TWI671997B - 振盪器結構 - Google Patents

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游世安
黃詔彥
蘇逸霈
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雷捷電子股份有限公司
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

本發明揭露一種振盪器結構。振盪器結構包括一基板、至少一負阻元件、至少二電容元件以及至少二電感元件。基板包括一第一金屬層。負阻元件設置於第一金屬層。各電容元件係相互並聯,且各電容元件在第一金屬層的正投影分別位於負阻元件的兩側且依負阻元件之一第一參考線彼此對稱。各電感元件係相互並聯,且各電感元件在第一金屬層的正投影分別位於負阻元件的相對兩側且依負阻元件之第一參考線彼此對稱。

Description

振盪器結構
本發明係關於一種振盪器,且特別是有關於一種佈局線路簡化且具有高電容及低電感特性的振盪器結構。
在現行的振盪器中,例如LC振盪器,為利用電容和電感結合以決定振盪頻率的結構,通常影響振盪器無法持續共振的原因很多,可能是振盪器的阻抗或內部雜訊等造成的,振盪器一般會連接一主動電路用以消除振盪器之阻抗。
在一些應用上,倘若要降低振盪器之雜訊,一般係可升高振盪器之振幅(amplitude)。然而振盪器的振幅將會受限於電源的電壓值,因此會轉而提升電流值來得到較佳的雜訊抑制效果。換言之,利用在電源能夠承受的範圍內,得到最大的電壓振幅,同時得到最大的電流值,並降低整體阻抗將可達到較佳的雜訊抑制效果。
為了降低阻抗,以較小的電感以及較大的電容來設計LC振盪器,是目前常用的設計手段。為因應更高頻(例如1GHz~100GHz)的應用領域,其將會具有較複雜的線路布局,如此卻也在各線路間,例如電感連接電容之各線路,產生了寄生電感。如此一來,振盪器不但沒有減低整體阻抗,反而可能因寄生電感的緣故,反而導致整體阻抗增加,自然還是無法降低整體的阻抗。
因此,亟需提出一種新的振盪器結構,藉以在簡化的佈局線路設計下,又可以降低電感並提升電容,進而有效地降低阻抗及消除雜訊。
本發明係有關於一種振盪器結構,主要目的在於利 用簡單的線路布局,即可降低電感並增加電容,以使其適於設計應用於高頻率領域。
為達上述目的,本發明提出一種振盪器結構,其包括一基板、至少一負阻元件、至少二電容元件以及至少二電感元件。基板包括一第一金屬層。負阻元件設置於第一金屬層。各電容元件係相互並聯,且各電容元件在第一金屬層的正投影分別位於負阻元件的兩側且依負阻元件之一第一參考線彼此對稱。各電感元件係相互並聯,且各電感元件在第一金屬層的正投影分別位於負阻元件的相對兩側且依負阻元件之第一參考線彼此對稱。
另外,為達上述目的,本發明提出一種振盪器結構,其包括一基板、N個負阻元件、N個電容元件以及N個電感元件。基板包括一第一金屬層、一第二金屬層及一第三金屬層。各個負阻元件設置於第一金屬層。各個電容元件設置於第二金屬層,各電容元件相互並聯,各電容元件在第一金屬層之正投影分別依據各負阻元件之第一至第N參考線彼此對稱。各個電感元件,設置於該第三金屬層,該些電感元件相互並聯,各電感元件在第一金屬層之正投影分別依據各負阻元件之第一至第N參考線彼此對稱,其中N為奇數且大於等於3。
再者,為達上述目的,本發明提出一種振盪器結構,其包括一基板、至少一負阻元件以及至少二振盪組件。基板包括一第一金屬層、一第二金屬層及一第三金屬層。負阻元件設置於第一金屬層。各振盪組件相互並聯,且各振盪組件在第一金屬層之正投影分別位於負阻元件之兩側且依負阻元件之一第一參考線彼此對稱,振盪組件包括分別設置在第二金屬層及第三金屬層之一電容元件及一電感元件。
100、100’、200、200’、300、400‧‧‧振盪器
110‧‧‧基板
111‧‧‧第一金屬層
112‧‧‧第二金屬層
113‧‧‧第三金屬層
120、120’‧‧‧負阻元件
120s1‧‧‧第一側
120s2‧‧‧第二側
120s3‧‧‧第三側
120a‧‧‧第一子負阻元件
120b‧‧‧第二子負阻元件
