KR20150071676A - 스파이럴 인덕터를 갖는 가변 인덕터, 가변 인덕터를 포함하는 전압 제어 오실레이터 및 가변 인덕터를 포함하는 위상 고정 루프 - Google Patents

스파이럴 인덕터를 갖는 가변 인덕터, 가변 인덕터를 포함하는 전압 제어 오실레이터 및 가변 인덕터를 포함하는 위상 고정 루프 Download PDF

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푸 룽 수에
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Abstract

가변 인덕터는, 링 부분을 포함하는, 기판 위의 스파이럴 인덕터를 포함한다. 가변 인덕터는, 스파이럴 인덕터의 적어도 링 부분을 둘러싸는, 기판 위의 접지 링, 및 스파이럴 인덕터와 접지 링 사이에 배치된, 기판 위의 유동 링을 더 포함한다. 가변 인덕터는, 접지 링을 유동 링에 선택적으로 연결하도록 구성된 스위치들의 어레이를 더 포함한다.

Description

스파이럴 인덕터를 갖는 가변 인덕터, 가변 인덕터를 포함하는 전압 제어 오실레이터 및 가변 인덕터를 포함하는 위상 고정 루프 {VARAINDUCTOR HAVING A SPIRAL INDUCTOR, VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR INCLUDING THE VARAINDUCTOR, AND PHASE LOCKED LOOP INCLUDING THE VARAINDUCTOR}
위상 고정 루프(phase locked loop, PLL)는 기준 신호의 위상과 관련된 위상을 갖는 출력 신호를 발생시키도록 구성된 제어 시스템이다. PLL들은 복조기(demodulator) 시스템들, 톤 검출기들, 및 주파수 합성기(synthesizer)들에서 사용된다. PLL들은 또한, 회로 내의 이벤트들을 동기화시키기 위해 고주파수 주기 신호를 포함하는 디지털 애플리케이션들에서 사용된다.
PLL들은 제어 신호에 기초하여 출력 신호의 주파수를 조정하도록 구성된 전압 제어 오실레이터(voltage controlled oscillator, VCO)를 포함한다. 몇몇 경우들에서, VCO는 버랙터(varactor)를 포함한다. 버랙터는 가변 캐패시턴스를 갖는 다이오드이다. 몇몇 경우들에서, 금속-산화물-반도체(MOS) 버랙터가 VCO에서 사용된다. 전송-라인-기반 인턱터가 또한, 몇몇 경우들에서, 예컨대 밀리미터-파 영역과 같은 고주파수 애플리케이션들을 위해 VCO에 포함된다.
Q 인자는 버랙터와 같은 공진기(resonator)에 저장된 에너지에 관한 에너지 손실의 양의 측정이다. Q 인자가 감소됨에 따라, 버랙터에서의 진동들(oscillations)이 더 빠르게 감쇠된다.
본 설명의 일 양태는 가변 인덕터(varainductor)에 관한 것이다. 가변 인덕터는 링 부분을 포함하는, 기판 위의 스파이럴 인덕터(spiral inductor)를 포함한다. 가변 인덕터는, 스파이럴 인덕터의 적어도 링 부분을 둘러싸는, 기판 위의 접지 링(ground ring), 및 스파이럴 인덕터와 접지 링 사이에 배치된, 기판 위의 유동 링(floating ring)을 더 포함한다. 가변 인덕터는, 접지 링을 유동 링에 선택적으로 연결하도록 구성된 스위치들의 어레이를 더 포함한다.
본 설명의 다른 양태는 오실레이터 회로에 관한 것이다. 오실레이터 회로는, 동작 전압을 수신하도록 구성된 제1 가변 인덕터, 및 동작 전압을 수신하도록 구성된 제2 가변 인덕터를 포함하며, 제2 가변 인덕터는 제1 가변 인덕터와 병렬로 전기적으로 연결된다. 오실레이터 회로는, 제1 가변 인덕터에 연결된 제1 단자를 갖는 제1 트랜지스터, 및 제2 가변 인덕터에 연결된 제1 단자를 갖는 제2 트랜지스터를 더 포함한다. 제1 가변 인덕터 또는 제2 가변 인덕터 중 적어도 하나는 스파이럴 인덕터를 포함한다.
본 설명의 또 다른 양태는 위상 고정 루프(PLL)에 관한 것이다. PLL은, 기준 주파수 및 피드백 주파수를 수신하도록 구성된 위상 주파수 검출기(phase frequency detector, PFD)를 포함하며, PFD는 제1 제어 신호를 발생시키도록 구성된다. PLL은, 제1 제어 신호를 수신하고 아날로그 전압 신호를 발생시키도록 구성된 차지 펌프(charge pump, CP), 및 아날로그 전압 신호를 수신하고 제2 제어 신호를 발생시키도록 구성된 로우 패스 필터(low pass filter, LPF)를 더 포함한다. PLL은, 제2 제어 신호를 수신하고 출력 신호를 발생시키도록 구성된 오실레이터 회로를 더 포함한다. 오실레이터 회로는, 동작 전압을 수신하도록 구성된 제1 가변 인덕터, 및 동작 전압을 수신하도록 구성된 제2 가변 인덕터를 포함하며, 제2 가변 인덕터는 제1 가변 인덕터와 병렬로 전기적으로 연결된다. 오실레이터 회로는, 제1 가변 인덕터에 연결된 제1 단자를 갖는 제1 트랜지스터, 및 제2 가변 인덕터에 연결된 제1 단자를 갖는 제2 트랜지스터를 더 포함한다. 제1 가변 인덕터 또는 제2 가변 인덕터 중 적어도 하나는 스파이럴 인덕터를 포함한다. PLL은, 출력 신호를 수신하고 피드백 주파수를 발생시키도록 구성된 주파수 분주기(frequency divider, FD)를 더 포함한다.
