、低めのＱ値、耐久性及びバイアスの問題があった。
そのため、上述したような従来の可変インダクタの欠点を改善することができる可変インダクタ及び可変インダクタを使用した集積回路が求められていた。
そのため、従来技術の問題点を改善するために、調整可能なインダクタンスレンジが広い特徴があり、十分なインダクタンスを有し、高めのＱ値、耐久性及びバイアスの問題を改善することができる、可変インダクタ及び可変インダクタを使用した集積回路を提供する。
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、第１の外部部材と第２の外部部材とを接続するために用いるとともに、１次導体、第１の２次導体及び第１のスイッチを備えた可変インダクタであって、前記１次導体は、前記第１の外部部材に接続された第１のノードと、前記第２の外部部材に接続された第２のノードと、を有し、前記第１の２次導体は、前記１次導体と磁気的に結合され、前記第１のスイッチは、前記第１の２次導体にそれぞれ接続された２つの側部を有し、前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチの状態により操作される２つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されることを特徴とする可変インダクタが提供される。
前記第１の２次導体にそれぞれ接続された２つの側部を有する第２のスイッチをさらに備え、前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチの状態により操作される４つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されることが好ましい。
前記第１の２次導体にそれぞれ接続された２つの側部を有する第３のスイッチをさらに備え、前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチの状態により操作される８つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されることが好ましい。
前記第１のノードは、前記１次導体の一端に配置され、前記第２のノードは、前記１次導体の他端に配置されることが好ましい。
前記可変インダクタは、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）集積回路に集積されることが好ましい。
前記第１のスイッチは、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）又はプリント回路基板に実施されることが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の第２の形態によれば、第１の部材と、第２の部材と、前記第１の部材及び前記第２の部材に接続された可変インダクタと、を備えた集積回路であって、前記可変インダクタは、１次導体、第１の２次導体及び第１のスイッチを有し、前記１次導体は、第１の外部部材に接続された第１のノードと、第２の外部部材に接続された第２のノードと、を有し、前記第１の２次導体は、前記１次導体と磁気的に結合され、前記第１のスイッチは、第２のインダクタ部材にそれぞれ接続された２つの側部を有し、前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチの状態により操作される２つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されることを特徴とする集積回路が提供される。
前記可変インダクタは、前記第１の２次導体にそれぞれ接続された２つの側部を有する第２のスイッチを有し、前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチの状態により操作される４つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されることが好ましい。
前記可変インダクタは、前記第１の２次導体にそれぞれ接続された２つの側部を有する第３のスイッチを有し、前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチの状態により操作される８つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されることが好ましい。
前記第１のノードは、前記１次導体の一端に配置され、前記第２のノードは、前記１次導体の他端に配置されることが好ましい。
ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に使用されることが好ましい。
前記第１のスイッチは、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）により実施されることが好ましい。
本発明の可変インダクタ及び可変インダクタを使用した集積回路は、調整可能なインダクタンスレンジが広い特徴があり、十分なインダクタンスを有し、高めのＱ値、耐久性及びバイアスの問題を改善することができる。
従来の可変インダクタを示す概略図である。 従来の可変インダクタを示す概略図である。 もう一つの従来の可変インダクタを示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る可変インダクタを示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る可変インダクタの第１の２次導体の異なる電流経路を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る可変インダクタの第１の２次導体の異なる電流経路を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る可変インダクタの第１の２次導体の異なる電流経路を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る可変インダクタの第１の２次導体の異なる電流経路を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る可変インダクタの第１の２次導体の異なる電流経路を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る可変インダクタの第１の２次導体の異なる電流経路を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る可変インダクタの第１の２次導体の異なる電流経路を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る可変インダクタの第１の２次導体の異なる電流経路を示す平面図である。 