KR100509947B1 - 연속적으로 인덕턴스를 가변할 수 있는 가변 인덕터 동작 방법 - Google Patents

연속적으로 인덕턴스를 가변할 수 있는 가변 인덕터 동작 방법 Download PDF

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Abstract

연속적으로 인덕턴스(inductance)를 가변할 수 있는 가변 인덕터(variable inductor) 동작 방법을 제공한다. 본 발명은 MOSFET 스위치에의 제어 신호 또는 가변 신호의 인가에 의해서 전체 인덕턴스 값이 연속적으로 가변될 수 있어, 정합 회로망이나 LC 공진 회로망 등에 효과적으로 적용될 수 있는 집적 회로 형태의 수동 소자로서의 가변 인덕터를 제공한다. 가변 인덕터는 기판 상에 구현된 입/출력의 두 단자들과 혹은 기판 밖의 입력/출력과 기판 상의 출력/입력, 그 사이에 구현된 다수의 개별 인덕터들과, 인덕터들 상호 간을 각각 직렬로 연결하는 주 경로들과, 인덕터들 사이의 주 경로들 각각과 출력을 직접적으로 연결하는 부 경로들, 및 인덕터들 사이의 주 경로들 각각과 부 경로들 각각의 사이에 각각 도입되는 MOSFET들을 포함하는 가변 인덕터의 MOSFET의 제어 전압을 MOSFET의 온(on) 전압과 오프(off) 전압 사이의 값으로 가변시켜 인덕터의 인덕턴스 값을 연속적으로 가변시킬 수 있다.

Description

연속적으로 인덕턴스를 가변할 수 있는 가변 인덕터 동작 방법{Method for operating variable inductor to preform continuous inductance variation}
본 발명은 수동소자 인덕터(inductor)에 관한 것으로, 특히, 집적 회로 형태의 수동 소자로서 연속적으로 인덕턴스(inductance)를 가변할 수 있는 가변 인덕터 동작 방법에 관한 것이다.
집적회로 형태의 수동소자는 저항(resistor), 인덕터(inductor) 및 캐패시터(capacitor) 등이 있다. 종래의 집적회로 수동소자 인덕터는 스파이럴(spiral) 형태 혹은 미앤더(meander) 형태의 인덕터로 구현되고 있다. 이러한 구조의 인덕터에서 인덕턴스 값을 변화시키기 위해서, 스파이럴 형태의 경우 회전수(turn)를 증가시키거나 같은 회전수에서 스파이럴의 크기를 증가시킴으로써 인덕턴스 값을 증가시킬 수 있으며, 미앤더 형태의 경우 경로(path)의 길이를 변화하여 인덕턴스 값을 가변시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 형태의 인덕터들은 구현된 형상, 즉, 회전수와 스파이럴의 크기, 또는, 경로의 길이에 의하여 고정된(fixed) 인덕턴스 값을 가지고 있으며, 한번 그 형상이 구현된 인덕터는 고정된 인덕턴스 값을 가질 수밖에 없게 된다.
그럼에도 불구하고 실제 회로망에서는 인덕턴스 값이 가변될 경우 보다 유용한 효과, 예컨대, 공진 회로망의 경우 공진 범위의 확대, 가변정합회로망 구성등을 구현할 수 있다. 따라서, 인덕턴스 값을 효과적으로 가변할 수 있는 집적 회로 형태의 인덕터의 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 제어 신호 또는 가변 신호에 의해서 인덕턴스 값이 연속적으로 가변될 수 있어 정합 회로망이나 LC 공진 회로망 등에 효과적으로 적용될 수 있는 집적 회로 형태의 가변 인덕터 및 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 본드 와이어(Bond Wire)를 인덕터로 활용한 회로에서 인덕턴스 값을 연속적으로 가변 할 수 있는 집적 회로 및 동작 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 모스에프이티(MOSFET) 스위치에의 제어 신호 또는 가변 신호의 인가에 의해서 전체 인덕턴스 값이 연속적으로 가변될 수 있어, 정합 회로망이나 엘씨(LC) 공진 회로망 등에 효과적으로 적용될 수 있는 집적 회로 형태의 수동 소자로서의 가변 인덕터의 동작 방법을 제공한다.
