可变电感器、包含该可变电感器的压控振荡器和锁相环制造技术

本发明专利技术公开了可变电感器、包含该可变电感器的压控振荡器和锁相环，其中，该可变电感器包括设置在衬底上方的信号线。可变电感器还包括：第一接地面，位于衬底上方，第一接地面设置在信号线的第一侧；以及第二接地面，位于衬底上方，第二接地面设置在与信号线的第一侧相对的信号线的第二侧上。可变电感器还包括：第一浮置面，位于衬底上方，第一浮置面设置在第一接地面和信号线之间；以及第二浮置面，位于衬底上方，第二浮置面设置在第二接地面和信号线之间。可变电感器还包括开关阵列，开关阵列被配置为选择性地将第一接地面连接至第一浮置面，并且选择性地将第二接地面连接至第二浮置面。

【技术实现步骤摘要】
可变电感器、包含该可变电感器的压控振荡器和锁相环
本专利技术总的来说涉及半导体领域，更具体地，涉及一种可变电感器以及包含该可变电感器的压控振荡器和锁相环。
技术介绍
锁相环（PLL）是被配置为生成相位与参考信号的相位相关的输出信号的控制系统。PLL用于解调器系统、音频检测器和频率合成器。PLL还用于包括高频周期信号的数字应用中以同步电路内的事件。PLL包括被配置为基于控制信号调节输出信号的频率的压控振荡器（VCO）。在一些情况下，VCO包括变容二极管。变容二极管是具有可变电容的二极管。在一些情况下，在VCO中使用金属氧化物半导体（MOS）变容二极管。在一些情况下，用于高频应用（例如毫米波区域）的VCO还包括基于传输线的电感器。Q系数是相对于存储在谐振器（诸如变容二极管）内的能量，对所损失能量大小的一种衡量。随着Q系数减小，变容二级管内的振荡更快地衰减。在一些情况下，如果Q系数过低，则变容二级管不能激发VCO内的振荡，这将阻止PLL将输出信号锁定为参考信号。随着参考信号频率的增加，MOS变容二级管的Q系数减小。这种减小潜在地阻止了高频应用中的振荡激发。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种可变电感器，包括：信号线，位于衬底上方，信号线具有在第一方向上延伸的长度和在垂直于第一方向的第二方向上延伸的宽度；第一接地面，位于衬底上方，第一接地面设置在信号线的第一侧，第一接地面具有在第一方向上的长度和在第二方向上的宽度；第二接地面，位于衬底上方，第二接地面在第二方向上设置在与信号线的第一侧相对的信号线的第二侧，第二接地面具有在第一方向上的长度和在第二方向上的宽度；第一浮置面，位于衬底上方，第一浮置面设置在第一接地面和信号线之间，第一浮置面具有在第一方向上的长度和在第二方向上的宽度；第二浮置面，位于衬底上方，第二浮置面设置在第二接地面和信号线之间，第二浮置面具有在第一方向上的长度和在第二方向上的宽度；以及开关阵列，开关阵列被配置为选择性地将第一接地面连接至第一浮置面，并且选择性地将第二接地面连接至第二浮置面。优选地，开关阵列中的每一个开关都被配置为接收相同的开关控制信号。优选地，开关阵列中的至少一个开关被配置为接收与开关阵列中的至少另一个开关不同的开关控制信号。优选地，信号线的长度、第一接地面的长度、第二接地面的长度、第一浮置面的长度以及第二浮置面的长度基本相等。优选地，信号线的宽度在约2微米（μm）至约6μm之间的范围内。优选地，第二接地面的宽度与第一接地面的宽度基本相等，并且第二接地面的宽度在约4μm至约30μm之间的范围内。优选地，第一浮置面的宽度与第二浮置面的宽度基本相等，并且第一浮置面的宽度在约2μm至约30μm之间的范围内。优选地，第一浮置面以范围在约2μm至约30μm之间的间距与第一接地面间隔开，并且第二浮置面以范围在约2μm至约30μm之间的间距与第二接地面间隔开。优选地，第一浮置面以范围在约2μm至约30μm之间的间距与信号线间隔开，并且第二浮置面以范围在约2μm至约30μm之间的间距与信号线间隔开。优选地，第一接地面和第二接地面中的至少一个包括：多个导电层，在垂直于衬底的表面的方向上彼此间隔；以及至少一个通孔，将多个导电层中相邻的导电层电连接。优选地，该可变电感器还包括设置在信号线和衬底之间的屏蔽层。优选地，第一浮置面和第二浮置面中的至少一个电连接至屏蔽层。优选地，屏蔽层是槽形屏蔽层或一体式屏蔽层。