121‧‧‧第一負阻元件
122‧‧‧第二負阻元件
123‧‧‧第三負阻元件
131‧‧‧第一電容元件
132‧‧‧第二電容元件
133‧‧‧第三電容元件
141‧‧‧第一電感元件
142‧‧‧第二電感元件
143‧‧‧第三電感元件
L1‧‧‧第一參考線
L2‧‧‧第二參考線
L3‧‧‧第三參考線
R1‧‧‧參考點
M1、M2‧‧‧中點
D1‧‧‧第一距離
D2‧‧‧第二距離
第1圖繪示依據本發明之一實施例之振盪器之結構示意圖。
第2圖繪示第1圖之振盪器正投影在以第一金屬層為平面上的透視結構示意圖。
第3圖繪示依據本發明之另一實施例之振盪器之正投影在以第一金屬層為平面上的透視結構示意圖。
第4圖繪示第1圖之振盪器之等效電路示意圖。
第5圖繪示依據本發明之另一實施例之振盪器的正投影在以第一金屬層為平面上的透視結構示意圖。
第6圖繪示依據本發明之另一實施例之振盪器的正投影在以第一金屬層為平面上的透視結構示意圖。
第7圖繪示依據本發明之再一實施例之振盪器的正投影在以第一金屬層為平面上的透視結構示意圖。
第8圖繪示第7圖之振盪器之等效電路示意圖。
第9圖繪示本發明之再一實施例之振盪器之等效電路示意圖。
以下將詳述本發明的各實施例,並配合圖式作為例示。除了這些詳細描述之外,本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中,任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本案的範圍內,並以之後的專利範圍為準。在說明書的描述中,為了使讀者對本發明有較完整的瞭解,提供了許多特定細節;然而,本發明可能在省略部分或全部這些特定細節的前提下,仍可實施。此外,眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中,以避免造成本發明不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是,圖式僅為示意之用,並非代表元件實際的尺寸或數量,除非有特別說明。
第1圖繪示依據本發明之一實施例之振盪器之結構示意圖。第2圖繪示第1圖之振盪器正投影在以第一金屬層為平面上的透視結構示意圖。請參照第1圖及第2圖所示,振盪器100包括一基板110、至少一負阻元件、至少二電容元件以及至少二電感元件。在此以振盪器100具有一負阻元件、兩個相互並聯的電容元件及兩個相互並聯的電感元件為例。意即振盪器100具有一負阻元件 120、一第一電容元件131、一第二電容元件132、一第一電感元件141及一第二電感元件142。其中,負阻元件120、第一電容元件131、第二電容元件132、第一電感元件141及第二電感元件142相互電性連接。於另一實施例,負阻元件120、第一電容元件131、第二電容元件132、第一電感元件141及第二電感元件142更可以為相互並聯。本實施例之振盪器可以是一高頻振盪器,但本發明不以此為限。
首先要說明的是,下述所謂的金屬層係指在電路板或半導體積層電路中作為導線、導電柱、電極墊或半導體元件的一層以導體為主要的結構。金屬層可以被介電層、保護層或絕緣層完全包覆或部分包覆,端視實際需求而可彈性地設計。
請同時參照第1圖及第2圖所示,本實施例中,基板110包括一第一金屬層111、一第二金屬層112及一第三金屬層113。其中,第一金屬層111、第二金屬層112及第三金屬層113於實施上可依序設置,即第二金屬層112位於第一金屬層111上,第三金屬113層位於第二金屬層112上。舉例而言,基板110之第一金屬層111、第二金屬層112及第三金屬層113更可為一線路層、一訊號層或一導電層,即於第一金屬層111、第二金屬層112及第三金屬層113可分別形成有複數條訊號線或導線(圖未示)用以電性連接設置或形成在各層上的複數個電子元件(圖未示)。本實施例之基板110,可以是一電路板,更可以是一多層印刷電路板,且基板110可藉由半導體製程等方式製成,但本發明不以此為限。
