TWI727880B - 電感結構 - Google Patents

Abstract

一種電感結構，包括第一連接件、第二連接件及中央抽頭端。第一連接件的第一端耦接於第一線圈，第一連接件的第二端耦接於第二線圈。第二連接件交錯設置於第一連接件之上或之下。中央抽頭端耦接於第一連接件及第二連接件中之一者。中央抽頭端設置於與第一連接件或第二連接件的不同層。

Description

電感結構

本案是有關於一種電感裝置，且特別是有關於應用於電感裝置的電感結構。

現有的各種型態之電感器皆有其優勢及劣勢。以八字形電感器而言，其具有兩組線圈分別感應到不同方向的電流進而互相抵消，而使和其他磁場來源的物體之間的耦合發生的狀況較低，然而，八字形電感器在裝置中佔用較大的面積且品質因素較低，其寄生電容較大。以雙螺旋狀串聯電感器而言，其品質因素(Q value)較高且具有較大之互感值(mutual inductance)，然而，其形狀較為不對稱，以及防止外界感應的能力較八字電感差。因此，上述的電感器之應用範圍均有其限制。

發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本案內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本案實施例的重要/關鍵元件或界定本案的範圍。

根據本案之一實施例，揭示一種電感結構，包括：一第一連接件，其中該第一連接件的一第一端耦接於一第一線圈，該第一連接件的一第二端耦接於一第二線圈；一第二連接件，交錯設置於該第一連接件之上或之下；以及一中央抽頭端，耦接於該第一連接件及該第二連接件中之一者，其中該中央抽頭端設置於與該第一連接件或該第二連接件設置的不同層。

以下揭示內容提供許多不同實施例，以便實施本案之不同特徵。下文描述元件及排列之實施例以簡化本案。當然，該些實施例僅為示例性且並不欲為限制性。舉例而言，本案中使用「第一」、「第二」等用語描述元件，僅是用以區別以相同或相似的元件或操作，該用語並非用以限定本案的技術元件，亦非用以限定操作的次序或順位。另外，本案可在各實施例中重複元件符號及/或字母，並且相同的技術用語可使用相同及/或相應的元件符號於各實施例。此重複係出於簡明性及清晰之目的，且本身並不指示所論述之各實施例及/或配置之間的關係。

請參照第1圖，其繪示根據本案一些實施例中一種電感結構10的示意圖。如第1圖所示，電感結構10包括第一連接件110、第二連接件120及中央抽頭端140。第二連接件120交錯設置於第一連接件110之上或之下。中央抽頭端140耦接於第一連接件110及第二連接件120中之一者。中央抽頭端140設置的位置與第一連接件110或第二連接件120為不同層。舉例而言，中央抽頭端140耦接於第一連接件110且兩者設置於同一層，而第二連接件120設置於另一層。舉另一例而言，中央抽頭端140耦接於第二連接件120且兩者設置於同一層，而第一連接件110設置於另一層。於第1圖所示者為中央抽頭端140耦接於第一連接件110且兩者設置於同一層，而第二連接件120設置於另一層的範例。

以下說明中央抽頭端140耦接於第一連接件110且兩者設置於同一層的實施例。以下請一併參照第1圖及第2圖。第2圖繪示根據本案一些實施例中電感裝置500其設置有電感結構10的示意圖。電感裝置500包括線圈501、503、505、507、521、523。如第2圖所示，第一連接件110的第一端111a耦接於第一線圈501。第一連接件110的第二端111b耦接於第二線圈521。於一些實施例中，中央抽頭端140耦接於第一連接件110的第一端111a及第二端111b之間的任一位置。舉例而言，中央抽頭端140耦接於第一連接件110的中央端、第一端111a及第二端111b等，本案不限於上述舉例的位置。

於一些實施例中，第二連接件120的第一端121a耦接於第三線圈503。第二連接件120的第二端121b耦接於線圈521a(下稱第四線圈)。於第2圖的實施例中，第二線圈521與第四線圈521a是同一線圈。於另一些實施例中，依據電感裝置500的線圈配置方式，第二線圈與第四線圈可以是不同線圈。