상기 가변 인덕터는 기판 상에 구현된 두 단자들과, 상기 기판 상에 상기 두 단자들 사이에 구현된 다수의 개별 인덕터들과, 상기 인덕터들 상호 간을 각각 직렬로 연결하는 주 경로들과, 상기 인덕터들 사이의 주 경로들 각각과 어느 하나의 상기 단자를 직접 연결하는 부 경로들, 및 상기 인덕터들 사이의 주 경로들 각각과 상기 부 경로들 각각의 사이에 각각 도입되는 모스에프이티(MOSFET)들을 포함하는 가변 인덕터의 상기 모스에프이티(MOSFET)의 제어 전압을 상기 모스에프이티(MOSFET)의 온(on) 전압과 오프(off) 전압 사이의 값으로 가변시켜 상기 인덕터의 인덕턴스 값을 연속적으로 가변시키는 가변 인덕터의 동작 방법을 제시한다.
또한, 상기 가변 인덕터는 출력 단자가 구현된 기판 상에 구현되어 상기 출력 단자로 출력 신호를 출력하도록 연결된 인덕터와, 상기 기판 외부에 도입된 외부 입력 단자와, 상기 외부 입력 단자와 상기 인덕터를 직접적으로 연결하며 자체로 일정한 인덕턴스 값을 구현하는 본드 와이어(bond wire), 상기 인덕터의 앞단에 병렬로 연결되어 상기 본드 와이어와 상기 출력 단자 사이를 연결하는 부 경로, 및 상기 부 경로와 상기 인덕터의 앞단 사이에 상기 인덕터에 대해서 병렬로 연결되는 모스에프이티(MOSFET)를 포함하는 모스에프이티(MOSFET)의 제어 전압을 상기 모스에프이티(MOSFET)의 온(on) 전압과 오프(off) 전압 사이의 값으로 가변시켜 상기 인덕터의 인덕턴스 값을 연속적으로 가변시키는 가변 인덕터의 동작 방법을 제시한다.
이때, 상기 인덕턴스 값은 상기 스위치들의 선택적인 온 또는 오프에 의해서 상기 스위치들이 모두 오프되었을 때의 최대값과 상기 스위치들이 모두 온되었을 때 최소값 사이의 임의의 인덕턴스 값으로 구현될 수 있다.
상기 임의의 인덕턴스 값은 상기 단자들 중의 하나인 입력 단자측으로부터 차례로 상기 스위치들의 일부를 오프되게 하여 얻어지는 상기 입력 단자측으로부터 마지막으로 오프된 스위치에 연결된 인덕터까지의 인덕턴스 값들의 합과, 상기 마지막으로 오프된 스위치 이후에 위치하는 어느 하나 이상의 스위치들의 제어 전압을 온, 오프 사이의 값으로 조정하여 얻어지는 인덕턴스 값의 합일 수 있다.
상기 부 경로들 및 상기 스위치들은 각각 상기 인덕터들의 수 보다 하나 작은 수로 도입된 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, MOSFET 스위치에 인가되는 제어 전압에 따라 연속적으로 가변되는 인덕턴스를 제공할 있는 수동 소자로서의 집적 회로 형태의 가변 인덕터 동작 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예들의 기재를 통해서 상세히 설명한다. 그러나, 기술되는 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 이해되는 것이 바람직하다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것으로 이해되는 것이 바람직하다. 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 기판의 "상"에 있다라고 기재 혹은 도시되는 경우에, 상기 어떤 층은 상기 다른 층 또는 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제3의 층이 개재되어질 수 있다.
