TWI647716B - Variable inductor - Google Patents

Abstract

一種可變電感器，用於連接一第一外部組件和一第二外部組件，該可變電感器包括：一主要導體，具有一第一節點和一第二節點，該第一節點用於連接該第一外部組件，該第二節點用於連接該第二外部組件；一第一次級導體，磁性耦合到該主要導體；一第一開關，其兩側分別連接到該第一次級導體；其中該第一次級導體形成具有兩個可變電流路徑的單迴路結構，該兩個可變電流路徑由該第一開關的狀態操作。藉此，藉由利用磁場耦合原理，讓主訊號不會經過有損開關，以製備出可調感值範圍大且可調感值多的可變電感器。

Description

一種可變電感器

本發明係關於一種電感器，特別是關於一種用於射頻電路或多頻帶電路設計的可變電感器。

積體電路在過去幾十年的發展中，已成為一個上、中、下游完整的產業結構，其製作技術是現代微小製作技術的起源，不論是積體電路、微機電系統、光電科技、通訊科技等產品的製作，都與積體電路微小製作技術有關，同時，隨著積體電路加工技術，如無線通訊、網路連接、計算等製造射頻積體電路(RFIC)的技術也都發展出來，使得更小尺吋、更低成本的射頻積體電路不斷被製造出來。

習知技術中，許多電路使用容器及電感器等電抗性組件，在某些應用裡，必須在特定範圍內改變一電抗性組件，習知上，常使用一組電感器以藉由接通該組中合適電感器或電感器組合來獲得不同電感值，但這樣的設計，必須佔有相當空間，其轉化成本高，且串聯耦接之開關會使電感器效能降低。

因此目前業界極需發展出一種可用於射頻電路或多頻帶電路設計的可變電感器，利用變壓器磁場耦合原 理，改變次線圈的等效電感與耦合因子，使主線圈的感值改變，達到可變電感的效果，如此一來，方能改善現有的可調電感存在電感值可調整範圍小、解析度低、耐久性差及偏壓問題嚴重等問題，以製備出可調感值範圍大且可調感值多的可變電感器。

鑒於上述習知技術之缺點，本發明之主要目的在於提供一種可變電感器，整合一主要導體、一第一次級導體、一第一開關等，以製備出可調感值範圍大且可調感值多的可變電感器。

為了達到上述目的，根據本發明所提出之一方案，提供一種可變電感器，用於連接一第一外部組件和一第二外部組件，該可變電感器包括：一主要導體，具有一第一節點和一第二節點，該第一節點用於連接該第一外部組件，該第二節點用於連接該第二外部組件；一第一次級導體，磁性耦合到該主要導體；一第一開關，其兩側分別連接到該第一次級導體；其中該第一次級導體形成具有兩個可變電流路徑的單迴路結構，該兩個可變電流路徑由該第一開關的狀態操作。

上述中可變電感器，還包括一第二開關，該第二開關的兩側分別連接到該第一次級導體，並且該第一次級導體形成為具有四個可變電流路徑的單迴路結構，該四個可變 電流路徑由該第一和第二開關的狀態操作。

本發明還包括一第三開關，該第三開關的兩側分別連接到該第一次級導體，並且該第一次級導體形成為具有八個可變電流路徑的單迴路結構，該八個可變電流路徑由該第一、第二和第三開關的狀態操作。

本發明的可變電感器，還包括：一第二次級導體，磁耦合到該主導體；一第四開關，其兩側連接到該第二次級導體；其中該第二次級導體形成具有兩個可變電流路徑的單迴路結構，該兩個可變電流路徑由該第四開關的狀態操作。

上述中，還包括一第五開關，該第五開關的兩側分別連接到該第二次級導體，並且該第二次級導體形成為具有四個可變電流路徑的單迴路結構，該四個可變電流路徑由該第四和第五開關的狀態操作。

本發明的可變電感器，還包括一第六開關，該第六開關的兩側分別連接到該第二次級導體，並且該第二次級導體形成為具有八個可變電流路徑的單迴路結構，該八個可變電流路徑由該第四、第五和第六個開關的狀態操作；其中該第一次級導體佈置在該主要導體的一側上，並且該第二次級導體佈置在該主要導體的另一側上；其中該第一節點設置在該主要導體的一端，該第二節點設置在該主要導體的另一端；其中該可變電感器被集成在一射頻集成電路中；其中該 第一開關由CMOS(互補金屬氧化物半導體)或PCB(印刷電路板)塊組件實現。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本創作達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本創作的其他目的及優點，將在後續的說明及圖式中加以闡述。

110、210‧‧‧主要導體

120、220‧‧‧第一次級導體

140、240‧‧‧印刷電路板

230‧‧‧第二次級導體

S1‧‧‧第一開關

S2‧‧‧第二開關

S3‧‧‧第三開關

S4‧‧‧第四開關

S5‧‧‧第五開關

S6‧‧‧第六開關

N1‧‧‧第一節點

N2‧‧‧第二節點

第1圖係為本發明可變電感器結構示意圖；第2圖係為本發明可變電感器結構另一實施態樣示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本創作之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本創作之優點及功效。