동일한 참조 번호 지시들을 갖는 엘리먼트들이 전반에 걸쳐 유사한 엘리먼트들을 표현하는 첨부 도면들의 도들에서, 제한되지 않게 예로서, 하나 또는 그 초과의 실시예들이 예시된다. 산업에서의 표준 관행에 따라, 다양한 피쳐(feature)들이 실척대로 도시되지 않을 수 있고, 예시 목적들을 위해서만 사용된다는 것이 강조된다. 사실상, 도면들에서의 다양한 피쳐들의 치수들은 논의의 명료성을 위해 임의적으로 증가 또는 감소될 수 있다.
도 1은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 가변 인덕터의 투시도이다.
도 2는 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 가변 인덕터의 상면도이다.
도 3은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 가변 인덕터의 투시도이다.
도 4는 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른, 가변 인덕터를 포함하는 전압 제어 오실레이터의 개략도이다.
도 5는 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른, 가변 인덕터를 포함하는 위상 고정 루프의 개략적인 기능도이다.
도 6은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른, 가변 인덕터를 동작시키는 방법을 위한 흐름도이다.
도 7은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른, 가변 인덕터를 동작시키는 방법을 위한 흐름도이다.
도 8은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른, 가변 인덕터를 포함하는 위상 고정 루프를 동작시키는 방법을 위한 흐름도이다.
다음의 개시는 본 발명의 상이한 피쳐들을 구현하기 위한 다수의 상이한 실시예들 또는 예들을 제공한다. 본 개시를 단순화하기 위해, 컴포넌트들 및 배열들의 특정 예들이 아래에서 설명된다. 이들은 예들이고, 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
도 1은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 가변 인덕터(100)의 투시도이다. 가변 인덕터(100)는 기판(102) 및 기판 위에 배치된 스파이럴 인덕터(104)를 포함한다. 스파이럴 인덕터(104)는 DC 동작 전압 및 신호를 수신하도록 구성된다. 유동(floating) 링(106)은 기판(102) 위에 배치되고 스파이럴 인덕터(104)를 둘러싼다. 접지 링(108)은 기판(102) 위에 배치되고 유동 링(106)을 둘러싼다. 접지 링(108)은 접지 또는 기준 전압을 수신하도록 구성된다. 유동 링(106)은 스파이럴 인덕터(104)와 접지 링(108) 사이에 위치된다.
스위치들의 어레이(110)는 기판(102) 위에 배치되고, 접지 링(108)을 유동 링(106)과 전기적으로 연결할 수 있다. 가변 인덕터(100)는 스위치들의 어레이(110)에 전기적으로 연결된 스위치 제어 신호 Vtune을 수신하도록 구성된다. 스위치 제어 신호 Vtune은, 가변 인덕터(100)의 인덕턴스 레벨을 조정하기 위해, 접지 링(108)과 유동 링(106) 사이의 전기 연결의 레벨을 제어한다. 유전체 재료(미도시)는, 기판(102), 스파이럴 인덕터(104), 유동 링(106), 및 접지 링(108) 사이에 배치된다.
몇몇 실시예들에서, 기판(102)은, 결정체(crystal), 다결정질(polycrystalline), 또는 비정질 구조의 게르마늄 또는 실리콘을 포함하는 원소(elementary) 반도체; 실리콘 탄화물, 갈륨 비소(gallium arsenic), 갈륨 인(gallium phosphide), 인화 인듐(indium phosphide), 비화 인듐(indium arsenide), 및 안티몬화 인듐(indium antimonide)을 포함하는 화합물 반도체; SiGe, GaAsP, AlInAs, AlGaAs, GaInAs, GaInP, 및 GaInAsP을 포함하는 합금(alloy) 반도체; 임의의 다른 적합한 재료; 또는 이들의 조합들을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 합금 반도체 기판은 경사도(gradient) SiGe 피쳐를 갖고, 경사도 SiGe 피쳐에서, Si 및 Ge 조성이 경사도 SiGe 피쳐의 하나의 위치에서의 하나의 비율로부터 다른 위치에서의 다른 비율로 변화한다. 몇몇 실시예들에서, 합금 SiGe가 실리콘 기판 위에 형성된다. 몇몇 실시예들에서, 기판(102)은 스트레인드(strained) SiGe 기판이다. 몇몇 실시예들에서, 반도체 기판은, 실리콘 온 인슐레이터(silicon on insulator, SOI) 구조와 같은 반도체 또는 절연체 구조를 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 반도체 기판은 도핑된 에피(epi) 층 또는 매립된(buried) 층을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 화합물 반도체 기판은 다층 구조를 갖거나 또는 기판은 다층 화합물 반도체 구조를 포함한다.
스파이럴 인덕터(104)는 도전성 재료를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 스파이럴 인덕터(104)는 구리, 알루미늄, 텅스텐, 폴리실리콘, 도전성 폴리머, 다른 적합한 도전성 재료들, 또는 이들의 조합들을 포함한다. 스파이럴 인덕터(104)는 가변 인덕터(100)의 DC 동작 전압 및 신호를 수신하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 가변 인덕터(100)는 위상 고정 루프(PLL)의 전압 제어 오실레이터(VCO)에서 사용된다. 스파이럴 인덕터(104)는 총 길이를 갖는다. 스파이럴 인덕터(104)의 총 길이가 증가됨에 따라, 가변 인덕터(100)의 총 인덕턴스도 또한 증가된다. 스파이럴 인덕터(104)는 단면(cross-sectional) 폭을 갖는다. 스파이럴 인덕터(104)의 단면 폭이 증가됨에 따라, 가변 인덕터(100)의 특성 임피던스(characteristic impedance)가 감소된다. 특성 임피던스는 인덕터를 따라 이동하는 전류와 전압의 비율이다. 특성 임피던스는 가변 인덕터(100)의 총 인덕턴스에 직접적으로 관련된다.