本實施例之負阻元件120,設置於第一金屬層111,負阻元件120具有一第一側120s1及一第二側120s2,負阻元件120更定義有一第一參考線L1,於實施上,第一參考線L1可位於負阻元件120在第一金屬層111之正投影的範圍內,更可以是負阻元件120在第一金屬層111之正投影的一中心線(圖未示)。於另一實施例,第一參考線L1亦可不是在負阻元件120在第一金屬層111之正投影的範圍內(圖未示),但本發明不以此為限。此外,負阻元件120更可藉由第一參考線L1以定義負阻元件的第一側120s1及第二 側120s2,例如,藉由第一參考線L1將負阻元件120在第一金屬層111之正投影之範圍區分或劃分為兩個非重疊且相鄰的區,則相對第一參考線L1在負阻元件120之其中一區的一側則定義為負阻元件120的第一側120s1,相對第一參考線L1在負阻元件120之另一區的一側則定義為負阻元件120的第二側120s2,但本發明不以此為限。其中,第一側120s1及第二側120s2可以是負阻元件120相對的兩側,但本發明不以此為限。於實施上,負阻元件120在製程上,可形成於第一金屬層111。負阻元件120可以是一個電子元件或由複數個電子元件所構成,更可以是一個主動電路或一個電路模組等,負阻元件120用以產生負阻抗來減低或抵消振盪器100之內部的阻抗。
請再同時參考第1圖及第2圖所示,本實施例之第一電容元件131及第二電容元件132係設置在第二金屬層112,且第一電容元件131與第二電容元件132相互並聯。於本實施例中,第一電容元件131及第二電容元件132於實質上可以為具有相互等效的電容值。第一電容元件131在第一金屬層111的正投影與第二電容元件132在第一金屬層111的正投影更分別位於負阻元件120的相對兩側,即負阻元件120的第一側120s1及第二側120s2,且依負阻元件120的第一參考線L1彼此對稱。本實施例中之至少二電容元件,意即第一電容元件131及第二電容元件132,於製程上可以是以圖形化(圖未示)或是以複數個子金屬層相互重疊(圖未示)等方式形成於第二金屬層112,但本發明不以此為限。
本實施例之第一電感元件141及第二電感元件142係設置在第三金屬層113,且第一電感元件141與第二電感元件142相互並聯。第一電感元件141與第二電感元件142於實施上更分別並聯第一電容元件131及第二電容元件132。進一步言,第一電感元件141與第一電容元件131相互並聯,第二電感元件142與第二電感元件132相互並聯。於本實施例中,第一電感元件141在第一金屬層111的正投影與第二電感元件142在第一金屬層111的正投影分別位於負阻元件120的相對兩側,即負阻元件120的第一側120s1及 第二側120s2,且依負阻元件120之第一參考線L1彼此對稱。意即,第一電感元件141與第一電容元件131分別在第一金屬層111之正投影皆位於負阻元件120之第一側120s1,第二電感元件142與第二電容元件132分別在第一金屬層111之正投影皆位於負阻元件120之第二側120s2。於實施例中,第一電感元件141及第二電感元件142於實質上為具有相互等效的電感值。本實施例中之第一電感元件141及第二電感元件142,於製程上可以是以圖形化(圖未示)、至少兩條相對稱的直線、非直線或曲線線路等方式形成於第三金屬層113,但本發明不以此為限。
於一實施例,第一電容元件131與第二電容元件132於實質上具有相互等效電容值,及/或第一電感元件141與第二電感元件142於實質上具有相互等效電感值。第一電容元件131與第二電容元件132分別在第一金屬層111之正投影依負阻元件120之第一參考線L1更彼此鏡面對稱,及/或第一電感元件141與第二電感元件142分別在第一金屬層111之正投影依負阻元件120之第一參考線L1更彼此鏡面對稱。在此更以有相互等效電容值的第一電容元件131與第二電容元件132分別在第一金屬層111之正投影依負阻元件120之第一參考線L1彼此鏡面對稱,及有相互等效電感值的第一電感元件141與第二電感元件142分別在第一金屬層111之正投影依負阻元件120之第一參考線L1彼此鏡面對稱為例。換句話說,第一電容元件131及第二電容元件132分別在第二金屬層112之製程、形成、設置之位置及形狀於實質上為彼此對稱或鏡面對稱。第一電感元件141及第二電感元件142分別在第三金屬層113之製程、形成、設置之位置及形狀於實質上為彼此對稱或鏡面對稱。