於一些實施例中，第二連接件120設置於第一層。中央抽頭端140與第一連接件110設置於第二層，其中第一層不同於第二層。舉例而言，第一層是下層，第二層是位於第一層之上方的上層。

於一些實施例中，第一線圈501、第二線圈521、第三線圈503、第四線圈521a及第二連接件120是設置於第一層，例如下層。換言之，第一線圈501、第二線圈521、第三線圈503、第四線圈521a及第二連接件120均位於中央抽頭端140與第一連接件110的下層。

於一些實施例中，第二線圈521包括一或多個圈數的螺旋狀線圈。如第2圖所示，第二線圈521為具有1個圈數的線圈。

於一些實施例中，第一線圈501及第三線圈503設置於第二線圈521的外圈。

於一些實施例中，電感裝置500包括輸入端130。如第2圖所示，輸入端130耦接於線圈505及507。由於輸入端130與中央抽頭端140分別設置於電感裝置500的兩側而使得電感裝置500呈現對稱結構。

值得一提的是，本案第1圖所示的電感結構10可以設置於第2圖所示之電感裝置500的任何交錯部分。如第2圖所示的電感結構10中，連接件110交錯於連接件120，且中央抽頭端140耦接在兩者的交錯部分上。於一些實施例中，電感裝置500還包括電感結構10’其亦具有交錯部分，使得中央抽頭端140設置在電感結構10’。於另一些實施例中，電感裝置500還包括電感結構10”其亦具有交錯部分，使得中央抽頭端140設置在電感結構10”。於再另一實施例中，中央抽頭端140設置在連接件150的兩端點之間的任一位置。換言之，本案不限制中央抽頭端140的位置，可耦接在電感結構10、10’、10”中任一者。

請復參照第2圖，於一實施例中，電感裝置500包括一八字形結構510以及連接件150、160、170。八字形結構510包括線圈501、503、505、507。連接件160、170分別交錯於連接件150之上或之下，以耦接線圈501、503、505、507。八字形結構510的中央交錯部分設置有電感結構10’，使得中央抽頭端(圖未繪示)耦接於連接件160。中央抽頭端(圖未繪示)可設置在連接件160的兩端點之間的任何一個位置。於另一實施例中，八字形結構510的中央交錯部分設置有電感結構10”，使得中央抽頭端(圖未繪示)耦接於連接件170。中央抽頭端(圖未繪示)可設置在連接件170的兩端點之間的任何一個位置。於一些實施例中，中央抽頭端(圖未繪示)可設置在連接件150的兩端點之間的任何一個位置。電感結構10’及電感結構10”具備上述相似於電感結構10的特徵，而於此不再贅述。於一些實施例中，本案的電感結構10、10’、10”適用於任何包括兩個連接件及中央抽頭端的結構之電感裝置。

請參照第3圖，其繪示根據本案一些實施例中一種電感結構30的示意圖。如第3圖所示，電感結構30包括第一連接件310、第二連接件320及中央抽頭端140。第二連接件320交錯設置於第一連接件310之上或之下。中央抽頭端140耦接於第一連接件310及第二連接件320中之一者。中央抽頭端140與第一連接件310或第二連接件320設置在不同層。於第3圖所示者為中央抽頭端140耦接於第二連接件320且兩者設置於同一層，而第一連接件310設置於另一層的範例。

請復參照第1圖，第1圖之電感結構10的中央抽頭端140與第一連接件110連接並跳線耦接於第二連接件120，使得電感結構10在第2圖之電感裝置500上呈現中央抽頭端140與第一連接件110在同一層，第二連接件120及電感裝置500的線圈在另一層的結構。相較之下，第3圖之電感結構30的中央抽頭端140則是與第二連接件320連接並跳線耦接於第一連接件310，使得電感結構30在第4圖之電感裝置600上呈現第一連接件310在一層，中央抽頭端140、第二連接件320及電感裝置600的線圈在另一層的結構。