본 발명의 실시예들에서는 제어 신호 또는 가변 신호 등에 의해서 인덕턴스 값을 연속적으로 가변할 수 있는 집적 회로 형태로 구현된 가변 인덕터를 제공한다. 본 발명의 실시예들에 따른 가변 인덕터는 기판 상에 도체로 스파이럴 형태 또는 미앤더 형태로 구현되는 다수의 인덕터들이 주 경로에 의해서 직렬로 연결된 형태로 구현되며, 이러한 인덕터들 사이의 주 경로에 일부 인덕터를 거치지 않고 직접적으로 출력 단자(output port)로 신호를 보내는 부 경로가 연결된다. 이러한 부 경로와 주 경로의 연결은 스위치(switch)에 의해서 제어된다. 스위치는 모스에프이티(MOSFET) 스위치로 도입되며, MOSFET 스위치의 제어 전압을 온(on)과 오프(off) 사이의 값으로 가변시킴으로써 전체 인덕턴스의 값을 연속적으로 가변시킨다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 가변 인덕터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 가변 인덕터는 수동 소자로 기판 상에 집적 회로 형태로 구현되어, 연속적으로 인덕턴스 값이 변화하게 된다. 본 발명의 가변 인덕터는 p형 혹은 n형 기판(substrate:100) 상에 위에 도체, 예컨대, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 도전성 폴리 실리콘(polysilicon) 또는 이들의 합금으로 스파이럴 형태로 구성된 개별 인덕터들(210, 230)과 MOSFET 스위치(350)를 포함하여 구현된다. 도 1에서는 스파이럴 형태의 인덕터들(210, 230)을 표현하였으나, 이러한 인덕터들(210,230)은 미앤더 형태로도 구현될 수 있다.
인덕터들(210, 230)은 두 단자들, 즉, 입력 단자(input terminal port:110) 및 출력 단자(150) 사이에 도입된다. 예를 들어, 두 개의 인덕터L1(210), 인덕터 L2(230)가 주 경로(190)에 의해서 직렬로 상호간에 연결되며, 또한, 입력 단자(110), 출력 단자(150)에 연결된다. 두 개의 인덕터L1, L2(210, 230) 사이의 주 경로(190)에는 부 경로(300)가 병렬로 연결되며, 그 사이에 스위치(350)가 MOSFET로 연결된다. 스위치(350)는 신호의 경로를 주 경로(190)로부터 부 경로(300)로 선택적으로 바꿔주는 역할을 한다.
도 1에서 신호는 입력 단자(110)를 스위치(350)의 조작에 의하여 인덕터L1(210), 인덕터L2(230)를 거쳐서 출력 단자(150)로 출력되거나, 인덕터L1(210)을 거친 후 부 경로(300)와 인덕터L2(230)를 병렬로 거쳐서 출력 단자(150)로 출력된다. MOSFET 스위치(350)는 드레인(drain)과 소스(source)사이 양단으로 신호가 통과하며 게이트(gate) 전압으로 이러한 신호의 통과가 제어된다. 즉, 제어전압으로 MOSFET 스위치가 제어된다.
신호는 스위치(350)의 온(on), 오프(off)에 의해 신호의 경로가 선택되며, 전체 인덕턴스 값은 스위치(350)가 온되었을 때 인덕터L1(210)의 인덕턴스 값이 되고, 오프되었을 때 인덕터L1(210)과 인덕터L2(230)의 합의 인덕턴스 값을 가지게 된다. 또한, 스위치(350)의 게이트의 전압이 온과 오프사이의 전압일 때 인덕터L1(210)을 통과한 신호가 인덕터L2(230)와 부 경로(300)의 병렬 연결 회로로 신호가 통과하게 되므로, 전체 인덕턴스 값은 인덕터L1(210)의 인덕턴스 값과, 인덕터L1(210)과 인덕터L2(230)의 합의 인덕턴스값 사이인 값을 가지게 된다.