유동 링(106)은 도전성 재료를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 유동 링(106)은 구리, 알루미늄, 텅스텐, 폴리실리콘, 도전성 폴리머, 다른 적합한 도전성 재료들, 또는 이들의 조합들을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 유동 링(106)은 스파이럴 인덕터(104)와 동일한 재료를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 유동 링(106)은 스파이럴 인덕터(104)와 상이한 재료를 포함한다. 유동 링(106)은 스파이럴 인덕터(104)를 둘러싸는 길이를 갖는다. 유동 링(106)은 단면 폭을 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 유동 링(106)의 단면 폭은 스파이럴 인덕터(104)의 단면 폭과 동등하다. 몇몇 실시예들에서, 유동 링(106)의 단면 폭은 스파이럴 인덕터(104)의 단면 폭과 상이하다. 유동 링(106)의 단면 폭이 증가됨에 따라, 가변 인덕터(100)의 접지 용량(grounding capability)이 증가되고, 이는 가변 인덕터의 Q 인자를 증가시킨다. 몇몇 경우들에서, Q 인자가 너무 낮은 경우에, 버랙터는 VCO에서 진동을 개시할 수 없고, 이는 PLL이 출력 신호를 기준 신호에 고정(locking)시키는 것을 억제(inhibit)한다. 기준 신호의 주파수가 증가됨에 따라, MOS 버랙터의 Q 인자가 감소된다. 이러한 감소는 고주파수 애플리케이션들에서 진동의 개시를 방지하는 것이 가능하다. 유동 링(106)은 제1 간격 거리만큼 스파이럴 인덕터(104)로부터 이격된다. 몇몇 실시예들에서, 제1 간격 거리는 약 2 μm 내지 약 50 μm의 범위를 갖는다. 유동 링(106)과 스파이럴 인덕터(104) 사이의 제1 간격 거리가 증가됨에 따라, 가변 인덕터(100)의 특성 임피던스가 증가된다.
접지 링(108)은 도전성 재료를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 접지 링(108)은, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 폴리실리콘, 도전성 폴리머, 다른 적합한 도전성 재료들, 또는 이들의 조합들을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 접지 링(108)은 유동 링(106) 또는 스파이럴 인덕터(104)와 동일한 재료를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 접지 링(108)은 유동 링(106) 또는 스파이럴 인덕터(104)와 상이한 재료를 포함한다. 접지 링(108)은 유동 링(106)을 둘러싸는 길이를 갖는다. 접지 링(108)은 단면 폭을 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 접지 링(108)의 단면 폭은 유동 링(106)의 단면 폭 또는 스파이럴 인덕터(104)의 단면 폭과 동일하다. 몇몇 실시예들에서, 접지 링(108)의 단면 폭은 유동 링(106)의 단면 폭 또는 스파이럴 인덕터(104)의 단면 폭과 상이하다. 접지 링(108)의 단면 폭이 증가됨에 따라, 가변 인덕터(100)의 접지 용량이 증가되고, 이는 가변 인덕터의 Q 인자를 증가시킨다. 접지 링(108)은 제2 간격 거리만큼 유동 링(106)으로부터 이격된다. 몇몇 실시예들에서, 제2 간격 거리는 약 2 μm 내지 약 50 μm의 범위를 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 제2 간격은 전체 접지 링(108) 주위에서 균일하다. 몇몇 실시예들에서, 제2 간격은 접지 링(108) 주위에서 변화한다. 접지 링(108)과 유동 링(106) 사이의 제2 간격 거리가 증가됨에 따라, 가변 인덕터(100)의 튜닝(tuning) 범위가 증가된다. 몇몇 실시예들에서, 제1 간격 거리는 제2 간격 거리와 동등하다. 몇몇 실시예들에서, 제1 간격 거리는 제2 간격 거리와 상이하다.
스위치들의 어레이(110)는, 접지 링(108)을 각각의 유동 링(106)에 선택적으로 연결하도록 구성된 스위칭 엘리먼트들의 어레이를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 스위칭 엘리먼트들은, 트랜지스터들, 사이리스터들(thyristors), 마이크로-전기기계 시스템들(micro-electromechanical systems, MEMS), 또는 다른 적합한 스위칭 엘리먼트들을 포함한다. 스위치들의 어레이(110)의 각각의 스위치는 스위치 제어 신호 Vtune을 수신하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이(110)는, 스위치 제어 신호 Vtune의 전압 레벨이 증가됨에 따라, 접지 링(108)과 유동 링(106) 사이의 전기 연결을 증가시키도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이(110)는, 스위치 제어 신호 Vtune의 전압 레벨이 변화됨에 따라, 접지 링(108)과 유동 링(106) 사이의 전기 연결을 점진적으로(gradually) 조정하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이(110)는, 스위치 제어 신호 Vtune의 전압 레벨이 변화됨에 따라, 접지 링(108)과 유동 링(106) 사이의 전기 연결을 다지털 방식으로 조정하도록 구성된다.
가변 인덕터(100)의 다양한 엘리먼트들 사이에 유전체 재료가 배치된다. 유전체 재료는 스파이럴 인덕터(104), 유동 링(106), 및 접지 링(108) 사이의 전기 절연을 제공하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 유전체 재료는 저-k 유전체 재료이다. 몇몇 실시예들에서, 유전체 재료는 3.5 미만의 k 값을 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 유전체 재료는 2.5 미만의 k 값을 갖는다. 적합한 저-k 유전체 재료들은, 플루오르화된 실리칸 유리(fluorinated silica glass, FSG); 탄소 도핑된 실리콘 산화물, BLACK DIAMOND®(CA, Santa Clara의 Applied Materials), 크세로겔(xerogel), 에어로겔(aerogel), 비정질 플루오르화된 탄소(amorphous fluorinated carbon), 파릴렌(parylene), 비스-벤조시클로부텐들(bis-benzocyclobutenes, BCB), SILK® (MI, Midland의 Dow Chemical), 폴리이미드(polyimide), 다공성 폴리머릭 재료들(porous polymeric materials), 다른 적합한 재료들, 또는 이들의 조합들을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 저-k 유전체 재료는 가변 인덕터(100) 내의 튜닝 문제들을 감소시킨다. 몇몇 실시예들에서, 스파이럴 인덕터(104), 유동 링(106), 및 접지 링(108) 각각은 유전체 재료에서의 동일한 평면에 형성된다. 몇몇 실시예들에서, 스파이럴 인덕터(104), 유동 링(106), 또는 접지 링(108) 중 적어도 하나는, 스파이럴 인덕터, 유동 링, 또는 접지 링 중 적어도 다른 것과 상이한, 유전체 층에서의 평면에 형성된다.