図３の可変インダクタの等価の回路を示す回路図である。 本発明の別の２つの実施形態に係る可変インダクタの２つの異なる配置を示す図である。 本発明の別の２つの実施形態に係る可変インダクタの２つの異なる配置を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る可変インダクタを示す概略図である。 図７の可変インダクタの等価の回路を示す回路図である。 本発明の別の２つの実施形態に係る可変インダクタの２つの異なる配置を示す図である。 本発明の別の２つの実施形態に係る可変インダクタの２つの異なる配置を示す図である。 図３のシミュレーション結果を示す。
以下、本発明の目的、特徴及び効果をより分かりやすくするために、具体的な実施形態について図に基づいて詳しく説明する。
図３を参照する。図３は、本発明の一実施形態に係る可変インダクタを示す概略図である。可変インダクタ１００は、１次導体１１０、第１の２次導体１２０、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３を有し、１次導体１１０と第１の２次導体１２０とを磁気的に結合してトランス構造（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成する。第１のスイッチＳ１〜第３のスイッチＳ３を制御することにより、第１の２次導体１２０の等価インダクタンス及び結合係数は、トランス構造の磁気結合理論（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ）に基づいて変化する。１次導体１１０のインダクタンス値は、第１の２次導体１２０の等価インダクタンス及び結合係数の変化に伴って変化する。そのため、１次導体１１０、第１の２次導体１２０及び第１のスイッチＳ１〜第３のスイッチＳ３は、可変インダクタンスの目的を達成することができる。
図３に示すように、第１の２次導体１２０は、１次導体１１０の頂部上に配置される。第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３は、基板又はプリント回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）１４０上に実施してもよい。基板又はプリント回路基板１４０は、１次導体１１０の底部下に配置してもよい。
第１のスイッチＳ１は、第１の２次導体１２０にそれぞれ接続された２つの側部を有する。第２のスイッチＳ２は、第１の２次導体１２０にそれぞれ接続された２つの側部を有する。第３のスイッチＳ３は、第１の２次導体１２０にそれぞれ接続された２つの側部を有する。第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３は、電流経路Ｐ１〜Ｐ３上にそれぞれ形成される。
第１の２次導体１２０は、単一ループ構造に形成される。電流経路Ｐ１〜Ｐ３は、単一ループ構造の３つの異なるバイパス経路に形成される。そのため、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２、第３のスイッチＳ３のうちの何れかの状態が変化すると、第１の２次導体１２０の電流経路が変化する。
図４Ａ〜図４Ｈは、第１の２次導体１２０の８つの異なる電流経路を示す。図４Ａは、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２、第３のスイッチＳ３全てを操作して開いた状態である。第１の２次導体１２０は、主分岐Ｍを有する単一ループ構造に形成される。
図４Ｂは、第１のスイッチＳ１のみを操作して閉じた状態を示す。第１の２次導体１２０は、主分岐Ｍ及び電流経路Ｐ１を有する単一ループ構造に形成される。
図４Ｃは、第２のスイッチＳ２のみを操作して閉じた状態を示す。第１の２次導体１２０は、主分岐Ｍ及び電流経路Ｐ２を有する単一ループ構造に形成される。
図４Ｄは、第３のスイッチＳ３のみを操作して閉じた状態を示す。第１の２次導体１２０は、主分岐Ｍ及び電流経路Ｐ３を有する単一ループ構造に形成される。
図４Ｅは、第１のスイッチＳ１及び第２のスイッチＳ２を操作して閉じた状態を示す。第１の２次導体１２０は、主分岐Ｍ及び電流経路Ｐ１，Ｐ２を有する単一ループ構造に形成される。
図４Ｆは、第１のスイッチＳ１及び第３のスイッチＳ３を操作して閉じた状態を示す。第１の２次導体１２０は、主分岐Ｍ及び電流経路Ｐ１，Ｐ３を有する単一ループ構造に形成される。
図４Ｇは、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３を操作して閉じた状態を示す。第１の２次導体１２０は、主分岐Ｍ、電流経路Ｐ２，Ｐ３を有する単一ループ構造に形成される。
図４Ｈは、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３を操作して閉じた状態を示す。第１の２次導体１２０は、主分岐Ｍ、電流経路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を有する単一ループ構造に形成される。
第１の２次導体１２０は、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３の状態により決められる８つの可変電流経路（ｃｈａｎｇｅａｂｌｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐａｔｈ）を有する単一ループ構造に形成される。可変インダクタ１００のインダクタンスは、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３を閉じたり開いたりすると変化する。そのため、本実施形態の可変インダクタ１００は、８つの異なる電流経路（図４Ａ〜図４Ｈに示す）にそれぞれ対応した８つの異なるインダクタンス値を含む調整可能なインダクタンスレンジを有する。図５は、図３の可変インダクタの等価の回路を示す回路図である。１次導体１１０の第１のノードＮ１から第２のノードＮ２までのインダクタンスは、第１の２次導体１２０のスイッチＳ１〜Ｓ３の状態に応じて変化する。