따라서, 도1에 제시된 바와 같은 인덕터의 인덕턴스 가변 범위는 인덕터 L1의 인덕턴스 값 에서 인덕터L1, L2의 인덕턴스 합 사이의 값을 가지게 된다. 가변 인덕터가 인덕터L1(210)의 인덕턴스값과, 인덕터L1(210)과 인덕터L2(230)의 합인 인덕턴스값 사이의 값을 가지기 위하여, 스위치(350)의 제어 전압을 온 전압과 오프 전압사이의 값으로 설정할 수 있다. 이 경우 전체 인덕턴스는 인덕터L1(210)의 인덕턴스값과 인덕터L1(210)과 인덕터L2(230)의 합인 인덕턴스값 사이의 임의의 값으로 얻어질 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 의한 가변 인덕터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 제시되는 본 발명의 제2실시예에 의한 가변 인덕터는 도 1에 제시된 제1실시예의 확장된 형태로서, 입력 단자(110), 세 개의 인덕터L1(210), 인덕터L2(230), 인덕터 L3(250)과, 이들 상호간을 연결하는 제1주 경로(191) 및 제2주 경로(195), MOSFET 제1스위치(351), 제2스위치(355), 및 제1스위치(351)에 의해 선택될 수 있는 제1부 경로(301) 및 제2스위치(355)에 의해서 선택될 수 있는 제2부 경로(305) 등을 포함하여 구성된다.
제1스위치(351) 및 제2스위치(355)의 조작에 의해서 입력 단자(110)를 거친 신호가 인덕터L1(210), 제1부 경로(301)를 거쳐 출력 단자(150)로 직접적으로 출력되거나, 입력 단자(110)를 거친 신호가 인덕터L1(210), 인덕터 L2(230) 및 제2부 경로(305)를 거쳐 출력 단자(150)로 출력이 되거나, 입력 단자(110)를 거친 신호가 인덕터L1(210), 인덕터L2(230), 인덕터L3(250)을 거쳐 출력 단자(150)로 출력될 수 있다. 이때, 스위치들(351, 355)들의 조작이 제1스위치(351)가 온되고 제2스위치(355)가 오프되도록 수행되었을 때, 신호는 인덕터L1(210), 제1부 경로(301)와 출력 단자(150)를 거치게 된다. 또한, 제1스위치(351)가 오프되고 제2스위치(355)가 온되었을 때, 신호는 인덕터L1(210), 인덕터L2(230), 부경로(305)와 출력 단자(150)를 거치게 된다. 또한, 제1스위치(351)가 오프되고 제2스위치(355)가 오프되었을 때, 신호는 인덕터L1(210), 인덕터L2(230), 인덕터L3(250)과 출력 단자(150)를 거치게 된다.
도 2에 제시된 가변 인덕터의 인덕턴스의 가변 범위는, 도 1을 참조하여 설명한 바와 유사하게, 인덕터L1의 인덕턴스값 에서 세 인덕터 L1, L2, L3의 합의 값 사이를 가지게 된다. 구체적으로 예를 들면, 가변 인덕터가 인덕터L1(210)의 인덕턴스값과 인덕터L1(210)과 인덕터L2(230)의 합인 인덕턴스값 사이의 값을 가지기 위해서는, 제2스위치(355)를 온시키고 제1스위치(351)의 제어 전압을 온 전압과 오프 전압 사이의 값으로 설정할 수 있다. 이와 같이 설정하면, 인덕터L1(210)의 인덕턴스값과, 인덕터L1(210)과 인덕터L2(230)의 합인 인덕턴스값 사이의 임의의 값을 가변 인덕터의 인덕턴스값으로 얻을 수 있다.
또한, 가변 인덕터가 인덕터L1(210)과 인덕터L2(230)의 합인 인덕턴스값과, 인덕터L1(210)과 인덕터L2(230)와 인덕터L3(250)의 인덕턴스값의 합 사이의 값을 전체 인덕턴스값으로 가지기 위해서는, 제1스위치(351)를 오프시키고 제2스위치(355)의 전압을 온 전압과 오프 전압 사이의 값으로 설정할 수 있다. 이와 같이 설정하면, 인덕터L1(210)과 인덕터L2(230)의 합의 인덕턴스값과, 인덕터L1(210)과 인덕터L2(230)와 인덕터L3(250)의 인덕턴스값의 합 사이의 임의의 값을 전체 인덕턴스값으로 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의해서 구현되는 효과를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 모의실험 결과이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가변 인덕터에 의해서 구현될 수 있는 인덕턴스의 가변 능력을 입증하기 위해서 도 1에 묘사된 구조를 모의실험(simulation)한 결과가 도 3에 도시되고 있다. 도 1에 제시된 가변 인덕터 구조에서 인덕터L1(210), 인덕터L2(230)는 직사각형의 스파이럴 인덕터로서 구성되었다. 스파이럴 인덕터는 그 회전수(number of turn)로서 인덕턴스값이 정해지는 데, 2.4G㎐ 대역에서 약 2nH의 값을 가지는 회전수 2.5의 인덕터를 각각 사용하였다.
