TWI730788B - 電感裝置 - Google Patents

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Abstract

一種電感裝置，其包括第一走線、第二走線及雙環電感。第一走線配置於第一區域。第二走線配置第二區域。雙環電感配置於第一走線與第二走線的外側。雙環電感分別與第一走線及第二走線交錯耦接。

Description

電感裝置
本案係有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種電感裝置。
現有的各種型態之電感器皆有其優勢與劣勢，諸如螺旋狀電感器(spiral type inductor)，其品質因素(Q factor)較高且具有較大之互感值(mutual inductance)。對串聯二個螺旋狀電感器(spiral type twin inductor)來說，難以將其設計成對稱結構，且並置電感器的應用頻段較窄。因此，上述電感器之應用範圍皆有所限制。
本案內容之一技術態樣係關於一種電感裝置，其包括第一走線、第二走線及雙環電感。第一走線配置於第一區域。第二走線配置第二區域。雙環電感配置於第一走線與第二走線的外側。雙環電感分別與第一走線及第二走線交錯耦接。
因此，根據本案之技術內容，本案實施例所示之電感裝置於結構上幾近於對稱，特別是輸入端(input port)和中央抽頭設計(center-tap)。此外，透過電感裝置之第一走線及第二走線的設計，可提升電感裝置的電感值。再者，可有效改善電感裝置之自振頻(Fsr)發生處，使自振頻發生處移往較高頻，進而提升電感裝置之可操作範圍及品質因子(Q factor)。
第1圖係依照本揭露一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。如圖所示，電感裝置1000包括第一走線1100、第二走線1200及雙環電感1300。
於結構配置上，第一走線1100配置於第一區域2000，第二走線1200配置於第二區域3000。舉例來說，第一走線1100位於圖中左側區域，而第二走線1200位於圖中右側區域。
在一實施例中，第一走線1100及第二走線1200以第一區域2000及第二區域3000之交界處為準大致上相互對稱。舉例而言，第一走線1100和第二走線1200可為80%以上的對稱放置(Mirrored)或80%以上的複製平移(duplicated)。換言之，第一走線1100和第二走線1200於對稱結構上的相似度大於80%，對稱之方式可為對稱放置或複製平移。然本案不以上述實施例為限，第一走線1100和第二走線1200於對稱結構上的相似度亦可大於60%、70%或90%，視實際設計需求而定。
再者，雙環電感1300配置於第一走線1100與第二走線1200的外側，且雙環電感1300分別與第一走線1100與第二走線1200交錯耦接。舉例而言，雙環電感1300包括第三走線1310及第四走線1320。第三走線1310配置於第一區域2000，並位於第一走線1100的外側。第四走線1320配置於第二區域3000，並位於第二走線1200的外側。
在一實施例中，第三走線1310與第四走線1320於第一區域2000及第二區域3000之交界處耦接。此外，第一走線1100與第三走線1310在相對於交界處的一側(如圖中左側)交錯耦接。再者，第二走線1200與第四走線1320在第一區域2000及第二區域3000之交界處(如圖中之中央)交錯耦接。
在一實施例中，雙環電感1300更包括第一連接件1330。第三走線1310與第四走線1320透過第一連接件1330於電感裝置1000之第一側(例如圖中上側)耦接。在另一實施例中，第一連接件1330係位於整體電感裝置1000之外側，且第一連接件1330耦接雙環電感1300之兩走線(如第三走線1310與第四走線1320)。
在一實施例中，雙環電感1300更包括第一輸入輸出端1340。第一輸入輸出端1340配置於第三走線1310。舉例而言，第三走線1310的一端點可作為第一輸入輸出端1340。在另一實施例中，第一走線1100、第二走線1200、第三走線1310(含第一輸入輸出端1340)及第四走線1320配置於第一層。此外， 第一連接件1330配置於第二層，並跨越第一輸入輸出端1340。