도 2는 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 가변 인덕터(100)의 상면도이다. 스파이럴 인덕터(104)는, 접지 링(108) 및 유동 링(106)에 의해 둘러싸인 링 부분(104a)을 포함한다. 스파이럴 인덕터(104)는 또한, 입력 신호를 수신하거나 또는 출력 신호를 출력하도록 구성된 포트들(104b)을 포함한다. 가변 인덕터(100)는 접지 링(108)과 유동 링(106) 사이의 스위치들(120)을 포함한다. 스위치들(120)은 스위치들의 어레이(110)(도 1)로부터의 개별적인 스위치들이다. 위에서 언급된 바와 같이, 스위치들(120)은, 트랜지스터들, 사이리스터들, MEMS, 또는 다른 적합한 스위치 엘리먼트들을 포함하는 다양한 스위칭 엘리먼트들을 사용하여 구현되는 것이 가능하다. 몇몇 실시예들에서, 모든 스위치(120)가 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스위치(120)는 적어도 하나의 다른 스위치(120)와 상이한 구조를 갖는다. 상이한 구조는, 상이한 타입의 스위칭 엘리먼트, 상이한 치수, 상이한 임계 전압, 또는 스위칭 엘리먼트들 내의 다른 구조적인 차이를 의미한다.
몇몇 실시예들에서, 스파이럴 인덕터(104)의 링 부분(104a)은 유전체 재료의 다수의 레벨들 상에 배치된다. 유전체 층의 레벨은 기판(102)의 상부면으로부터의 거리에 의해 정의된다. 예컨대, 스파이럴 인덕터(104)의 제1 링 부분은 유전체 재료의 제1 레벨 상에 형성되고, 스파이럴 인덕터(104)의 제2 링 부분은 제1 레벨과 상이한, 유전체 재료의 제2 레벨 상에 형성된다. 제1 링 부분 및 제2 링 부분들은 예컨대 비아들과 같은 도전성 엘리먼트들에 의해 연결된다. 몇몇 실시예들에서, 제1 링 부분 및 제2 링 부분들은, 스파이럴 인덕터(104)의 링 부분(104a)의 길이를 조정하기 위해, 예컨대 트랜지스터들과 같은 스위칭 엘리먼트들에 의해 연결된다. 몇몇 실시예들에서, 스파이럴 인덕터(104)의 적어도 하나의 포트(104b)는 다른 포트(104b) 또는 링 부분(104a)의 적어도 일부와 상이한, 유전체 재료의 레벨 상에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 모든 포트들(104b) 및 링 부분(104a) 전체는 유전체 재료의 동일한 레벨 상에 배치된다.
몇몇 실시예들에서, 유동 링(106)은 유전체 재료의 상이한 레벨들 상에 배치된 다수의 층들을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 유전체 재료의 상이한 레벨들 상의 유동 링(106)의 부분들은 예컨대 비아들과 같은 도전성 엘리먼트들에 의해 연결된다. 몇몇 실시예들에서, 유동 링(106)의 적어도 일부는 링 부분(104a)과 동일한, 유전체 재료의 레벨 상에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 유동 링(106)은 링 부분(104a)의 적어도 일부와 상이한, 유전체 재료의 레벨 상에 배치된다.
몇몇 실시예들에서, 접지 링(108)은 유전체 재료의 상이한 레벨들 상에 배치된 다수의 층들을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 유전체 재료의 상이한 레벨들 상의 접지 링(108)의 부분들은 예컨대 비아들과 같은 도전성 엘리먼트들에 의해 연결된다. 몇몇 실시예들에서, 접지 링(108)의 적어도 일부는 유동 링(106) 또는 링 부분(104a)과 동일한, 유전체 재료의 레벨 상에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 접지 링(108)은 유동 링(106) 또는 링 부분(104a)의 적어도 일부와 상이한, 유전체 재료의 레벨 상에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 접지 링(108)은 유동 링(106)에 대하여 기판(102)의 상부면으로부터 상이한 거리에 배치된다.
몇몇 실시예들에서, 가변 인덕터(100)는 모놀리식 3차원 집적 회로(monolithic three-dimensional integrated circuit, 3DIC)의 일부이다. 모놀리식 3DIC는 단일 기판 상에 형성된 회로의 다수의 티어들(tiers)을 포함한다. 티어들은 얇은 티어-간(inter-tier) 층에 의해 분리된다. 몇몇 실시예들에서, 티어-간 층은, 층-간 유전체(inter-layer dielectric, ILD), 반도체 재료, 도핑된 반도체 재료, 또는 다른 적합한 재료를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 티어-간 층의 두께는 약 0.05 μm 내지 약 2 μm의 범위를 갖는다. 티어-간 층의 두께는 다른 3DIC 설계들에서 사용되는 제2 기판의 두께보다 상당히 더 작다. 모놀리식 3DIC의 상이한 티어들에서의 가변 인덕터(100)의 엘리먼트들은 레벨-간(inter-level) 비아들을 사용하여 함께 전기적으로 연결된다. 다른 3DIC 설계들에서 사용되는 스루 기판 비아들(TSVs)과 비교하면, 레벨-간 비아들은 더 작은 직경을 가지며, 이는, 모놀리식 3DIC 구조를 사용하여 더 높은 비아 밀도를 가능하게 한다. 몇몇 실시예들에서, 레벨-간 비아들의 직경은 약 50 나노미터(nm) 내지 약 400 nm의 범위를 갖는다.
몇몇 실시예들에서, 가변 인덕터(100)는 접지 링(108)과 상이한 티어에 위치된 유동 링(106)을 포함한다. 레벨-간 비아들은 티어-간 층에 걸쳐 접지 링(108)에 유동 링(106)을 전기적으로 연결하기 위해 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이(110)의 적어도 하나의 스위치가 유동 링(106)과 동일한 티어에 위치된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이(110)의 적어도 하나의 스위치가 접지 링(108)과 동일한 티어에 위치된다. 몇몇 실시예들에서, 스파이럴 인덕터(104)의 적어도 일부는 접지 링(108) 또는 유동 링(106) 중 적어도 하나와 상이한 티어 상에 위치된다.