請再參照第2圖所示,舉例而言,第一電容元件131及第二電容元件132分別在第一金屬層111之正投影之間有一第一距離D1,第一電感元件141及第二電感元件142分別在第一金屬層111之正投影之間有一第二距離D2。意即,第一電容元件131在第一金屬層111之正投影之靠近負阻元件120的一側至第二電容元件132在第一金屬層111之正投影之靠近負阻元件120的一側,兩者之 間的距離為第一距離D1,第一電感元件141在第一金屬層111之正投影之靠近負阻元件120的一側至第二電感元件142在第一金屬層111之正投影之靠近負阻元件120的一側,兩者之間的距離為第二距離D2。此外,第一距離D1更可以是第一電容元件131及第二電容元件132分別在第一金屬層111之正投影之間的最短距離,第二距離D2更可以是第一電感元件141及第二電感元件142分別在第一金屬層111之正投影之間的最短距離。於本實施例中,第一距離D1之中點M1及第二距離D2之中點M2更可以相互重疊且更位於負阻元件120的第一參考線L1上。因此,第一電容元件131在第一金屬層111之正投影及第二電容元件132在第一金屬層111之正投影分別至負阻元件120的第一參考線L1的距離於實質上相同;第一電感元件141在第一金屬層111之正投影及第二電感元件142在第一金屬層111之正投影分別至負阻元件120的第一參考線L1的距離於實質上相同。因此,第一電容元件131及第二電容元件132分別至負阻元件120之間,及/或第一電感元件141及第二電感元件142分別至負阻元件120之間,更甚至是第一電容元件131至第一電感元件141之間及第二電容元件132至第二電感元件142之間,其電性連接的佈局線路則可於實質上相互對稱、長度相同。
於一實施例,負阻元件120、第一電容元件131、第二電容元件132、第一電感元件141及第二電感元件142更可皆設置或形成在基板110之一金屬層(圖未示)。意即負阻元件120、第一電容元件131、第二電容元件132、第一電感元件141及第二電感元件142皆分別設置或形成在同一個金屬層且彼此電性連接。但本發明不以此為限。於實施上,舉例而言,基板110之金屬層為第一金屬層111。負阻元件120、第一電容元件131、第二電容元件132、第一電感元件141及第二電感元件142皆分別設置在第一金屬層111(圖未示)。第一電容元件131及第二電容元件132在第一金屬層111的正投影,及第一電感元件141及第二電感元件142,在第一金屬層111的正投影,分別位於負阻元件120的相對兩側且依負阻元件120之第一參考線L1彼此對稱。
於另一實施例,負阻元件120、第一電容元件131、第二電容元件132、第一電感元件141及第二電感元件142更可全部正投影在基板110之第一金屬層111、第二金屬層112或第三金屬層113的其中之一的平面上(圖未示)。舉例而言,第一電容元件131及第二電容元件132在基板110的第二金屬層112的正投影,及第一電感元件141及第二電感元件142在基板110的第二金屬層112的正投影,分別位於負阻元件120在第二金屬層112的正投影的相對兩側且依負阻元件120之第一參考線L1彼此對稱。但本發明不以此為限。
本實施例之振盪器100在佈局線路時,由於第一電容元件131及第二電容元件132相互並聯,第一電感元件141及第二電感元件142相互並聯,因此,於實質上可縮短或減少負阻元件120、第一電容元件131、第二電容元件132、第一電感元件141及第二電感元件142之間的相互電性連接之佈局線路的長度,以達到佈局線路最短化,但本發明不以此為限。
