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研究生: 郭鴻毅
Kuo, Hon-yi
論文名稱: 射頻IC電感之設計與模擬
Design and simulation of RF IC inductor
指導教授: 王水進
Wang, Shui-jinn
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 微電子工程研究所
Institute of Microelectronics
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 43
中文關鍵詞: 射頻晶片電感模擬
外文關鍵詞: inductor, IC
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  • 射頻IC電感之設計與模擬
    郭鴻毅 * 王水進 **
    國立成功大學微電子工程研究所
    摘 要
    在高頻類比積體電路設計中,晶片式電感元件大都是以GaAs或是BiCMOS的製程為主,其主要原因乃是因為這兩種製程所使用之基板(substrate)具有低摻雜濃度(亦即高阻值)的特徵,可使元件的整體表現較接近本質元件(intrinsic devices)的特性,減少了許多的寄生效應(parasitic-effects),提供較高的截止頻率(cut-off frequency),然而其製程成本與難度目前矽半導體VLSI製程之數倍。目前矽半導體VLSI-CMOS製程所使用之基板係以高掺雜、低阻值者居多,此種基板可在電路操作在低頻時,防止CMOS電路栓鎖的發生。但是操作在高頻時,低阻質的基板卻很容易損耗電路的功率而無法達到高品質因素(quality factor)的要求,此對以矽半導體為基礎、整合射頻被動元件與射頻積體電路而言,乃是一難解的問題。
    本篇論文係針對應用多晶矽遮蔽技術於繞線式晶片電感(solenoid IC inductor)的設計與模擬進行探討。藉由傳統螺旋式電感的基本理論模型延伸到繞線式電感進行設計,找出各項設計重參數找出最佳化的設計,接著探討多晶矽基礎理論應用於繞現式電感之可行性,進行模擬並找出對應的設計守則。
    作者* 指導教授**

    Design and Simulation of RFIC Inductor
    Hon-yi Kuo * Shui-Jinn Wang **

    Institute of Microelectronics &
    Department of Electrical Engineering
    National Cheng Kung University
    Tainan, Taiwan, R.O.C.
    Thesis for Master of Science,
    June. 2003

    Abstract
    This paper presents an on-chip solenoid inductor with novel patterned poly-shielding. The whole process could be realized in standard silicon technology without additional processing steps. This lead to a higher inductance and better quality factor with smaller chip area. Simulation results show this novel design increase the quality factor up to 30% and reduce the loss due to the substrate. We will realized this design with TSMC 035 process in the further future and make the measurement to fix the model.
    Author* Advisor**

    目錄 中文摘要 英文摘要 圖目錄 第一章 簡介 1 第二章 射頻電感之種類 3 2.1主動式電感 3 2.2 打線式電感 3 第三章 繞線式射頻IC電感設計目標與考量 6 3.1 設計目標-高L值與高Q值 6 3.2 設計考量-寄生效應 8 3.3 繞線式射頻IC電感之最佳化設計13 3.4 結果與討論 28 第四章 多晶矽遮蔽的設計 33 4.1 理論背景 33 4.2 多晶矽遮蔽的設計考量 37 第五章 模擬與量測結果 38 5.1 模擬理論與方法 38 5.2 模擬結果與分析討論 41 第六章 結論 43 參考文獻

    參考文獻
    1. C.P.Yue, “On-chip Spiral Inductor with Patterned Ground Shields for Si-based RF IC’s”, pp743-752, 1998
    2. 程汝明, “RFIC Inductor with poly-shielding”, 元智大學九十年度畢業論文
    3. Jan Cranckx, “Physical Modeling of Spiral Inductor in Silicon”, pp560-568, 2000
    4. Lopez V. et al., “Effect of a Ground Shield of a Silicon on-chip Spiral Inductor”, 1997
    5. TSMC 035 process design rule, 2000
    6. H. M. Green House, “Design of planar rectangular microelectronic inductor”, IEEE Trans. Parts, Hybrid, Pack., vol. PHP-10, pp. 101-109, 1974
    7. J. A. Tegopoulos and E. E. Kriezia, Eddy Current in Linear Conducting Media, N. Y: ELSEVIER
    8. HP Advanced Design System User Manual

    下載圖示 校內:2010-09-01公開
    校外:2010-09-01公開
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