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の別の２つの実施形態に係る可変インダクタの２つの異なる配置を示す図である。図６Ａに示すように、第１の２次導体１２０は、１次導体１１０の頂部上に配置され、基板又はプリント回路基板１４０は、１次導体１１０の底部下に配置される。図６Ｂに示すように、第１の２次導体１２０は、１次導体１１０の底部下に配置され、基板又はプリント回路基板１４０は、第１の２次導体１２０の底部下に配置される。
他の実施形態では、第３のスイッチＳ３を省略してもよい。その実施形態の第１の２次導体１２０は、第１のスイッチＳ１及び第２のスイッチＳ２の状態により操作される４つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成される。
他の実施形態では、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３の両方を省略してもよい。その実施形態では、第１の２次導体１２０が第１のスイッチＳ１の状態により決められる２つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成される。
もう一つの実施形態において、スイッチの数はＮ１であり、第１の２次導体１２０は、Ｎ１スイッチの状態により決められるＭ１可変電流経路を有する単一ループ構造に形成される。ここでＮ１は３より大きく、Ｍ１は８より大きい。
図７を参照する。図７は、本発明の他の実施形態に係る可変インダクタを示す概略図である。可変インダクタ２００は、１次導体２１０、第１の２次導体２２０、第２の２次導体２３０、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２、第３のスイッチＳ３、第４のスイッチＳ４、第５のスイッチＳ５及び第６のスイッチＳ６を有する。
図７に示すように、第２の２次導体２３０は、１次導体２１０の底部下に配置される。第４のスイッチＳ４、第５のスイッチＳ５及び第６のスイッチＳ６は、基板上又はプリント回路基板２４０上に実施してもよい。プリント回路基板２４０は、１次導体２１０の底部下に配置されてもよい。
第４のスイッチＳ４は、第２の２次導体２３０にそれぞれ接続される２つの側部を有する。第５のスイッチＳ５は、第２の２次導体２３０にそれぞれ接続される２つの側部を有する。第６のスイッチＳ６は、第２の２次導体２３０にそれぞれ接続される２つの側部を有する。第４のスイッチＳ４、第５のスイッチＳ５及び第６のスイッチＳ６は、他の３つの電流経路上にそれぞれ形成される。
第２の２次導体２３０は、単一ループ構造に形成される。３つの電流経路は、単一ループ構造の３つの異なるバイパス経路に形成される。そのため、第４のスイッチＳ４、第５のスイッチＳ５、第６のスイッチＳ６のうちの何れかの状態が変化すると、第２の２次導体２３０の電流経路が変化する。
第１の２次導体２２０及び第２の２次導体２３０の構造は、第１の２次導体１２０の構造と略同じである。そのため、第１の２次導体２２０及び第２の２次導体２３０の詳細な説明については省略する。
第１の２次導体２２０は、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３の状態により決められる８つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成される。第２の２次導体２３０も第４のスイッチＳ４、第５のスイッチＳ５及び第６のスイッチＳ６の状態により決められる８つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成される。可変インダクタ２００のインダクタンスは、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２、第３のスイッチＳ３、第４のスイッチＳ４、第５のスイッチＳ５及び第６のスイッチＳ６を閉じたり開いたりすると変化する。そのため、この実施形態において、可変インダクタ２００は、８×８の異なる電流経路に対応した６４の異なるインダクタンス値を含む調整可能なインダクタンスレンジを有する。図８は、図７の可変インダクタの等価の回路を示す回路図である。
図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の別の２つの実施形態に係る可変インダクタの２つの異なる配置を示す図である。図９Ａに示すように、第２の２次導体２３０は、１次導体２１０の頂部上に配置される。第１の２次導体２２０は、１次導体２１０の底部下に配置される。プリント回路基板２４０は、第１の２次導体２２０の底部下に配置される。図９Ｂに示すように、第１の２次導体２２０は、１次導体２１０の頂部上に配置され、第２の２次導体２３０は、１次導体２１０の底部下に配置され、プリント回路基板２４０は、第２の２次導体２３０の底部下に配置される。
他の実施形態では、第６のスイッチＳ６を省略してもよい。その実施形態の第２の２次導体２３０は、第４のスイッチＳ４及び第５のスイッチＳ５の状態により操作される４つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成される。
他の実施形態では、第５のスイッチＳ５及び第６のスイッチＳ６を省略してもよい。その実施形態では、第２の２次導体２３０が第４のスイッチＳ４の状態により決められる２つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成される。
もう一つの実施形態では、スイッチの数はＮ２であり、第２の２次導体２３０は、Ｎ２スイッチの状態により決められるＭ２可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されてもよい。ここでＮ２は３より大きく、Ｍ２は８より大きい。
可変インダクタは、例えば、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）集積回路などの集積回路に集積するのに適している。可変インダクタの第１のノードＮ１は、可変インダクタの１次導体１１０の一端に配置され、可変インダクタの第２のノードＮ２は、可変インダクタの１次導体１１０の他端に配置されてもよい。第１のノードＮ１は、例えば、集積回路の第１の部材などの第１の外部部材に接続されてもよい。第２のノードＮ２は、例えば、集積回路の第２の部材などの第２の外部部材に接続されてもよい。