請參閱第1圖，係為本發明可變電感器結構示意圖，如圖所示，該結構係包括一主要導體110、第一次級導體120及第一開關S1，該主要導體110具有第一節點N1及第二節點N2，該第一節點N1係用以電性連接第一外部組件(未圖示)，第二節點N2係用以電性連接第二外部組件(未圖示)，該第一次級導體120以磁性耦合方式與該主要導體110連接，該第一開關S1其兩側分別電性連接該第一次級導體120，其中， 該第一次級導體120形成具有兩個可變電流路徑的單迴路結構，透過該第一開關狀態操作該兩個可變電流路徑，該結構複包括一第二開關S2，及一第三開關S3，其中，該第二開關S2兩側分別電性連接該第一次級導體120，該第三開關S3兩側分別電性連接該第一次級導體120，該第二開關S2係形成具有四個可變電流路徑之單迴路結構，該第三開關S3係形成具有八個可變電流路徑之單迴路結構，透過該第一開關S1及該第二開關S2進行該四個可變電流路徑操作；透過第一開關S1、第二開關S2及第三開關S3進行八個可變電流路徑操作，其中，上述開關結構係由CMOS(未圖示)或印刷電路板140(PCB)塊組件實現。

請參閱第2圖，係為本發明可變電感器結構另一實施態樣示意圖，如圖所示，該結構係包括一主要導體210、第一次級導體220、第二次級導體230及一第四開關S4，該主要導體210具有第一節點N1及第二節點N2，該第二次級導體230以磁性耦合方式與該主要導體210連接，透過該第四開關S4狀態操作該兩個可變電流路徑，該結構複包括一第五開關S5及第六開關S6，該第五開關S5及該第六開關S6，第五開關S5形成具有四個可變電流路徑的單迴路結構，該第六開關S6形成具有八個可變電流路徑的單迴路結構，透過第四開關S4及第五開關S5進行該四個可變電流路徑操作；透過第四開關S4、第五開關S5及第六開關S6進行八個可變電流路 徑操作，其中，上述開關結構係由CMOS(未圖示)或印刷電路板240(PCB)塊組件實現。

上述之實施例僅為例示性說明本創作之特點及功效，非用以限制本創作之實質技術內容的範圍。任何熟悉此技藝之人士均可在不違背創作之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本創作之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (10)

1. 一種可變電感器，用於連接一第一外部組件和一第二外部組件，該可變電感器包括：一主要導體，具有一第一節點和一第二節點，該第一節點用於連接該第一外部組件，該第二節點用於連接該第二外部組件；一第一次級導體，磁性耦合到該主要導體；複數個開關，該複數個開關具有一第一開關、一第二開關與一第三開關，其中該第一開關、該第二開關與該第三開關的兩側分別連接到該第一次級導體；以及該第一次級導體形成具有複數個可變電流路徑的單迴路結構，其中該複數個可變電流路徑的單迴路結構由該第一開關、該第二開關與該第三開關分別的狀態進行操作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可變電感器，其中該第二開關係形成該複數個可變電流路徑的單迴路結構具有四個可變電流路徑，該四個可變電流路徑是由該第一和第二開關的狀態操作。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可變電感器，其中該第三開關係形成該複數個可變電流路徑的單迴路結構具有八個可變電流路徑，該八個可變電流路徑是由該第一、第二和第三開關的狀態操作。
4. 如申請專利範圍第3項所述之可變電感器，還包括：一第二次級導體，磁耦合到該主導體；該複數個開關還具有一第四開關，該第四開關其兩側連接到該第二次級導體；其中該第二次級導體形成具有另一複數個可變電流路徑的單迴路結構，該另一複數個可變電流路徑的單迴路結構的兩個可變電流路徑由該第四開關的狀態操作。
5. 如申請專利範圍第4項所述之可變電感器，還包括該複數個開關還具有一第五開關，該第五開關的兩側分別連接到該第二次級導體，其中該第五開關係形成該另一複數個可變電流路徑的單迴路結構具有四個可變電流路徑，該四個可變電流路徑由該第四和第五開關的狀態操作。
6. 如申請專利範圍第5項所述之可變電感器，還包括該複數個開關還具有一第六開關，該第六開關的兩側分別連接到該第二次級導體，其中該第六開關係形成該另一複數個可變電流路徑的單迴路結構具有八個可變電流路徑，該八個可變電流路徑由該第四、第五和第六個開關的狀態操作。
7. 如申請專利範圍第6項所述之可變電感器，其中該第一次級導體佈置在該主要導體的一側上，並且該第二次級導體佈置在該主要導體的另一側上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之可變電感器，其中該第一節點設置在該主要導體的一端，該第二節點設置在該主要導體的另一端。
9. 如申請專利範圍第8項所述之可變電感器，其中該可變電感器被集成在一射頻集成電路中。
10. 如申請專利範圍第9項所述之可變電感器，其中該第一開關由CMOS(互補金屬氧化物半導體)或PCB(印刷電路板)塊組件實現。