第3圖繪示依據本發明之另一實施例之振盪器之正投影在以第一金屬層為平面上的透視結構示意圖。請參照第3圖所示,第3圖的振盪器100’與第1圖的振盪器100,相同的部件沿用相同的符號。主要差別在於:第3圖的振盪器100’之負阻元件120’更包括二子負阻元件,且二子負阻元件相互並聯,意即負阻元件120’可以是由相互並聯的一第一子負阻元件120a及一第二子負阻元件120b所構成。於一實施例,第一參考線L1更可位於負阻元件120在第一金屬層111之正投影的範圍內。而相對第二子負阻元件120b的第一子負阻元件120a之一側為第一側120s1,相對第一子負阻元件120a的第二子負阻元件120b之一側為第二側120s2,且第一參考線L1更可以是第一子負阻元件120a及第二子負阻元件120b之一中心線,且第一子負阻元件120a及第二子負阻元件120b依據第一參考線L1更彼此對稱。於另一實施例中,第一子負阻元件120a及第二子負阻元件120b依據第一參考線更彼此鏡面對稱。但本發明不以此為例。此外,第一電容元件131在第一金屬層111的正投影與 第二電容元件132在第一金屬層111的正投影及第一電感元件141在第一金屬層111的正投影與第二電感元件142在第一金屬層111的正投影,更分別位於第一子負阻元件120a及第二子負阻元件120b的相對兩側,即第一電容元件131及第一電感元件141分別第一金屬層111的正投影位於第一子負阻元件120a的第一側120s1,及第二電容元件132及第二電感元件142分別在第一金屬層111的正投影位於第二子負阻元件120b的第二側120s2。
另外要說明的是,在本實施例中,第一子負阻元件120a、第一電容元件131及第一電感元件141即可單獨構成一震盪器,而第二子負阻元件120b、第二電容元件132及第二電感元件142亦可單獨構成另一震盪器。在依據本發明所揭示之限定的排列組合後,可以得到以最小體積獲得較小的電感值及較大的電容值的整合效果。
第4圖繪示第1圖之振盪器之等效電路示意圖。請同時參照第1圖、第2圖及第4圖所示,於本實施例中,負阻元件120位於第一電容元件131與第二電容元件132分別在第一金屬層111的正投影之間,第一電容元件131與第二電容元件132更位於第一電感元件141與第二電感元件142分別在第一金屬層111的正投影之間,意即,第一電感元件141在第一金屬層111之正投影更位於第一電容元件131在第一金屬層111之正投影相對負阻元件120之一側,同樣地,第二電感元件142在第一金屬層111之正投影更位於第二電容元件132在第一金屬層111之正投影相對負阻元件120之一側。換言之,負阻元件120電連接且並聯於第一電容元件131及第二電容元件132之間,意即負阻元件120更位於第一電容元件131及第二電容元件132之內側,更可位於振盪器100整體佈局線路整體架構的中間,而第一電感元件141與第二電感元件142分別並聯第一電容元件131及第二電容元件132且分別位於第一電容元件131及第二電容元件132的外側。因此,本實施例之第一電容元件131在第一金屬層111之正投影及第二電容元件132在第一金屬層111之正投影之間的第一距離D1於實質上小於第一電感元件141在 第一金屬層111之正投影及第二電感元件142在第一金屬層111之正投影之間的第二距離D2。
承上所述,由於本實施例之振盪器100,其負阻元件120、各電容元件131、132及各電感元件141、142相電連接,且第一電容元件131與第二電容元件132相互並聯,第一電感元件141及第二電感元件142相互並聯,以及藉由第一電容元件131及第二電容元件132分別在第一金屬層111之正投影依負阻元件120之第一參考線L1彼此對稱,及藉由第一電感元件141及第二電感元件142分別在第一金屬層111之正投影依負阻元件120之第一參考線L1彼此對稱,使振盪器100在結構上的佈局線路更加簡化及最短化,又依上述振盪器100之結構,能夠降低電感、增加電容並可降低阻抗,以將寄生電感效應的影響降至最低,以有效地達到提升電流及同時提升振盪之振幅的目的。
於一實施例,振盪器100更包括一第一絕緣層、一第二絕緣層及複數導電孔(圖未示),第一絕緣層位於第一金屬層111及第二金屬層112之間,第二絕緣層位於第二金屬層112及第三金屬層113之間。各導電孔分別貫穿於第一絕緣層或第二絕緣層,並分別與第一金屬層111、第二金屬層112或第三金屬層113電性連接,藉由導電孔將負阻元件120、第一電容元件131、第二電容元件132、第一電感元件141及第二電感元件142相互電性連接。