在一實施例中，雙環電感1300更包括第二輸入輸出端1350。第二輸入輸出端1350配置於第四走線1320。舉例而言，第四走線1320的一端點可作為第二輸入輸出端1350。在另一實施例中，第一走線1100、第二走線1200、第三走線1310及第四走線1320(含第二輸入輸出端1350)配置於第一層。此外，第一連接件1330配置於第二層，並跨越第二輸入輸出端1350。在另一實施例中，如第1圖所示，第一連接件1330可同時跨越第一輸入輸出端1340及第二輸入輸出端1350。然本案不以第1圖所示之實施例為限，第一連接件1330、第一輸入輸出端1340與第二輸入輸出端1350亦可配置於電感裝置1000之其它側(舉例而言，第一連接件1330、第一輸入輸出端1340與第二輸入輸出端1350亦可配置於電感裝置1000之下側)，當視實際需求而定。
在一實施例中，電感裝置1000更包括第二連接件1400。第二連接件1400在相對於第一區域2000及第二區域3000之交界處的一側(如圖中左側)耦接第一走線1100及第三走線1310。然本案不以第1圖所示之實施例為限，第一走線1100與第三走線1310亦可於電感裝置1000之其它側耦接(舉例而言，第一走線1100與第三走線1310亦可於電感裝置 1000之上側或下側交錯耦接)，當視實際需求而定。
在一實施例中，電感裝置1000更包括第三連接件1500。第三連接件1500於第一區域2000及第二區域3000之交界處耦接第二走線1200及第四走線1320。然本案不以第1圖所示之實施例為限，第二走線1200與第四走線1320亦可於電感裝置1000之其它側耦接(舉例而言，第二走線1200與第四走線1320亦可於電感裝置1000之上側或下側交錯耦接)，當視實際需求而定。此外，本案不以第1圖所示之結構為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。
第2圖係依照本揭露一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。相較於第1圖所示之電感裝置1000，第2圖之電感裝置1000A的第一走線1100A包括第一次走線1110A及第二次走線1120A。此外，第2圖之電感裝置1000A的第二走線1200A包括第三次走線1210A及第四次走線1220A。
於結構配置上，第一次走線1110A配置於第一區域2000。第二次走線1120A亦配置於第一區域2000。舉例來說，第一次走線1110A與第二次走線1120A均位於圖中左側區域。在一實施例中，第一次走線1110A與第二次走線1120A位於不同層。舉例來說，第一次走線1110A可配置於第二次走線1120A之上或配置於第二次走線1120A之下。
在一實施例中，第一次走線1110A耦接於第二次走線1120A。舉例而言，第一次走線1110A與第二次走線1120A於電感裝置1000A之第一側(如圖中上側)交錯耦接。此外，電感裝置1000A更包括連接件1600A，第一次走線1110A與第二次走線1120A可透過連接件1600A於第一側交錯耦接。然本案不以第2圖所示之實施例為限，第一次走線1110A與第二次走線1120A亦可於電感裝置1000A之其它側耦接(舉例而言，第一次走線1110A與第二次走線1120A亦可於電感裝置1000A之下側交錯耦接)，當視實際需求而定。
在一實施例中，第三次走線1210A配置於第二區域3000。第四次走線1220A亦配置於第二區域3000。舉例來說，第三次走線1210A與第四次走線1220A均位於圖中右側區域。在另一實施例中，第三次走線1210A與第四次走線1220A位於不同層。舉例來說，第三次走線1210A可配置於第四次走線1220A之上或配置於第四次走線1220A之下。
在一實施例中，第三次走線1210A耦接於第四次走線1220A。舉例而言，第三次走線1210A與第四次走線1220A於電感裝置1000A之第一側(如圖中上側)交錯耦接。此外，電感裝置1000A更包括連接件1700A，第三次走線1210A與第四次走線1220A可透過連接件1700A於第一側交錯耦接。然 而本案不以第2圖所示之實施例為限，第三次走線1210A與第四次走線1220A亦可於電感裝置1000A之其它側耦接(舉例而言，第三次走線1210A與第四次走線1220亦可於電感裝置1000A之下側交錯耦接)，當視實際需求而定。