모놀리식 3DIC 설계를 사용하는 것은, 상이한 3DIC 배열을 포함하는 설계들과 비교하여, 가변 인덕터(100)의 전체 크기를 감소시키는 이점을 제공한다. 모놀리식 3DIC 설계는 또한, 비아들의 더 높은 밀집(concentration)을 가능하게 하고, 다른 3DIC 설계들보다 더 적은 재료들을 사용함으로써 생산 비용을 감소시킨다.
몇몇 실시예들에서, 가변 인덕터(100)는 상보형 금속 산화물 반도체(complementary metal oxide semiconductor, CMOS) 회로의 일부이다. CMOS 회로에서, 유동 링(106) 및 접지 링(108)은 스파이럴 인덕터(104)와 동일한 티어에 있다. 몇몇 실시예들에서, 기판(102)과 유동 링(106)의 적어도 일부 사이의 거리는 기판과 유동 링의 다른 부분 사이의 거리와 상이하다. 몇몇 실시예들에서, 기판(102)과 접지 링(108)의 적어도 일부 사이의 거리는 기판과 접지 링의 다른 부분 사이의 거리와 상이하다. 몇몇 실시예들에서, 기판(102)과 스파이럴 인덕터(104)의 적어도 일부 사이의 거리는 기판과 스파이럴 인덕터의 다른 부분 사이의 거리와 상이하다.
각각의 스위치(120)는 스위치 간격 거리만큼 인접한 스위치로부터 이격된다. 유동 링(106)과 접지 링(108) 사이의 저항이 감소됨에 따라, 가변 인덕터(100)의 튜닝 범위가 증가된다. 더 큰 스위치 간격 거리는, 접지 링(108)과 유동 링(106) 사이의 더 적은 스위치들(120)을 야기하며, 이는 결국, 유동 링과 접지 링 사이의 저항을 증가시킨다. 유동 링(106)과 접지 링(108) 사이의 낮은 저항을 유지하기 위해, 스위치 간격 거리는, 가변 인덕터(100)의 튜닝 범위를 최대화하기 위해 허용되는 생산 능력들의 임계 치수(critical dimension) 및 설계 규칙들만큼 작게 제조된다.
도 3은 하나 또는 그 초과의 실시에들에 따른 가변 인덕터(300)의 투시도이다. 가변 인덕터(300)는, 스위치들의 어레이(110)가 스위치들의 어레이(310)로 대체된 것을 제외하면, 가변 인덕터(100)와 유사하다. 스위치들의 어레이(310)는 접지 링(108)과 유동 링(106) 사이의 스위치들의 비트 제어를 용이하게 하도록 구성된다. 도 3의 실시예에서, 스위치들의 어레이(310)의 각각의 스위치는 스위치를 선택적으로 활성화/비활성화시키기 위한 상이한 제어 신호를 수신하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이(310)의 스위치들의 제1 그룹은 제1 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 스위치들의 어레이(310)의 스위치들의 제2 그룹은 제1 제어 신호와 상이한 제2 제어 신호를 수신하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 가변 인덕터(300)의 개별적인 스위치 제어 신호들을 발생시키기 위해 외부 회로가 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이(310)의 어레이의 적어도 하나의 스위치는 스위치들의 어레이의 적어도 다른 스위치와 상이한, 스위치에 걸친 전압 강하를 갖는다.
유동 링(106)과 접지 링(108) 사이의 전기 연결의 비트 제어는, 가변 인덕터(300)로 하여금, 가변 인덕터(100)와 비교하여, 유동 링(106)과 접지 링(108) 사이에 더 미세하게 조정가능한 캐패시턴스를 가질 수 있게 한다. 몇몇 실시예들에서, 비트 제어는 더 효율적인 전력 소모를 용이하게 하며, 이는, 스위치들의 어레이(310)의 각각의 스위치에 대한 개별적인 스위치 제어 신호들이 가변 인덕터(100)의 스위치 제어 신호 Vtune보다 더 낮은 전력 소모를 갖기 때문이다.
도 4는 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른, 가변 인덕터를 포함하는 오실레이터 회로(400)의 개략도이다. 오실레이터 회로(400)는, DC 동작 전압을 수신하고 신호 진동을 위한 인덕턴스를 제공하도록 구성된 제1 가변 인덕터(402)를 포함한다. 오실레이터 회로(400)는, DC 동작 전압을 수신하고 신호 진동을 위한 인덕턴스를 제공하도록 구성된 제2 가변 인덕터(404)를 더 포함한다. 제1 가변 인덕터(402)는 제2 가변 인덕터(404)와 병렬로 전기적으로 연결된다. 전류 소스는 동작 전압 VDD와 제1 가변 인덕터(402) 사이에, 그리고 동작 전압 VDD와 제2 가변 인덕터(404) 사이에 배치된다. 제1 가변 인덕터(402)는 제1 트랜지스터(406)와 직렬로 연결된다. 제1 트랜지스터(406)의 제1 단자는 제1 가변 인덕터(402)에 연결되고, 제1 트랜지스터(406)의 제2 단자는 예컨대 접지와 같은 기준 전압에 연결된다. 제2 가변 인덕터(404)는 제2 트랜지스터(408)와 직렬로 연결된다. 제2 트랜지스터(408)의 제1 단자는 제2 가변 인덕터(404)에 연결되고, 제2 트랜지스터(408)의 제2 단자는 기준 전압에 연결된다. 제1 트랜지스터(406)의 게이트는 제2 트랜지스터(408)와 제2 가변 인덕터(404) 사이의 제1 출력 노드 A에 연결된다. 제2 트랜지스터(408)의 게이트는 제1 트랜지스터(406)와 제1 가변 인덕터(402) 사이의 제2 출력 노드 B에 연결된다. 제1 가변 인덕터(402) 및 제2 가변 인덕터(404)가 가변 인덕터(100)(도 1)의 구조를 갖는 몇몇 실시예들에서, 오셀레이터 회로(400)는 전압 제어 오실레이터(VCO)이다. 가변 인덕터들(402 및 404)이 가변 인덕터(300)(도 3)의 구조를 갖는 몇몇 실시예들에서, 오실레이터 회로(400)는 디지털 제어 오실레이터(digitally controlled oscillator, DCO)이다.