図１０を参照する。図１０は、図３のシミュレーション結果を示す。図１０に示すように、３つのスイッチは、２８ｎｍ−ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）により実施される。調整可能なインダクタンスレンジは１８７〜２７７ｐＨである。
上述したことから分かるように、本発明の可変インダクタ及び可変インダクタを使用した集積回路は、調整可能なインダクタンスレンジが広いという特徴があり、十分なインダクタンスを有し、高めのＱ値、耐久性及びバイアスの問題を改善することができる。
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
１００ 可変インダクタ
１１０ １次導体
１２０ 第１の２次導体
１４０ プリント回路基板
２００ 可変インダクタ
２１０ １次導体
２２０ 第１の２次導体
２３０ 第２の２次導体
２４０ プリント回路基板
１０００ 可変インダクタ
１１００ １次導体
１２００ ２次導体
１３００ スイッチ
１４００ 電流源
２０００ 可変インダクタ
２１００ 第１の導体
２２００ 第２の導体
２３００ 第１のスイッチ
２４００ 第２のスイッチ
２５００ 第３のスイッチ
Ｍ 主分岐
Ｎ１ 第１のノード
Ｎ２ 第２のノード
Ｐ１ 電流経路
Ｐ２ 電流経路
Ｐ３ 電流経路
Ｓ１ 第１のスイッチ
Ｓ２ 第２のスイッチ
Ｓ３ 第３のスイッチ
Ｓ４ 第４のスイッチ
Ｓ５ 第５のスイッチ
Ｓ ６ 第６のスイッチ

Claims (10)

  1. 第１の外部部材と第２の外部部材とを接続するために用いるとともに、１次導体、第１の２次導体及び第１のスイッチを備えた可変インダクタであって、
    前記１次導体は、前記第１の外部部材に接続された第１のノードと、前記第２の外部部材に接続された第２のノードと、を有し、
    前記第１の２次導体は、前記１次導体と磁気的に結合され、
    前記第１のスイッチは、前記第１の２次導体にそれぞれ接続された２つの側部を有し、
    前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチの状態により操作される２つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成され、
    前記第１の２次導体にそれぞれ接続された２つの側部を有する第２のスイッチをさらに備え、
    前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチの状態により操作される４つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されることを特徴とする可変インダクタ。
  2. 前記第１の２次導体にそれぞれ接続された２つの側部を有する第３のスイッチをさらに備え、
    前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチの状態により操作される８つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されることを特徴とする請求項１に記載の可変インダクタ。
  3. 前記第１のノードは、前記１次導体の一端に配置され、
    前記第２のノードは、前記１次導体の他端に配置されることを特徴とする請求項１に記載の可変インダクタ。
  4. 前記可変インダクタは、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）集積回路に集積されることを特徴とする請求項１に記載の可変インダクタ。
  5. 前記第１のスイッチは、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）又はプリント回路基板により実施されることを特徴とする請求項４に記載の可変インダクタ。
  6. 第１の部材と、第２の部材と、前記第１の部材及び前記第２の部材に接続された可変インダクタと、を備えた集積回路であって、
    前記可変インダクタは、１次導体、第１の２次導体及び第１のスイッチを有し、
    前記１次導体は、第１の外部部材に接続された第１のノードと、第２の外部部材に接続された第２のノードと、を有し、
    前記第１の２次導体は、前記１次導体と磁気的に結合され、
    前記第１のスイッチは、第２のインダクタ部材にそれぞれ接続された２つの側部を有し、
    前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチの状態により操作される２つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成され、
    前記可変インダクタは、前記第１の２次導体にそれぞれ接続された２つの側部を有する第２のスイッチを有し、
    前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチの状態により操作される４つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されることを特徴とする集積回路。
  7. 前記可変インダクタは、前記第１の２次導体にそれぞれ接続された２つの側部を有する第３のスイッチを有し、
    前記第１の２次導体は、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチの状態により操作される８つの可変電流経路を有する単一ループ構造に形成されることを特徴とする請求項６に記載の集積回路。
  8. 前記第１のノードは、前記１次導体の一端に配置され、
    前記第２のノードは、前記１次導体の他端に配置されることを特徴とする請求項６に記載の集積回路。
  9. ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に使用されることを特徴とする請求項６に記載の集積回路。
  10. 前記第１のスイッチは、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）により実施されることを特徴とする請求項６に記載の集積回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5629652A (en) * 1996-05-09 1997-05-13 Analog Devices Band-switchable, low-noise voltage controlled oscillator (VCO) for use with low-q resonator elements