需說明的是，於第2圖之實施例中，元件標號類似於第1圖中的元件標號者，具備類似的結構特徵，為使說明書簡潔，於此不作贅述。此外，本案不以第2圖所示之結構為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。
第3圖係依照本揭露一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。相較於第1圖所示之電感裝置1000，第3圖之電感裝置1000B的第一走線1100B包括複數個第一線圈。第一線圈於電感裝置1000B之第一側(如圖中上側)及電感裝置1000B之第二側(如圖中下側)交錯耦接。舉例而言，電感裝置1000B更包括連接件1130B及連接件1140B，第一線圈可透過連接件1130B於電感裝置1000B之第一側交錯耦接，第一線圈可透過連接件1140B於電感裝置1000B之第二側交錯耦接。然本案不以第3圖所示之實施例為限，第一線圈亦可於電感裝置1000B之其它側耦接，當視實際需求而定。
此外，第二走線1200B包括複數個第二線圈。第二線圈於電感裝置1000B之第一側(如圖中上側) 及電感裝置1000B之第二側(如圖中下側)交錯耦接。舉例而言，電感裝置1000B更包括連接件1230B及連接件1240B，第二線圈可透過連接件1230B於電感裝置1000B之第一側交錯耦接，第二線圈可透過連接件1240B於電感裝置1000B之第二側交錯耦接。本案不以第3圖所示之實施例為限，第二線圈亦可於電感裝置1000B之其它側耦接，當視實際需求而定。
需說明的是，於第3圖之實施例中，元件標號類似於第1圖中的元件標號者，具備類似的結構特徵，為使說明書簡潔，於此不作贅述。此外，本案不以第3圖所示之結構為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。
第4圖係繪示依照本案一實施例的一種如第1圖所示的電感裝置1000之實驗數據示意圖。如圖所示，採用本案之架構配置，其品質因素之實驗曲線為C，其電感值之實驗曲線為L。由圖中可知，採用本案之架構的電感裝置1000具有更佳的品質因素(Q factor)。舉例而言，此電感裝置1000的最佳品質因素約為16，另外，於頻率5GHz處，曲線C對照的品質因素約為15，曲線L對照的電感值約為2nH。
此外，由電感值之實驗曲線L可知，其自振頻(Fsr)約在21GHz。首先，由於自振頻發生處距曲線C之品質因素的峰值處較遠，因此，對品質因素之影響較小，再者，由第4圖中可以看出，曲線L開始 上升的點之前，其平坦範圍較長，是以其可操作範圍較大。
第5圖係繪示依照本案一實施例的一種如第2圖所示的電感裝置1000A之實驗數據示意圖。如圖所示，採用本案之架構配置，其品質因素之實驗曲線為C，其電感值之實驗曲線為L。由圖中可知，採用本案之架構的電感裝置1000A具有更佳的品質因素。舉例而言，於頻率3.4GHz處，此電感裝置1000A的最佳品質因素約為11.3，曲線L對照的電感值約為8.2nH。
由上述本案實施方式可知，應用本案具有下列優點。本案實施例所示之電感裝置於結構上幾近於對稱，特別是輸入端(input port)和中央抽頭設計(center-tap)。此外，透過電感裝置之第一走線及第二走線的設計，可提升電感裝置的電感值。再者，可有效改善電感裝置之自振頻發生處，使自振頻發生處移往較高頻，進而提升電感裝置之可操作範圍及品質因素。
1000、1000A、1000B:電感裝置
1100、1100A、1100B:第一走線
1110A:第一次走線
1120A:第二次走線
1130B:連接件
1140B:連接件
1200、1200A、1200B:第二走線
1210A:第三次走線
1220A:第四次走線
1230B:連接件
1240B:連接件
1300、1300A、1300B:雙環電感
1310、1310A、1310B:第三走線
1320、1320A、1320B:第四走線
1330、1330A、1330B:第一連接件
1340、1340A、1340B:第一輸入輸出端