도 3의 모의실험 결과에서, 스위치(도 1의 350)의 제어 전압(즉, MOSFET의 게이트 전압)이 스위치(350)를 오프된 상태로 유지하는 대략 0V ~ 0.4V 사이일 때, 두 인덕터L1,L2(210, 230)의 인덕턴스 합으로 대략 4nH의 값으로 나타난다. 이는 신호의 경로가 L1(210)과 L2(230)를 거치기 때문에, 두 인덕턴스의 합이 가변 인덕터의 전체 인덕턴스값이 됨을 입증한다. 제어 전압을 0.4V ~ 1.2V로 가변하면, 도 3에는 인덕턴스의 값이 4nH에서 2nH사이의 값으로 가변되어 나타난다. 이는 신호가 인덕터L1(210)을 거치고 인덕터L2(230)와 부 경로(300)를 동시에 거쳐서 출력 단자(150)로 출력되는 것을 입증하며 가변 인덕터가 가변 제어전압에 의해 연속적으로 인덕턴스값을 가변할 수 있음을 입증한다.
이와 같이 도 1 및 도 2에 제시된 바와 같은 본 발명의 실시 예들에 의한 가변 인덕터는 N개의 인덕터(예컨대, 스파이럴 형태 혹은 미앤더 형태)들을 포함하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 인덕터들 중 일부의 인덕터를 거치지 않고 출력 단자로 신호를 직접적으로 보낼 수 있도록 하는 다수의 부 경로와 상기의 인덕터들과 부 경로를 연결하는, 즉, 인덕터들 사이를 연결하는 주 경로와 부 경로를 연결하는 다수의 MOSFET 스위치를 각각 N-1개로 구성할 수 있다.
이와 같이 N개의 단위 인덕터들로 구성된 가변 인덕터에서 N개의 인덕터들의 인덕턴스값들의 합인 최대값과 제일 작은 인덕턴스값인 최저값 사이의 임의의 인덕턴스값을 얻을 수 있다. 이러한 임의의 인덕턴스값은, 다수의 MOSFET 스위치들의 전압을 입력 단자측으로부터 차례로 오프되게 하여 입력단으로부터 마지막으로 오프된 스위치가 연결된 단위 인덕터의 인덕턴스까지의 합만큼의 인덕턴스값을 얻고, 입력 단자로부터 제일 마지막으로 오프된 스위치로부터 하나 혹은 다수의 MOSFET 스위치의 제어 전압을 온, 오프 사이의 값으로 조정하여 얻을 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예들에 의한 가변 인덕터는 가변 정합(matching) 회로망이나 LC 공진 회로망에 적용될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 가변 인덕터가 적용될 수 있는 가변 정합 회로망들을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가변 인덕터는 수동 소자로서 가변 정합 회로망에 적용될 수 있다. 고주파 회로에서 L, Pi(??) 형태의 회로망을 이용하여 임피던스(impedance)의 부정합이 생길 경우 이 사이에 정합 회로망을 삽입하여 신호의 반사 없는 정합 회로를 구현할 수 있다. L, Pi(??) 형태의 정합 회로망에서 가변 인덕터를 사용하여 구성 요소를 구성하여 정합 회로망을 구현할 수 있다.