於一實施例,第一絕緣層及第二絕緣層更可以分別為一絕緣基板,因此,第一絕緣層及第二絕緣層更分別有一上表面及一下表面。第一金屬層111更可形成於第一絕緣層之下表面,第二金屬層112可形成於第一絕緣層之上表面及第二絕緣層之下表面之間,第三金屬層113可形成於第二絕緣層之上表面。
另一實施例,振盪器包括一基板及相互電性連接的N個負阻元件、N個電容元件及N個電感元件。其中,基板包括第一金屬層、第二金屬層及第三金屬層。各負阻元件設置於第一金屬層,各電容元件相互並聯並設置於第二金屬層,各電感元件相互並聯並設置於第三金屬層。各電容元件在第一金屬層之正投影分 別依據各負阻元件之一第一至一第N參考線彼此對稱;各電感元件在第一金屬層之正投影分別依據各負阻元件之第一至第N參考線彼此對稱;其中N為奇數且大於等於3。。
舉例而言,當N為3。第5圖繪示依據本發明之另一實施例之振盪器的正投影在第一金屬層上的透視結構示意圖。請參照第5圖所示,第5圖的振盪器200與第1圖的振盪器100,相同的部件沿用相同的符號。主要差別在於:第5圖的振盪器200包括三個負阻元件、相互並聯的三個電容元件及相互並聯的三個電感元件。意即振盪器200包括相互電性連接的一第一負阻元件121、一第二負阻元件122、一第三負阻元件123、一第一電容元件131、一第二電容元件132、一第三電容元件133、一第一電感元件141、一第二電感元件142及一第三電感元件143。於一實施例,各負阻元件121、122、123、各電容元件131、132、133及各電感元件141、142、143更可相互並聯。第一電容元件131、第二電容元件132及第三電容元件133於實質上為具有相互等效電容值;第一電感元件141、第二電感元件142及第三電感元件143為具有相互等效電感值。
本實施例之各電容元件131、132、133與其並聯之各電感元件141、142、143在第一金屬層111之正投影,分別位於各負阻元件121、122、123之一第一側120s1、一第二側120s2及一第三側120s3。意即,第一電容元件131與第一電感元件141分別在第一金屬層111之正投影位在第一負阻元件121之第一側120s1,第二電容元件132與第二電感元件142分別在第一金屬層111之正投影位在第二負阻元件122之第二側120s2,第三電容元件133與第三電感元件143分別在第一金屬層111之正投影位在第三負阻元件123之第三側120s3。
本實施例中,第一負阻元件121、第二負阻元件122、第三負阻元件123之間具有一參考點R1,第一負阻元件121的一第一參考線L1之一端、第二負阻元件122的一第二參考線L2之一端及第三負阻元件123的一第三參考線L3之一端分別連接參考點R1,且 使第一參考線L1、第二參考線L2及第三參考線L3之間分別具有一夾角,各夾角於實質上可以相同也可以不相同,但本發明不以此為例。
請再參照第5圖所示,本實施例中,各夾角可以以參考點R1為圓心而將角度均分為三等分,使各夾角之角度於實質上相同,例如實質上各夾角為120度。本實施例之振盪器200,於實施上,第一參考線L1、第二參考線L2及第三參考線L3更可分別位於第一負阻元件121、第二負阻元件122及第三負阻元件123之間。
本實施例中,各電容元件131、132、133分別在第一金屬層111之正投影依各負阻元件121、122、123的第一參考線L1、第二參考線L2及第三參考線L3彼此對稱,各電感元件141、142、143分別在第一金屬層111之正投影依各負阻元件121、122、123的第一參考線L1、第二參考線L2及第三參考線L3彼此對稱。意即第一電容元件131、第二電容元件132及第三電容元件133分別在第一金屬層111之正投影依第一負阻元件121的第一參考線L1、第二負阻元件122的第二參考線L2及第三負阻元件123的第三參考線L3彼此對稱;第一電感元件141、第二電感元件142及第三電感元件143分別在第一金屬層111之正投影依第一負阻元件121的第一參考線L1、第二負阻元件122的第二參考線L2及第三負阻元件123的第三參考線L3彼此對稱。