몇몇 실시예들에서, 제1 가변 인덕터(402)는 가변 인덕터(100)(도 1)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 제1 가변 인덕터(402)는 가변 인덕터(300)(도 3) 또는 다른 적합한 가변 인덕터와 같은, 가변 인덕터(100) 이외의 가변 인덕터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 제2 가변 인덕터(404)는 가변 인덕터(100)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 제2 가변 인덕터(404)는 가변 인덕터(300) 또는 다른 적합한 가변 인덕터와 같은, 가변 인덕터(100) 이외의 가변 인덕터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 제1 가변 인덕터(402)는 제2 가변 인덕터(404)와 상이한 구조를 갖는다.
몇몇 실시예들에서, 제1 트랜지스터(406) 및 제2 트랜지스터(408)는, p-타입 금속-산화물-반도체(PMOS) 트랜지스터들, n-타입 금속-산화물-반도체(NMOS) 트랜지스터들, 또는 다른 적합한 트랜지스터들로부터 독립적으로 선택된다.
도 5는 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른, 가변 인덕터를 포함하는 위상 고정 루프(PLL)(500)의 개략적인 기능도이다. PLL(500)은 기준 주파수 fREF 및 피드백 주파수 fFBK를 수신하도록 구성된 위상 주파수 검출기(PFD)(502)를 포함한다. PFD(502)는 기준 주파수 fREF와 피드백 주파수 fFBK 사이의 차이를 결정하고, 제1 제어 신호를 출력하도록 구성된다. PLL(500)은 제1 제어 신호를 수신하도록 구성된 차지 펌프(CP)(504)를 더 포함한다. CP(504)는 제1 제어 신호를 아날로그 전압 신호로 변환하고 아날로그 전압 신호를 출력하도록 구성된다. PLL(500)은 아날로그 전압 신호를 수신하도록 구성된 로우 패스 필터(LPF)(506)를 더 포함한다. LPF(506)는 아날로그 전압 신호의 고주파수 컴포넌트들을 제거하고 제2 제어 신호를 출력하도록 구성된다. PLL(500)은 제2 제어 신호를 수신하도록 구성된 오실레이터 회로(508)를 더 포함한다. 오실레이터 회로(508)는 출력 신호 LO를 출력하도록 구성된다. 제2 제어 신호에 기초하여, 오실레이터 회로(508)는 출력 신호의 주파수를 증가 또는 감소시킨다. PLL(500)은 출력 신호를 수신하도록 구성된 피드백 주파수 분주기(FD)(510)를 더 포함한다. FD(510)는 기준 주파수 fREF의 배수(multiple)인 피드백 주파수 fFBK를 발생시키도록 구성된다.
오실레이터 회로(508)는 가변 인덕터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 오실레이터 회로(508)는 가변 인덕터(100(도 1), 가변 인덕터(300)(도 3), 또는 다른 적합한 가변 인덕터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 오실레이터 회로(508)는 오실레이터 회로(400)(도 4)와 유사한 구조를 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 제2 제어 신호는 스위치 제어 신호 Vtune이다. 몇몇 실시예들에서, 제2 제어 신호는, 가변 인덕터(300)와 유사한 가변 인덕터의 비트 제어를 위한 개별적인 스위치 제어 신호들을 발생시키도록 구성된 다른 회로에 의해 수신된다. 몇몇 실시예들에서, 오실레이터 회로는 VCO이다. 몇몇 실시예들에서, 오실레이터 회로(508)는 DCO이다.
몇몇 실시예들에서, PLL(500)이 수신기 디바이스에 포함되고, 출력 신호 LO가 외부 회로로의 손신 전에 수신된 신호와 혼합된다. 몇몇 실시예들에서, 수신된 신호는, 출력 신호 LO와 혼합되기 전에, 예컨대 로우 노이즈 증폭기(low noise amplifier, LNA)에 의해 증폭된다. 혼합된 출력 신호는 수신기 디바이스 내의 다른 회로들로 송신된다.
도 6은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 가변 인덕터를 설계하는 방법(600)을 위한 흐름도이다. 동작(602)에서, 가변 인덕터에 대한 Q 인자 및 인덕턴스가 선택된다. 인덕턴스 및 Q 인자는 가변 인덕터가 통합되는 디바이스에 기초하여 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 인덕턴스 및 Q 인자는 프로세서를 갖는 컴퓨터에 의해 수행되는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 선택된다. 디바이스가 수신하도록 구성되는 주파수들의 범위가 증가됨에 따라, 가변 인덕터 내의 진동의 개시를 가능하게 하기 위해 더 높은 Q 인자가 선택된다. 유사하게, 주파수들의 범위가 증가됨에 따라, 가변 인덕터의 더 낮은 인덕턴스가 선택된다.
동작(604)에서, 스파이럴 인덕터의 길이 및 폭이 결정된다. 파라미터들은 동작(602)에서 선택된 가변 인덕터의 Q 인자 및 인덕턴스에 기초하여 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 길이 및 폭은 프로세서를 갖는 컴퓨터에 의해 수행되는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 결정된다. Q 인자 및 인덕턴스와 다양한 파라미터들 사이의 관계는 위에서 상세히 설명된다.
동작(606)에서, 접지 링과 유동 링 사이의 스위치들의 수가 결정된다. 스위치들의 수는 가변 인덕터를 형성하기 위해 사용되는 제조 프로세스의 임계 치수에 기초하여 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 수는 프로세서를 갖는 컴퓨터에 의해 수행되는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 수는 제조 프로세스에 기초하여 유동(floating) 평면의 길이를 따라 형성될 수 있는 스위치들의 최대 수이다. 스위치들의 수가 증가됨에 따라, 가변 인덕터의 튜닝 범위가 증가되지만, 가변 인덕터의 제조는 더 복잡하고 고가이게 된다.