도 4를 참조하면, 입력 단자(411)와 출력 단자(415) 사이에 구성되는 정합 회로망의 구성 요소들, 예컨대, 참조 부호 431, 433, 435는 가변 캐패시턴스(capacitance) 혹은 인덕터가 사용되며, 이 요소의 값이 설계 변수가 되어 입력, 출력 임피던스에 맞는 정합 회로망을 구현하게 된다. 이와 같은 Pi형의 경우에도 회로망 내에 사용되는 세 개의 소자 값에 의해 회로망이 구성된다. 이때, 각 요소로 사용되는 인덕터에 대해서 본 발명의 실시예에 의한 가변 인덕터가 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 설계 변수로는 L형의 회로망일 경우 사용되는 입력 단자(511) 및 출력 단자(515) 사이의 두개의 요소, 즉, 도 5의 참조 부호 531, 535는 가변 인덕터 혹은 가변 캐패시터로 구성될 수 있다. 이때, 인덕터에 대해서 본 발명의 실시예에 의한 가변 인덕터가 채용될 수 있다. 이러한 요소의 값이 설계변수가 되어 정합하려는 임피던스에 맞는 정합 회로망을 구현할 수 있게 된다.
도 6a는 전형적인 병렬 공진 회로망을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 의한 가변 인덕터가 적용되는 병렬 공진 회로망을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 가변 인덕터는 도 6a에 도시된 바와 같은 전형적인 병렬 LC 공진 회로망에 도 6b와 같이 적용될 수 있다. 전형적인 LC 공진 회로는 도 6a와 같이 고정된 인덕터(L)와 가변 캐패시터(C)로 구성이 되며, 공진 주파수의 범위를 가변 캐패시터의 가변에 의해서 조정하고 있다. 이와 대조적으로, 도 6b에 묘사한 본 발명의 실시예에 따른 LC 공진 회로는 가변 인덕터(L)와 가변 캐패시터(C)가 병렬로 연결되어 구성된다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 가변 인덕터를 이용한 LC 공진 회로는 제어신호에 의해 인덕턴스와 캐패시턴스의 값이 변화하므로, 공진 주파수의 공진 범위가 기존의 고정된 인덕터와 가변 캐패시터로 구성된 공진 회로보다 넓게된다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 의한 가변 인덕터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
이제까지 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 가변 인덕터는 도 1 등에 묘사된 바와 같이 모두 기판 상에 집적 회로 형태로 집적되어 형성되었으나, 입력 단자를 기판 외부에 도입하고, 기판 상에 형성된 스파이럴 또는 미앤더 형태로 구성된 인던터와 외부 입력 단자를 본드 와이어(bond wire)로 연결하는 형태로 가변 인덕터를 구성할 수 있다.
도 7을 참조하면, 기판(100) 상에 집적 회로 형태로 집적된 스파이럴 또는 미앤더 형태의 제2의 인덕터(270)을 형성하고, 제2의 인덕터(270)와 외부에 형성된 외부 입력 단자(111)를 본드 와이어(400)로 직접 연결시킬 수 있다. 이때, 본드 와이어(400)는 반도체 기판(100)과 패키지(package)의 입력 단자(111)를 연결하는 용도로 사용된다. 본드 와이어(400) 자체는 이러한 전기적인 연결의 작용뿐만 아니라, 고주파 회로에서는 그 자체로 어떤 일정한 값의 인덕턴스를 구현하는 역할도 함께 한다. 즉, 본드 와이어(400)는 제1의 인덕터L1으로 작용한다. 이 때, 본드 와이어(400)의 길이에 의해 일정한 인덕턴스의 값이 결정된다. 본드 와이어(400)에 의해 구현된 일종의 인덕터의 인덕턴스 값을 가변할 필요가 있을 때는, 한번 구현된 본드 와이어(400)의 길이를 가변할 수 없으므로, 실질적으로는 인덕턴스 값을 가변할 수 없다. 그러나, 도 7에서와 같이 기판(100) 상에 집적 회로 형태의 회로를 추가하여 상기 집적 회로 형태로 구현된 제2인덕터(270)를 도입하고, 앞서 설명한 바와 같이 MOSFET 스위치(350)와 부 경로(300)를 도입함으로써 MOSFET 스위치(350)의 제어에 의해 전체 인덕턴스값을 가변할 수 있다.