US6255913B1 (en) * 1999-10-04 2001-07-03 Agere Systems Guardian Corp. Variable frequency oscillator circuit
JP4458754B2 (ja) * 2003-03-04 2010-04-28 株式会社ルネサステクノロジ Ｌ負荷差動回路
EP1478045B1 (en) * 2003-05-16 2012-06-06 Panasonic Corporation Mutual induction circuit
US7460001B2 (en) * 2003-09-25 2008-12-02 Qualcomm Incorporated Variable inductor for integrated circuit and printed circuit board
US7375598B2 (en) * 2004-02-19 2008-05-20 Texas Instruments Incorporated System and method for increasing radio frequency (RF)/microwave inductor-capacitor (LC) oscillator frequency tuning range
US7151430B2 (en) * 2004-03-03 2006-12-19 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method of and inductor layout for reduced VCO coupling
US7091784B1 (en) * 2004-03-03 2006-08-15 Atheros Communications, Inc. Tunable circuit including a switchable inductor
JP4471757B2 (ja) * 2004-07-14 2010-06-02 株式会社リコー 可変インダクタ
JP2006135829A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Renesas Technology Corp 可変インダクタ並びにそれを用いた発振器及び情報機器
US7250826B2 (en) * 2005-07-19 2007-07-31 Lctank Llc Mutual inductance in transformer based tank circuitry
DE102005048409B4 (de) * 2005-10-10 2012-04-12 Infineon Technologies Ag Verstärkeranordnung für Ultra-Breitband-Anwendungen und Verfahren
EP1788626B1 (en) * 2005-11-17 2009-04-29 Seiko Epson Corporation Multilayer circuit with variable inductor, and method of manufacturing it
KR100777394B1 (ko) * 2006-05-17 2007-11-19 삼성전자주식회사 진폭 불균형을 개선하기 위한 온­칩 트랜스포머 밸룬
DE102006023352A1 (de) * 2006-05-17 2007-11-22 Atmel Duisburg Gmbh Integrierter abstimmbarer Schwingkreis
WO2008007307A1 (en) * 2006-07-07 2008-01-17 Nxp B.V. Programmable inductor
JP2008311820A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Toshiba Corp 電圧制御発振器および発振制御システム
US7612612B2 (en) * 2007-06-22 2009-11-03 Texas Instruments Incorporated Calibration circuitry and delay cells in rectilinear RF power amplifier
KR100937402B1 (ko) * 2007-09-19 2010-01-18 한국전자통신연구원 넓은 발진 주파수 범위와 선형 특성을 갖는 전압 제어발진기
TW200934098A (en) * 2008-01-17 2009-08-01 Univ Nat Taiwan Transistor voltage-controlled oscillator
JP2010093436A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Alps Electric Co Ltd フィルタ回路及び電圧制御発振回路
US20100123536A1 (en) * 2008-11-19 2010-05-20 Yumin Lu Tunable capacitively loaded transformer providing switched inductance for rf/microwave integrated circuits
GB2467931A (en) * 2009-02-19 2010-08-25 Cambridge Silicon Radio Ltd Tuning circuit with mutually coupled inductors
WO2011073853A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Stmicroelectronics S.R.L. Circuit arrangement of a voltage controlled oscillator
JP2011159953A (ja) * 2010-01-05 2011-08-18 Fujitsu Ltd 電子回路及び電子機器
JP2011182107A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Renesas Electronics Corp 電力増幅装置