동작(608)에서, 접지 링과 유동 링 사이의 간격 거리가 결정된다. 접지 링과 유동 링 사이의 간격 거리는 가변 인덕터의 동작 동안의 원하는 튜닝 범위에 기초하여 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 간격은 프로세서를 갖는 컴퓨터에 의해 수행되는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 결정된다. 간격 거리가 증가됨에 따라, 튜닝 범위가 증가되지만, 가변 인덕터의 면적이 또한 증가된다.
도 7은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 가변 인덕터를 동작시키는 방법(700)을 위한 흐름도이다. 동작(702)에서, 스파이럴 인덕터가 동작 전압을 수신한다. 몇몇 실시예들에서, 동작 전압은 VDD이다.
동작(704)에서, 스위치들의 어레이가 적어도 하나의 스위치 제어 신호를 수신한다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이에서의 각각의 스위치는 동일한 스위치 제어 신호를 수신한다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이에서의 적어도 하나의 스위치는 스위치들의 어레이에서의 적어도 다른 스위치와 상이한 스위치 제어 신호를 수신한다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 스위치는 스위치들의 어레이에서의 모든 다른 스위치와 상이한 스위치 제어 신호를 수신한다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이의 스위치들은, 논리 하이(logically high) 신호에 응답하여, 폐쇄되도록, 즉, 전기적으로 도전성이 되도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치들의 어레이의 스위치들은, 논리 로우(logically low) 신호에 응답하여, 개방되도록, 즉, 전기적으로 비-도전성이 되도록 구성된다.
몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스위치 제어 신호는 LPF(506)(도 5)로부터의 제2 제어 신호이다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스위치 제어 신호는 스위치 어레이의 비트 제어를 가능하게 하기 위한 복수의 스위치 제어 신호들이다. 몇몇 실시예들에서, 복수의 스위치 제어 신호들은 LPF(506)로부터 제2 제어 신호를 수신하도록 구성된 외부 회로에 의해 발생된다.
동작(706)에서, 가변 인덕터의 인덕턴스는 적어도 하나의 스위치 제어 신호에 응답하여 변화한다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스위치 제어 신호에 응답하여, 폐쇄된 스위치들의 수가 증가되는 경우에, 가변 인덕터의 인덕턴스가 증가된다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스위치 제어 신호에 응답하여, 폐쇄된 스위치들의 수가 감소되는 경우에, 가변 인덕터의 인덕턴스가 감소된다. 가변 인덕터가 오실레이터 회로의 일부인 몇몇 실시예들에서, 오실레이터 회로의 진동 주파수는 가변 인덕터의 인덕턴스가 감소됨에 따라 증가되도록 구성된다. 가변 인덕터가 오실레이터 회로의 일부인 몇몇 실시예들에서, 오실레이터 회로의 진동 주파수는, 가변 인덕터의 인덕턴스가 증가됨에 따라 감소되도록 구성된다.
도 8은 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 가변 인덕터를 동작시키는 방법(800)을 위한 흐름도이다. 동작(802)에서, PFD가 기준 주파수를 수신한다. 동작(804)에서, PFD는 기준 주파수와 피드백 주파수 사이의 차이를 결정하고 제1 제어 신호를 발생시킨다. 몇몇 실시예들에서, 제1 제어 신호는 오실레이터 회로가 주파수 진동을 증가시켜야 하는지 또는 감소시켜야 하는지를 표시한다.
동작(806)에서, CP는 제1 제어 신호에 기초하여 아날로그 전압 신호를 발생시킨다.
동작(808)에서, LPF는 아날로그 전압 신호로부터 고주파수 컴포넌트들을 제거하고 제2 제어 신호를 출력한다.
동작(810)에서, 오실레이터 회로는 제2 제어 신호 및 적어도 하나의 스위치 제어 신호를 수신하고, 오실레이터 회로의 진동 주파수를 조정한다. 적어도 하나의 스위치 제어 신호는, 오실레이터 회로에서의 가변 인덕터의 유동 평면을 가변 인덕터의 접지 평면에 선택적으로 연결한다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스위치 제어 신호에 응답하여, 폐쇄된 스위치들의 수가 증가되는 경우에, 가변 인덕터의 인덕턴스가 증가되고, 오실레이터 회로의 진동 주파수가 감소된다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스위치 제어 신호에 응답하여, 폐쇄된 스위치들의 수가 감소되는 경우에, 가변 인덕터의 인덕턴스가 감소되고, 오실레이터 회로의 진동 주파수가 증가된다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스위치 제어 신호는 동작(808)로부터의 제2 제어 신호이다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스위치 제어 신호는, 제2 제어 신호를 수신하고 적어도 하나의 스위치 제어 신호를 출력하도록 구성된 부가적인 제어기 회로에 의해 발생된다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 스위치 제어 신호는, 접지 평면과 유동 평면 사이의 전기 연결을 비트 제어하기 위한 복수의 스위치 제어 신호들이도록 구성된다.
동작(812)에서, FD는 출력 신호의 일부를 수신하고 피드백 주파수를 발생시킨다. 피드백 주파수는 PFD에 의해 수신된다.
개시된 실시예들이 위에서 제시된 이점들 중 하나 또는 그 초과를 달성한다는 것을 당업자는 쉽게 알 것이다. 전술된 명세서를 읽은 후에, 당업자는, 다양한 변화들, 등가물들의 치환, 및 본원에서 광범위하게 개시되는 바와 같은 다양한 다른 실시예들을 실시할 수 있게 될 것이다. 따라서, 본원에 부여된 보호는, 첨부된 청구항들에 포함된 정의 및 이들의 등가물들에 의해서만 제한되도록 의도된다.

