[发明专利]一种集总参数射频电感模型及其优化设计方法

摘要

本发明公开了一种集总参数射频电感模型及其优化设计方法，采用带校正因子的电感计算公式，便于使用专业软件进行优化设计。采用一端口物理电路模型，便于使电感的优化目标函数和其几何尺寸建立联系，简化电感优化设计步骤。考虑趋夫厚度与导体厚度的关系提高计算的精度。通过大量实例的研究确定了校正因子的初始值，减少了优化步骤。用格林豪斯算法获得准确的电感值，以此得到实际校正因子提高设计精度。本发明有效解决了硅射频电感值的计算精度不高及不便于电路优化的问题，为提高硅射频电感的计算精度和便于实现硅射频电感优化设计，提供了一种有力的手段。

主权项

一种集总参数射频电感模型，由串联电感(1)、串联导体等效电阻(2)、引出电容(3)、氧化物层电容(4)、衬底电容(5)及衬底电阻(6)构成，其特征在于，串联电感(1)一端接串联导体等效电阻(2)，另一端为输出负极；串联导体等效电阻(2)另一端为输出正极；引出电容(3)一端接输出正极另一端接输出负极；氧化物层电容(4)一端接输出正极另一端接衬底电容(5)和衬底电阻(6)；衬底电容和衬底电阻另一端接输出负极；所述串联电感(1)为片上电感的电感值，采用带校正因子的公式对其进行计算获取：其中b＝(n‑1)(w+s)+w,dm＝din+b,K为校正因子，n为线圈的圈数，w为金属导体的宽度，S为线圈之间的间距，din金属导体的内径，t金属导体的厚度；所述串联导体等效电阻2由金属导体的趋肤效应形成，其值的计算公式如下：其中w为金属导体的宽度，ρ为金属的电阻率，δ为金属的导体的趋肤厚度，t为金属导体的厚度，f为电感的工作频率；当δ大于t时，其取值为t。