為說明電感結構30設置在電感裝置的結構及運作，以下另繪示第4圖的實施例來說明。

請參照第4圖，其繪示根據本案一些實施例中電感裝置600其設置有電感結構30的示意圖。如第4圖所示，電感裝置600包括線圈601、603、605、607、621、623。電感結構30包括第一連接件310、第二連接件320及中央抽頭端140。第一連接件310的第一端311a耦接於第一線圈601。第一連接件310的第二端311b耦接於第二線圈621。第二連接件320的第一端321a耦接於第三線圈603。第二連接件320的第二端321b耦接於線圈621a(下稱第四線圈)。於此實施例中，第二線圈621與第四線圈621a是同一線圈。於另一些實施例中，依據電感裝置的線圈配置方式，第二線圈與第四線圈可以是不同線圈。

於一些實施例中，中央抽頭端140耦接於第二連接件320的第一端321a及第二連接件320的第二端321b之間的任一位置。舉例而言，中央抽頭端140耦接於第二連接件320的中央端、第一端321a及第二端321b等，本案不限於上述舉例的位置。

於一些實施例中，中央抽頭端140及第二連接件320設置於第一層，第一連接件310設置於第二層，其中第一層不同於第二層。

於一些實施例中，第一線圈601、第二線圈621、第三線圈603、中央抽頭端140及第二連接件320設置於第一層。

於一些實施例中，第二線圈621包括一或多個圈數的螺旋狀線圈。如第4圖所示，第二線圈621為具有多個圈數的線圈。

於一些實施例中，第一線圈601及第三線圈603設置於第二線圈621的外圈。

於一些實施例中，電感裝置600包括輸入端130。如第4圖所示，輸入端130耦接於線圈605及607。由於輸入端130與中央抽頭端140分別設置於電感裝置600的兩側而使得電感裝置600呈現對稱結構。

值得一提的是，本案第3圖所示的電感結構30可以設置於第4圖所示之電感裝置600的任何交錯部分。如第4圖所示的電感結構30中，連接件310交錯於連接件320，且中央抽頭端140耦接在兩者的交錯部分上。於一些實施例中，電感裝置600還包括電感結構30’其亦具有交錯部分，使得中央抽頭端140設置在電感結構30’。於另一些實施例中，電感裝置600還包括電感結構30”其亦具有交錯部分，使得中央抽頭端140設置在電感結構30”。於再另一實施例中，中央抽頭端140設置在連接件350的兩端點之間的任一位置。換言之，本案不限制中央抽頭端140的位置，而是任何具有交錯部分的結構均可耦接之。

請復參照第4圖，於一實施例中，電感裝置600包括一八字形結構610以及連接件330、340、350。八字形結構610包括線圈601、603、605、607。連接件330、340分別交錯於連接件350之上或之下，以耦接線圈601、603、605、607。八字形結構610的中央交錯部分設置有電感結構30’，使得中央抽頭端(圖未繪示)耦接於連接件330。中央抽頭端(圖未繪示)可設置在連接件330的兩端點之間的任何一個位置。於另一實施例中，八字形結構610的中央交錯部分設置有電感結構10”，使得中央抽頭端(圖未繪示)可設置在連接件340。中央抽頭端(圖未繪示)可設置在連接件340的兩端點之間的任何一個位置。於另一實施例中，中央抽頭端(圖未繪示)可設置在連接件350的兩端點之間的任何一個位置。電感結構30’及30”具備上述相似於電感結構30的特徵，而於此不再贅述。於一些實施例中，本案的電感結構30、30’、30”適用於任何包括兩個連接件及中央抽頭端的結構之電感裝置。

請參照第5圖，係繪示依照本案一實施例的一種電感裝置其設置有電感結構之實驗數據示意圖。如第5圖所示，採用本案之架構配置，其品質因素之實驗曲線為Q，其電感值之實驗曲線為L，其中曲線L的數值（即電感值nH）共用曲線Q的數值（即品質因素，如第5圖左側的Y軸數值所示）。由第5圖可知，採用本案之電感結構的電感裝置具有更佳的單位面積電感值。舉例而言，電感裝置在12um*8um或者14um*8um的面積內，如曲線L所示，於頻率7GHz處，電感值約為1.11，而曲線Q所示，品質因素約17.85。再如曲線L所示，於頻率8GHz處，電感值約為1.14nH，而如曲線Q所示，品質因素可達約17.77。

