一種寬帶高平衡度的片上變壓器巴倫的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于射頻器件領域，設及片上無源己倫炬alance-to-Unbalance,W下簡 稱Baiun)，尤其是具有寬帶、低損耗、高平衡度性能的片上變壓器Baiun。
【背景技術】
[0002] 己倫常用于射頻收發(fā)機前端需要進行單端與差分信號轉(zhuǎn)換的場合。現(xiàn)有結構的 Baiun主要有兩種，即；MarchandBaiun和變壓器式Baiun。MarchandBaiun的優(yōu)點是它具 有較寬的工作帶寬和較低的反射。如文章"Balance-CompensatedAsymmetricMarchand BaiunsonSilicon化r匪ICs"所報道，目前，片上Baiun已經(jīng)在毫米波電路中得到了廣 泛應用，該得益于無源器件尺寸與工作頻率呈現(xiàn)的反比例關系。然而，如文章"2. 5-7GHZ singlebalancedmixerwithintegratedRuthroff-typebalunin0.18ymCMOS technology"所述，S波段（2-4GHZ)的無線局域網(wǎng)等低頻應用中，該種反比例關系卻給無 源Baiun的片上集成帶來了巨大挑戰(zhàn)，而變壓器式Baiun依其緊湊性的特點成為低頻應用 的最佳選擇。平面變壓器主要由初級和次級兩組線圈構成，圖1(a)為其基本模型。在物理 構成上，初、次級線圈皆由一定長度和寬度的金屬導線實現(xiàn)，因此圖1(a)的等效電路如圖 1(b)所示。為分析變壓器Baiun的工作原理將其分為兩個獨立禪合的部分，每一部分的電 長度為0。根據(jù)均勻介質(zhì)中的對稱禪合線理論，Baiun第1部分對應的散射矩陣為：
【主權項】
1. 一種寬帶高平衡度的片上變壓器巴倫，包括初級線圈、次級線圈（L3)和一個金屬地 平面，次級線圈（L3)帶有中心抽頭，其特征在于：所述的初級線圈由金屬導線斷開的第一 初級線圈（LI)和第二初級線圈（L2)組成。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種寬帶高平衡度的片上變壓器巴倫，其特征在于：所述的 第一初級線圈（LI)、第二初級線圈（L2)和次級線圈（L3)均為平面對稱螺旋電感且金屬導 線寬度相同。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種寬帶高平衡度的片上變壓器巴倫，其特征在于：所述的 金屬導線斷開的位置臨近初級線圈的中心抽頭。
4. 根據(jù)權利要求3所述的一種寬帶高平衡度的片上變壓器巴倫，其特征在于：所述的 金屬導線斷開的位置距離中心抽頭為19ym。
5. 根據(jù)權利要求1或3所述的一種寬帶高平衡度的片上變壓器巴倫，其特征在于：所 述的初級線圈的中心抽頭和次級線圈（L3)的中;L、抽頭連接在一起后接到金屬地平面上。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種寬帶高平衡度的片上變壓器巴倫，其特征在于：構成初 級線圈的中心抽頭和次級線圈（L3)的中心抽頭由各自所用金屬導線長度的二分之一處引 出。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種寬帶高平衡度的片上變壓器巴倫，其特征在于：初級線 圈與次級線圈（L3)之間相互嵌套，即初級線圈與次級線圈（L3)其中一者的相鄰兩股繞線 夾著另一者的一股繞線。
【專利摘要】一種寬帶高平衡度的片上變壓器巴倫(Balun)，屬于射頻器件領域。本發(fā)明包含兩個初級線圈和一個次級線圈。兩個初級線圈是由帶中心抽頭的電感在中心抽頭附近斷開后形成，次級線圈即是一個帶中心抽頭的平面螺旋電感。初、次級線圈之間相互嵌套以提升耦合系數(shù)。初、次級線圈的中心抽頭連接在一起最終連到地平面上。按照上述方案設計來變壓器Balun可以解決現(xiàn)有變壓器Balun在低頻工作時呈現(xiàn)的工作頻帶窄、相位平衡度差、插入損耗和回波損耗大等問題。本發(fā)明可用于片上集成電路設計中需要完成單端-差分轉(zhuǎn)換的場合。
【IPC分類】H01P5-10
【公開號】CN104767021
【申請?zhí)枴緾N201510220398
【發(fā)明人】楊格亮, 許仕龍, 杜克明, 王明, 魏恒, 劉長龍
【申請人】中國電子科技集團公司第五十四研究所
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年5月4日