1350、1350A、1350B:第二輸入輸出端
1400、1400A、1400B:第二連接件
1500、1500A、1500B:第三連接件
1600A:連接件
1700A:連接件
2000:第一區域
3000:第二區域
C、L:曲線
為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖係依照本揭露一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。 第2圖係依照本揭露一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。 第3圖係依照本揭露一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。 第4圖係依照本揭露一實施例繪示一種電感裝置的實驗數據示意圖。 第5圖係依照本揭露一實施例繪示一種電感裝置的實驗數據示意圖。 根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本揭露相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。
1000:電感裝置
1100:第一走線
1200:第二走線
1300:雙環電感
1310:第三走線
1320:第四走線
1330:第一連接件
1340:第一輸入輸出端
1350:第二輸入輸出端
1400:第二連接件
1500:第三連接件
2000:第一區域
3000:第二區域

Claims (10)

  1. 一種電感裝置，包括：一第一走線，配置於一第一區域；一第二走線，配置於一第二區域；一雙環電感，配置於該第一走線與該第二走線的外側，其中該雙環電感分別與該第一走線及該第二走線交錯耦接；以及一第一連接件，用以耦接該雙環電感之兩走線，並配置於該電感裝置之外側。
  2. 如請求項1所述之電感裝置，其中該雙環電感包括：一第三走線，配置於該第一區域，並與該第一走線交錯耦接；以及一第四走線，配置於該第二區域，並與該第二走線交錯耦接。
  3. 如請求項2所述之電感裝置，其中該第三走線與該第四走線於該第一區域及該第二區域之一交界處耦接，其中該第一走線及該第三走線在相對於該交界處的一側交錯耦接，其中該第二走線與該第四走線於該交界處交錯耦接。
  4. 如請求項3所述之電感裝置，其中該第一連 接件於該電感裝置之一第一側耦接於該第三走線與該第四走線，該雙環電感更包括：一第一輸入輸出端，配置於該第三走線，其中該第一走線、該第二走線、該第三走線及該第四走線配置於一第一層，其中該第一連接件配置於一第二層，並跨越該第一輸入輸出端。
  5. 如請求項4所述之電感裝置，其中該雙環電感更包括：一第二輸入輸出端，配置於該第四走線，其中該第一連接件跨越該第二輸入輸出端。
  6. 如請求項5所述之電感裝置，更包括：一第二連接件，於相對於該交界處的一側耦接該第一走線及該第三走線，其中該第二走線及該第四走線於該交界處交錯耦接；以及一第三連接件，於該交界處耦接該第二走線及該第四走線。
  7. 如請求項6所述之電感裝置，其中該第一走線包括：一第一次走線，配置於該第一區域；以及一第二次走線，配置於該第一區域，並耦接於該第一次走線，其中該第一次走線與該第二次走線位於不同層，其 中該第一次走線與該第二次走線於該電感裝置之該第一側交錯耦接。
  8. 如請求項7所述之電感裝置，其中該第二走線包括：一第三次走線，配置於該第二區域；以及一第四次走線，配置於該第二區域，並耦接於該第三次走線，其中該第三次走線與該第四次走線位於不同層，其中該第三次走線與該第四次走線於該電感裝置之該第一側交錯耦接。
  9. 如請求項8所述之電感裝置，其中該第一走線包括複數個第一線圈，且該些第一線圈於該電感裝置之該第一側及該電感裝置之一第二側交錯耦接，其中該第二走線包括複數個第二線圈，且該些第二線圈於該電感裝置之該第一側及該電感裝置之該第二側交錯耦接。
  10. 如請求項1所述之電感裝置，其中該第一走線與該第二走線以該第一區域及該第二區域之一交界處為準大致上相互對稱。
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