於另一實施例,第一參考線L1、第二參考線L2及第三參考線L3可分別位於第一負阻元件121、第二負阻元件122及第三負阻元件123分別在在第一金屬層111之正投影的範圍內。但本發明不以此為限。
振盪器200藉由第一負阻元件121、第二負阻元件122、第三負阻元件123,及相互並聯且相對稱的第一電容元件131、第二電容元件132及第三電容元件133,及相互並聯且相對稱的第一電感元件141、第二電感元件142及第三電感元件143,使本實施例之振盪器200,在減化佈局線路的情形下,更可同時達到降低電感及提升電容。
第6圖繪示依據本發明之另一實施例之振盪器的正投影在以第一金屬層為平面上的透視結構示意圖。請參照第6圖所示,第6圖的振盪器200’與第5圖的振盪器200,相同的部件沿用相同的符號。主要差別在於:第6圖的振盪器200’之第一負阻元件121的第一參考線L1、第二負阻元件122的第二參考線L2及第三負阻元件123的第三參考線L3之間分別具有的夾角於實質上不相同。例如為90度、135度及135度。
另外要說明的是,在上述實施例中,第一負阻元件121、第一電容元件131及第一電感元件141可單獨構成一個震盪器,而第二負阻元件122、第二電容元件132及第二電感元件142亦可單獨構成另一個震盪器,而第三負阻元件123、第三電容元件133及第三電感元件143亦可單獨構成又一個震盪器。在依據本發明所揭示之限定的排列組合後,可以得到以最小體積獲得較小的電感值及較大的電容值的整合效果。
第7圖繪示依據本發明之再一實施例之振盪器的正投影在以第一金屬層為平面上的透視結構示意圖。第8圖繪示第7圖之振盪器之等效電路示意圖。請同時參照第7圖及第8圖所示,第7圖的振盪器300與第1圖及第2圖的振盪器100,相同的部件沿用相同的符號。主要差別在於:第7圖的振盪器300包括二個負阻元件120、四個電容元件及四個電感元件。於實施上可藉由二組第2圖的振盪器100相互電性連接以達成本實施例之振盪器300。
於另一實施例,振盪器300之負阻元件120更可由二子負阻元件並聯而成(圖未示)。意即,振盪器300更可包括四個子負阻元件,各子負阻元件分別對應且電性連接各電容元件及各電感元件。
本實施例之振盪器300,由於藉由二組相互並聯的負阻元件120、第一電容元件131、第二電容元件132、第一電感元件141及第二電感元件142,且各電容元件131、132為具有相互等效電容值並對稱,各電感元件141、142為具有相互等效電感值並對稱,則振盪器300除了簡化整體佈局線路外,更增加整體電容,降 低電感,並進而減低阻抗、降低雜訊且提升最大電流及最大振盪振幅。
第9圖繪示本發明之再一實施例之振盪器之等效電路示意圖。請參照第9圖所示,本實施例之振盪器400與第1圖的振盪器100,相同的部件沿用相同的符號。主要差別在於:第9圖的振盪器400包括一負阻元件120及二個振盪組件150、150’。二個振盪組件150、150’相互並聯,並與負阻元件120電性連接。振盪組件150在第一金屬層111之正投影及振盪組件150’在第一金屬層111之正投影分別位於負阻元件120之一第一側120s1及一第二側120s2且依負阻元件之一第一參考線L1彼此對稱。此外,各振盪組件150、150’更與負阻元件120相互並聯。本實施例中,各振盪組件150、150’更可由一電容元件及一電感元件所構成。換言之,各振盪組件150、150’可以分別由第一電容元件131及第一電感元件141所構成。於另一實施例(圖未示),其中之一振盪組件150是由第一電容元件131及第一電感元件141所構成,另一振盪組件150’是由第二電容元件132及第二電感元件142所構成。但本發明不以此為限。
於另一實施例中,振盪器更包括三負阻元件及三個振盪組件(圖未示)。且各振盪組件分別與負阻元件並聯;各振盪組件分別在第一金屬層之正投影依各負阻元件的第一、第二及第三參考線彼此對稱並分別位於各負阻元件的第一側、第二側及第三側。其中,各振盪組件具有相互並聯的第一電容元件及第一電感元件。換言之,各第一電容元件分別在第一金屬層之正投影依各負阻元件的第一、第二及第三參考線彼此對稱;各第一電感元件分別在第一金屬層之正投影依負阻元件的第一、第二及第三參考線彼此對稱。
