[发明专利]射频电感变换器

说明书

本发明公开了一种射频电感变换器，包括：第一电感(L1)、第二电感(L2)和开关器件(S)；第一电感(L1)设置于半导体器件第一层(B1)，其作为输出电感；第二电感设置于半导体器件第二层(B2)，其作为控制电感；两个电感之间的距离为d；开关器件(S)并联在第二电感(L2)两端。本发明的射频电感变换器能够改变电感，在射频电路中与现有技术相比具有更高实用性和更广应用范围。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种制造在半导体器件上的射频电感变换器。

背景技术

电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与产生此磁通的电流之比。

当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉第电磁感应定律－－－磁生电来分析：变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性，在电学上取名为“自感应”，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，会发生火花，这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。

随着射频电路中电感应用的不断更新，需要一种能够改变电感的射频电感变换器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制造在半导体器件上能改变电感的射频电感变换器。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种射频电感变换器，包括：第一电感L1、第二电感L2和开关器件S；

第一电感L1设置于半导体器件第一层B1，第二电感L2设置于半导体器件第二层B2；两个电感之间的距离为d；开关器件S并联在第二电感L2两端；

进一步改进，第一电感L1和第二电感L2在竖直方向具有重叠区域。

进一步改进，第一电感L1和第二电感L2在绕线布图上为形状完全相同的结构。

进一步改进，第一电感L1和第二电感L2在绕线布图上为形状完全不同的结构。

进一步改进，第一电感L1在竖直方向完全遮蔽第二电感L2或第二电感L2在竖直方向完全遮蔽第一电感L1。

进一步改进，开关器件S为二极管、三极管、HEMT管或MOS管。

本发明的工作原理：

假设第一电感L1和第二电感L2之间的互感为M，第一电感L1和第二电感L2之间的互感系数为k，则他们之间的关系为M＝k(L1*L2)1/2。

记第一电感L1两端交流电压为V1，第一电感L1上通过的交流电流为I1，第二电感L2两端交流电压为V2，第二电感L2上通过的交流电流为I2。

由于互感的作用，

V1＝jω*L1*I1+jω*M*I2

V2＝jω*M*I1+jω*L2*I2

当电感变换器处于关断状态的时候，开关器件S为关断状态，此时由于第二电感L2内不存在回路，第一电感L1的工作状态不受第二电感L2影响。

当电感变换器处于工作状态的时候，开关器件S为导通状态，此时第二电感L2的两端短路。此时，由于V2＝0，导致第一电感L1两端等效电感量变换为(L1-M2/L2)，即第一电感L1的等效电感量变小。在极端情况下，如果互感系数k＝1，则M2＝L1*L2，第一电感L1的等效电感量可以变为0。