따라서, 도 7에 제시된 가변 인덕터는 출력 단자(150)가 구현된 기판(100) 상에 제2인덕터(270)가 구현되고, 기판(100) 외부에 도입된 외부 입력 단자(111)와 제2인덕터L2(270)가 본드 와이어(400)로 직접 연결된다. 제2인덕터(270)의 앞단에 병렬에는 부 경로(300)가 도 1을 참조하여 설명한 바와 유사하게 연결되고, 제2인덕터(270)에 대해서 병렬로 연결된 MOSFET 스위치(350)에 의해서, 전체 인덕턴스 값은 가변된다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 MOSFET 스위치(350)의 제어 전압(즉, 게이트 전압)이 온/오프(on/off) 사이의 값으로 연속적으로 가변하여 전체 인덕턴스값을 연속적으로 가변할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, MOSFET 스위치에 인가되는 제어 신호에 의해 인덕턴스의 값이 연속적으로 변화하는 가변 인덕터를 구현할 수 있다. 이러한 가변 인덕터를 정합 회로나 공진 회로를 구현하는 데 적용하여 공진 회로 또는 정합 회로의 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 가변 인덕터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 의한 가변 인덕터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의해서 구현되는 효과를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 모의실험 결과이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 가변 인덕터가 적용될 수 있는 가변 정합 회로망들을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다.
도 6a는 전형적인 병렬 공진 회로망을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 의한 가변 인덕터가 적용되는 병렬 공진 회로망을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 의한 가변 인덕터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.

Claims (5)

  1. 기판 상에 구현된 입력 및 출력의 두 단자들;
    상기 기판 상에 상기 두 단자들 사이에 구현된 다수의 개별 인덕터들;
    상기 인덕터들 상호 간을 각각 직렬로 연결하는 주 경로들;
    상기 인덕터들 사이의 주 경로들 각각과 출력 단자를 직접 연결하는 부 경로들; 및
    상기 인덕터들 사이의 주 경로들 각각과 상기 부 경로들 각각의 사이에 각각 도입되는 모스에프이티(MOSFET)들을 포함하는 가변 인덕터의
    상기 모스에프이티(MOSFET)의 제어 전압을 상기 모스에프이티(MOSFET)의 온(on) 전압과 오프(off) 전압 사이의 값으로 가변시켜 상기 인덕터의 인덕턴스 값을 연속적으로 가변시키는 것을 특징으로 하는 가변 인덕터의 동작 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 입력 단자측으로부터 차례로 상기 모스에프이티(MOSFET)들의 일부를 오프되게 하여 얻어지는 상기 입력 단자측으로부터 마지막으로 오프된 모스에프이티(MOSFET)에 연결된 인덕터까지의 인덕턴스값들의 합과
    상기 마지막으로 오프된 모스에프이티(MOSFET) 이후에 위치하는 어느 하나 이상의 모스에프이티(MOSFET)들의 제어 전압을 온, 오프 사이의 값으로 조정하여 상기 인덕터의 인덕턴스값의 합을 얻는 것을 특징으로 하는 가변 인덕터의 동작 방법.
  4. 삭제
  5. 출력 단자가 구현된 기판 상에 구현되어 상기 출력 단자로 출력 신호를 출력하도록 연결된 인덕터;
    상기 기판 외부에 도입된 외부 입력 단자;
    상기 외부 입력 단자와 상기 인덕터를 직접적으로 연결하며 자체로 일정한 인덕턴스 값을 구현하는 본드 와이어(bond wire);
    상기 인덕터의 앞단에 병렬로 연결되어 상기 본드 와이어와 상기 출력 단자 사이를 연결하는 부 경로; 및
    상기 부 경로와 상기 인덕터의 앞단 사이에 상기 인덕터에 대해서 병렬로 연결되는 모스에프이티(MOSFET)를 포함하는 가변 인덕터의
    상기 모스에프이티(MOSFET)의 제어 전압을 상기 모스에프이티(MOSFET)의 온(on) 전압과 오프(off) 전압 사이의 값으로 가변시켜 상기 인덕터의 인덕턴스 값을 연속적으로 가변시키는 것을 특징으로 하는 가변 인덕터의 동작 방법.
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