綜上所述,本發明之振盪器結構,藉由相互並聯的至少二個電容元件及相互並聯的至少二個電感元件所構成,且各電容元件彼此對稱,各電感元件彼此對稱,除了可使本發明之振盪器之佈局線路最短化外,更因此使整體電容變大且電感變小, 同時亦降低整體阻抗並消除雜訊,使振盪器在其供應電源的限制下,亦能有效提升電流及同時提升至最大振盪振幅。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

  1. 一種振盪器結構,包括:一基板,包括一第一金屬層;至少一負阻元件,設置於該第一金屬層;一第二金屬層;一第一絕緣層,位於該第一金屬層及該第二金屬層之間;至少二電容元件,其係相互並聯並且設置於該第二金屬層,且該些電容元件在該第一金屬層的正投影分別位於該負阻元件的相對兩側且依該負阻元件之一第一參考線彼此對稱;一第三金屬層;一第二絕緣層,位於該第二金屬層及該第三金屬層之間;至少二電感元件,其係相互並聯並且設置於該第三金屬層,且該些電感元件在該第一金屬層的正投影分別位於該負阻元件的相對兩側且依該負阻元件之該第一參考線彼此對稱;以及複數個導電孔,貫穿於該第一金屬層、該第二金屬層、該第三金屬層、該第一絕緣層及該第二絕緣層之間,用以電性連接該負阻元件、該些電容元件及該些電感元件。
  2. 如請求項1所述之振盪器結構,其中該些電容元件在該第一金屬層之正投影依據該負阻元件之該第一參考線更彼此鏡面對稱。
  3. 如請求項1所述之振盪器結構,其中該些電感元件在該第一金屬層之正投影依據該負阻元件之該第一參考線更彼此鏡面對稱。
  4. 如請求項1所述之振盪器結構,其中該些電容元件分別在該第一金屬層之正投影之間的一第一距離小於該些電感元件分別在該第一金屬層之正投影之間的一第二距離。
  5. 如請求項4所述之振盪器結構,其中該第一距離之中點與該第二距離之中點相互重疊,且更位於該負阻元件的該第一參考線上。
  6. 如請求項1所述之振盪器結構,其中該負阻元件更包括相互並聯的二子負阻元件,該第一參考線更位於該些子負阻元件的一中心線上,且該些子負阻元件依據該第一參考線更彼此對稱。
  7. 如請求項1所述之振盪器結構,其中當該振盪器包括三個負阻元件、相互並聯的三個電容元件及相互並聯的三個電感元件時,該些負阻元件、該些電容元件及該些電感元件相互電性連接,該些負阻元件更具有一參考點,該第一參考線、一第二參考線及一第三參考線之其中一端分別連接該參考點並彼此之間具有一夾角,以將設置該些負阻元件之平面區分為三,該些電容元件分別在該第一金屬層之正投影依該些負阻元件的該第一參考線、該第二參考線及該第三參考線彼此對稱,該些電感元件分別在該第一金屬層之正投影依該些負阻元件的該第一參考線、該第二參考線及該第三參考線彼此對稱。
  8. 如請求項7所述之振盪器結構,其中該夾角係為120度。
  9. 一種振盪器結構,包括:一基板,包括一第一金屬層、一第二金屬層及一第三金屬層;N個負阻元件,設置於該第一金屬層,並具有一參考點;N個電容元件,設置於該第二金屬層,該些電容元件相互並聯,該些電容元件在該第一金屬層之正投影分別依據該些負阻元件之一第一至一第N參考線彼此對稱;以及N個電感元件,設置於該第三金屬層,該些電感元件相互並聯,該些電感元件在該第一金屬層之正投影分別依據該些負阻元件之該第一至該第N參考線彼此對稱,其中N為奇數且大於等於3;其中,各複數參考線之其中一端分別連接該參考點並彼此之間具有一夾角,以將設置該些負阻元件之平面區分為複數個,該些電容元件分別在該第一金屬層之正投影依對應的該些負阻元件的該些參考線彼此對稱,該些電感元件分別在該第一金屬層之正投影依對應的該些負阻元件的該些參考線彼此對稱。
  10. 一種振盪器結構,包括:一基板,包括一第一金屬層、一第二金屬層及一第三金屬層;至少一負阻元件,設置於該第一金屬層;以及至少二振盪組件,該些振盪組件相互並聯,且該些振盪組件在該第一金屬層之正投影分別位於該負阻元件之兩側且依該負阻元件之一第一參考線彼此對稱,該振盪組件包括分別設置在該第二金屬層及該第三金屬層之一電容元件及一電感元件。
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