由上述本案實施方式可知，本案的電感結構中配置了中央抽頭端的位置，中央抽頭端配置於電感結構的兩連接件其中一者的之上或之下，使得電感裝置整體具有對稱性結構。電感裝置的左右側及上下側(若有的話)產生耦合時，這樣的電感結構可提升電感的電性對稱。如此一來，本案之電感結構可使電感裝置具有更佳的單位面積電感值。

上述內容概述若干實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更好地理解本案之態樣。熟習此項技術者應瞭解，在不脫離本案的精神和範圍的情況下，可輕易使用上述內容作為設計或修改為其他變化的基礎，以便實施本文所介紹之實施例的相同目的及/或實現相同優勢。上述內容應當被理解為本案的舉例，其保護範圍應以申請專利範圍為準。

10、10’、10”、30、30’、30”:電感結構

110、120、310、320:連接件

130:輸入端

140:中央抽頭端

111a、111b、121a、121b:端

311a、311b、321a、321b:端

150、160、170、330、340、350:連接件

500、600:電感裝置

501~507、601~607:線圈

510、610:八字形結構

521、521a、523、621、621a、623:線圈

L、Q:曲線

以下詳細描述結合隨附圖式閱讀時，將有利於較佳地理解本揭示文件之態樣。應注意，根據說明上實務的需求，圖式中各特徵並不一定按比例繪製。實際上，出於論述清晰之目的，可能任意增加或減小各特徵之尺寸。 第1圖繪示根據本案一些實施例中一種電感結構的示意圖。 第2圖繪示根據本案一些實施例中電感裝置其設置有電感結構的示意圖。 第3圖繪示根據本案一些實施例中一種電感結構的示意圖。 第4圖繪示根據本案一些實施例中電感裝置其設置有電感結構的示意圖。 第5圖係繪示根據本案一實施例的一種電感裝置其設置有電感結構之實驗數據示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

10:電感結構

110、120:連接件

111a、111b、121a、121b:端

140:中央抽頭端

Claims (10)

1. 一種電感結構，包括： 一第一連接件，其中該第一連接件的一第一端耦接於一第一線圈，該第一連接件的一第二端耦接於一第二線圈； 一第二連接件，交錯設置於該第一連接件之上或之下；以及 一中央抽頭端，耦接於該第一連接件及該第二連接件中之一者，其中該中央抽頭端設置於與該第一連接件或該第二連接件的不同層。
2. 如請求項1所述之電感結構，其中該中央抽頭端耦接於該第一連接件的該第一端及該第一連接件的該第二端之間的任一位置。
3. 如請求項2所述之電感結構，其中該第二連接件設置於一第一層，以及該中央抽頭端與該第一連接件設置於一第二層，其中該第一層不同於該第二層。
4. 如請求項3所述之電感結構，其中該第二連接件的一第一端耦接於一第三線圈，該第二連接件的一第二端耦接於一第四線圈； 其中該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈、該第四線圈及該第二連接件設置於該第一層。
5. 如請求項4所述之電感結構，其中該第一線圈及該第三線圈設置於該第二線圈的外圈。
6. 如請求項1所述之電感結構，其中該中央抽頭端耦接於該第二連接件的一第一端及該第二連接件的一第二端之間的任一位置。
7. 如請求項6所述之電感結構，其中該中央抽頭端及該第二連接件設置於一第一層，以及該第一連接件設置於一第二層。
8. 如請求項7所述之電感結構，其中該第二連接件的一第一端耦接於一第三線圈，該第二連接件的一第二端耦接於一第四線圈；其中該第一線圈、該第二線圈、該第三線圈、該第四線圈、該中央抽頭端及該第二連接件設置於該第一層。
9. 如請求項8所述之電感結構，其中該第二線圈及該第四線圈為同一線圈。
10. 如請求項8所述之電感結構，其中該第一線圈及該第三線圈設置於該第二線圈及該第四線圈的外圈。

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