WO2011156379A2 (en) * 2010-06-07 2011-12-15 Cornell University Resonator circuit and amplifier circuit
US8963674B2 (en) * 2010-12-20 2015-02-24 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Tunable inductor
TWI494957B (zh) * 2011-03-03 2015-08-01 Realtek Semiconductor Corp 可變電感
US20120244802A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 Lei Feng On chip inductor
US20120286889A1 (en) * 2011-05-10 2012-11-15 Samsung Electro-Mechanics Company Systems and Methods for Wideband CMOS Voltage-Controlled Oscillators Using Reconfigurable Inductor Arrays
US8339210B2 (en) * 2011-05-11 2012-12-25 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Low noise oscillator
GB2496387B (en) * 2011-11-08 2014-02-26 Cambridge Silicon Radio Ltd A near field communications reader
EP2648193B1 (en) * 2012-04-03 2015-07-29 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (publ) An inductor layout, and a voltage-controlled oscillator (VCO) system
US9118335B2 (en) * 2012-09-16 2015-08-25 Technische Universiteit Delft High resolution millimeter wave digitally controlled oscillator with reconfigurable distributed metal capacitor passive resonators
US10153728B2 (en) * 2013-11-08 2018-12-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device and method
US9300246B2 (en) * 2014-02-25 2016-03-29 International Business Machines Corporation Resonator having distributed transconductance elements
TWI524658B (zh) * 2014-06-30 2016-03-01 瑞昱半導體股份有限公司 能抑制自身電磁輻射的電感電容共振腔及其製造方法
US9634610B2 (en) * 2014-10-03 2017-04-25 Short Circut Technologies LLC 60 GHz wideband class E/F2 power amplifier
US10270401B2 (en) * 2014-10-20 2019-04-23 Richwave Technology Corp. Two-stage electromagnetic induction transformer
US9325277B1 (en) * 2014-12-16 2016-04-26 Xilinx, Inc. Voltage controlled oscillator including MuGFETS
US9401696B1 (en) * 2015-01-09 2016-07-26 International Business Machines Corporation Boosting varactor capacitance ratio
CN104637920B (zh) * 2015-01-15 2017-08-15 温州大学 一种电感值可调的片上集成单端电感
EP3243207A1 (en) * 2015-01-27 2017-11-15 Huawei Technologies Co. Ltd. Transformer, power matching network and digital power amplifier
US9948265B2 (en) * 2015-05-14 2018-04-17 Mediatek Inc. Inductor capacitor tank for resonator
US9742353B2 (en) * 2015-06-22 2017-08-22 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. CMOS VCO with implicit common-mode resonance
CN105244345B (zh) * 2015-09-21 2018-04-03 温州大学 一种电感值可调的片上集成差分电感
US10075131B2 (en) * 2016-04-20 2018-09-11 International Business Machines Corporation Ultra-broadband switched inductor oscillator
US10200009B2 (en) * 2016-08-31 2019-02-05 Analog Devices Global Switchable transformer-based balun
US10361154B2 (en) * 2017-12-20 2019-07-23 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Variable inductor and integrated circuit using the variable inductor

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