Exponenta Banner

Характеристика и моделирование квадратного спирального индуктора на чипе для СИ приложение RFIC

Скрипт Open Live Script

В этом примере показано, как смоделировать квадратный спиральный индуктор для Сайа (кремниевое) приложение RFIC.

Кремниевая подложка выбрана для ее низкой стоимости производства IC Сайа по производству GaAs IC. Потенциал для интеграции с основополосными схемами делает Сайа предпочтительным процессом во многих приложениях RFIC.

RF плоские индукторы играет жизненно важную роль в радиосвязи, чтобы удовлетворить желаемые требования как низкое напряжение питания, низкая стоимость, рассеяние малой мощности, низкий шум, высокая частота операции и низкого искажения.

Квадратные спиральные индукторы являются наиболее частыми у Сайа IC RF. Спроектируйте квадратный спиральный индуктор по подложке Сайа и изолятору SiO2 на уровне 3 ГГц.

Задайте параметры

N  = 7;
ID = 81e-6;
W  = 6e-6;
S  = 4e-6;
% Height from the ground plane to the spiral
H  = 303e-6;
GL = 230e-6;
GW = 230e-6;

Создайте квадрат строгального станка спиральный индуктор на СИ и подложке Sio2

Смоделируйте 7 квадратов поворота спиральный индуктор с помощью заданных параметров в микрополосковой форме линии на Кремнии и подложке Sio2

Ind = spiralInductor;
Ind.NumTurns          = N;
Ind.InnerDiameter     = ID;
Ind.Width             = W;
Ind.Spacing           = S;
Ind.Height            = H;
Ind.GroundPlaneLength = GL;
Ind.GroundPlaneWidth  = GW;
d = dielectric('Name',{'Silicon','sio2'},'EpsilonR',[11.9,4.1],'LossTangent',[0.005,0],'Thickness',[300e-6,3e-6]);
Ind.Substrate = d;
figure; show(Ind);

Используйте sparameters функция, чтобы вычислить s-параметры и построить его.

spar = sparameters(Ind,linspace(1e9,5e9,21));
figure; rfplot(spar);

График s-параметров показывает, что после 430 МГц S11 и S22 монотонно увеличиваются к 0 дБ. S12 и уменьшения S21, показывающие, что энергия хранится в индукторе и не излученная. Поведение S11 и S21 удовлетворяет закону сохранения энергии.

Используйте функцию индуктивности, чтобы вычислить меру индуктивности квадратного спирального индуктора на уровне 3 ГГц.

figure; inductance(Ind,linspace(1e9,5e9,21));

Замечено из графика, что индуктивность спирального индуктора увеличивается с увеличением частоты. На основе анализа качества или Q-включают пик Q, будет частота проекта индуктора [2]. Согласно ссылке частота проекта составляет приблизительно 3 ГГц, и расчетная индуктивность спирали является приблизительно 11,09 nH, который подходит для приложения RFIC.

figure; 
mesh(Ind,'View','Metal');

Используйте текущую функцию, чтобы построить распределение тока на поверхности квадратного спирального Индуктора.

figure;
current(Ind,3e9,'scale','log10');

Ссылка

  1. Beeresha R Sa, M Khanb, Manjunatha Reddy H Vc'', проект и симуляция EM квадратного спирального индуктора Используя SimpleEquations'', материалы сегодня: продолжения 5 (2018) 10875–10882.

  2. Туань Хуу Бюй, "Проект и Оптимизация 10 nH Квадратно-спиральных Индукторов для Сайа РФ Икса", Университет Северной Каролины в Шарлотте, октябрь 1999.

Документация RF PCB Toolbox

Поддержка