Claims (10)

  1. 가변 인덕터(varainductor)에 있어서,
    링 부분을 포함하는, 기판 위의 스파이럴 인덕터(spiral inductor);
    적어도 상기 스파이럴 인덕터의 링 부분을 둘러싸는, 상기 기판 위의 접지 링(ground ring);
    상기 접지 링과 상기 스파이럴 인덕터 사이에 배치되는, 상기 기판 위의 유동 링(floating ring); 및
    상기 접지 링을 상기 유동 링에 선택적으로 연결하도록 구성되는, 스위치들의 어레이
    를 포함하는, 가변 인덕터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치들의 어레이의 각각의 스위치는 동일한 스위치 제어 신호를 수신하도록 구성되거나, 또는 상기 스위치들의 어레이의 적어도 하나의 스위치는 상기 스위치들의 어레이의 적어도 다른 스위치로부터 상이한 스위치 제어 신호를 수신하도록 구성되는 것인, 가변 인덕터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유동 링은 모놀리식 3차원 집적 회로(three-dimensional integrated circuit, 3DIC)의 제1 티어(tier)에 위치되고, 상기 접지 링은 상기 제1 티어와 상이한 상기 모놀리식 3DIC의 제2 티어에 위치되며, 상기 유동 링은 적어도 하나의 티어-간 비아를 통해 상기 접지 링에 선택적으로 연결되도록 구성되는 것인, 가변 인덕터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스파이럴 인덕터는 상기 기판의 상부면으로부터 제1 거리에 위치된 제1 부분 및 상기 기판의 상부면으로부터 제2 거리에 위치된 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리와 상이한 것인, 가변 인덕터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스파이럴 인덕터의 적어도 하나의 부분은 모놀리식 3차원 집적 회로(3DIC)의 제1 티어에 위치되고, 상기 유동 링 또는 상기 접지 링 중 적어도 하나는 상기 제1 티어와 상이한 상기 모놀리식 3DIC의 제2 티어에 위치되는 것인, 가변 인덕터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스위치들의 어레이는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함하고, 상기 적어도 하나의 트랜지스터는 모놀리식 3차원 집적 회로(3DIC)의 제1 티어에 위치된 상기 유동 링을 상기 제1 티어와 상이한 상기 모놀리식 3DIC의 제2 티어에 위치된 상기 접지 링에 선택적으로 연결하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 트랜지스터는 티어-간 비아를 통해 상기 접지 링에 상기 유동 링을 선택적으로 연결하도록 구성되는 것인, 가변 인덕터.
  7. 오실레이터 회로에 있어서,
    dc 동작 전압 및 신호를 수신하도록 구성되는 제1 가변 인덕터;
    dc 동작 전압 및 신호를 수신하도록 구성되는 제2 가변 인덕터 ― 상기 제2 가변 인덕터는 상기 제1 가변 인덕터와 병렬로 전기적으로 연결됨 ― ;
    상기 제1 가변 인덕터에 연결된 제1 단자를 갖는 제1 트랜지스터; 및
    상기 제2 가변 인덕터에 연결된 제1 단자를 갖는 제2 트랜지스터
    를 포함하며, 상기 제1 가변 인덕터 또는 상기 제2 가변 인덕터 중 적어도 하나는 스파이럴 인덕터를 포함하는 것인, 오실레이터 회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 가변 인덕터 또는 상기 제2 가변 인덕터 중 적어도 하나는,
    링 부분을 포함하는, 기판 위의 스파이럴 인덕터;
    적어도 상기 스파이럴 인덕터의 링 부분을 둘러싸는, 상기 기판 위의 접지 링;
    상기 접지 링과 상기 스파이럴 인덕터 사이에 배치되는, 상기 기판 위의 유동 링; 및
    상기 접지 링을 상기 유동 링에 선택적으로 연결하도록 구성되는, 스위치들의 어레이
    를 포함하는 것인, 오실레이터 회로.
  9. 위상 고정 루프(phase locked loop, PLL)에 있어서,
    기준 주파수 및 피드백 주파수를 수신하도록 구성되고, 제1 제어 신호를 발생시키도록 구성되는 위상 주파수 검출기(phase frequency detector, PFD);
    상기 제1 제어 신호를 수신하고, 아날로그 전압 신호를 발생시키도록 구성되는 차지 펌프(charge pump, CP)
    상기 아날로그 전압 신호를 수신하고, 제2 제어 신호를 발생시키도록 구성되는 로우 패스 필터(low pass filter, LPF);
    상기 제2 제어 신호를 수신하고, 출력 신호를 발생시키도록 구성되는 오실레이터 회로; 및
    상기 출력 신호를 수신하고, 상기 피드백 주파수를 발생시키도록 구성되는 주파수 분주기(frequency divider, FD)
    를 포함하며, 상기 오실레이터 회로는,
    동작 전압을 수신하도록 구성되는 제1 가변 인덕터,
    상기 동작 전압을 수신하도록 구성되는 제2 가변 인덕터 ― 상기 제2 가변 인덕터는 상기 제1 가변 인덕터와 병렬로 전기적으로 연결됨 ― ,
    상기 제1 가변 인덕터에 연결된 제1 단자를 갖는 제1 트랜지스터, 및
    상기 제2 가변 인덕터에 연결된 제1 단자를 갖는 제2 트랜지스터
    를 포함하고, 상기 제1 가변 인덕터 또는 상기 제2 가변 인덕터 중 적어도 하나는 스파이럴 인덕터를 포함하는 것인, 위상 고정 루프(PLL).
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 가변 인덕터 또는 상기 제2 가변 인덕터 중 적어도 하나는,
    링 부분을 포함하는, 기판 위의 스파이럴 인덕터;
    적어도 상기 스파이럴 인덕터의 링 부분을 둘러싸는, 상기 기판 위의 접지 링;
    상기 접지 링과 상기 스파이럴 인덕터 사이에 배치되는, 상기 기판 위의 유동 링; 및
    상기 접지 링을 상기 유동 링에 선택적으로 연결하도록 구성되는, 스위치들의 어레이
    를 포함하는 것인, 위상 고정 루프(PLL).
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