优选地，信号线、第一接地面、第二接地面、第一浮置面以及第二浮置面在衬底上方以基本相等的间距放置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种振荡器电路，包括：第一可变电感器，被配置为接收DC工作电压和信号；第二可变电感器，被配置为接收DC工作电压和信号，第二可变电感器与第一可变电感器并联电连接；第一晶体管，其第一端连接至第一可变电感器；以及第二晶体管，其第一端连接至第二可变电感器。优选地，第一可变电感器和第二可变电感器中的至少一个包括：信号线，位于衬底上方；第一接地面，位于衬底上方，第一接地面设置在信号线的第一侧；第二接地面，位于衬底上方，第二接地面设置在与信号线的第一侧相对的信号线的第二侧；第一浮置面，位于衬底上方，第一浮置面设置在第一接地面和信号线之间；第二浮置面，位于衬底上方，第二浮置面设置在第二接地面和信号线之间；以及开关阵列，开关阵列被配置为选择性地将第一接地面连接至第一浮置面，并且选择性地将第二接地面连接至第二浮置面。优选地，振荡器电路是数控振荡器（DCO），并且开关阵列中的至少一个开关被配置为接收与开关阵列中的至少另一个开关不同的开关控制信号。优选地，第一晶体管的栅极连接至第二晶体管的第一端，并且第二晶体管的栅极连接至第一晶体管的第一端。根据本专利技术的又一方面，提供了一种锁相环（PLL），包括：鉴频鉴相器（PFD），被配置为接收参考频率和反馈频率，PFD被配置为生成第一控制信号；电荷泵（CP），被配置为接收第一控制信号并生成模拟电压信号；低通滤波器（LPF），被配置为接收模拟电压信号并生成第二控制信号；振荡器电路，被配置为接收第二控制信号并生成输出信号；以及分频器（FD），被配置为接收输出信号并生成反馈频率。振荡器电路包括：第一可变电感器，被配置为接收工作电压；第二可变电感器，被配置为接收工作电压，第二可变电感器与第一可变电感器并联电连接；第一晶体管，其第一端连接至第一可变电感器；和第二晶体管，其第一端连接至第二可变电感器。优选地，第一可变电感器和第二可变电感器中的至少一个包括：信号线，位于衬底上方；第一接地面，位于衬底上方，第一接地面设置在信号线的第一侧；第二接地面，位于衬底上方，第二接地面设置在与信号线的第一侧相对的信号线的第二侧；第一浮置面，位于衬底上方，第一浮置面设置在第一接地面和信号线之间；第二浮置面，位于衬底上方，第二浮置面设置在第二接地面和信号线之间；以及开关阵列，开关阵列被配置为选择性地将第一接地面连接至第一浮置面，并且选择性地将第二接地面连接至第二浮置面。附图说明在附图中，通过举例示出了一个或多个实施例，但不受其限制，其中具有相同参考数字的元件在文中表示相同元件。需要强调的是，根据工业标准惯例，各个部件没有按照比例绘制并且仅用于说明的目的。事实上，为了清楚地讨论，可随意增大或减小各个部件的尺寸。图1是根据一个或多个实施例的可变电感器（varainductor）的立体图；图2是根据一个或多个实施例的可变电感器的俯视图；图3是根据一个或多个实施例的可变电感器的立体图；图4是根据一个或多个实施例的可变电感器的立体图；图5是根据一个或多个实施例的包括可变电感器的压控振荡器的原理图；图6是根据一个或多个实施例的包括可变电感器的锁相环的原理性功能图；图7是根据一个或多个实施例的设计可变电感器的方法的流程图；图8是根据一个或多个实施例的操作可变电感器的方法的流程图；以及图9是根据一个或多个实施例的操作包括可变电感器的锁相环的方法的流程图。具体实施方式为了实现本专利技术的不同特征，以下专利技术提供了许多不同的实施例或实例。以下描述了部件和配置的具体实施例以简化本专利技术。这些是实例但并用于限制。图1是根据一个或多个实施例的可变电感器100的立体图。可变电感器100包括衬底102和设置在衬底上方且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变电感器，包括：信号线，位于衬底上方，所述信号线具有在第一方向上延伸的长度和在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸的宽度；第一接地面，位于所述衬底上方，所述第一接地面设置在所述信号线的第一侧，所述第一接地面具有在所述第一方向上的长度和在所述第二方向上的宽度；第二接地面，位于所述衬底上方，所述第二接地面在所述第二方向上设置在与所述信号线的第一侧相对的所述信号线的第二侧，所述第二接地面具有在所述第一方向上的长度和在所述第二方向上的宽度；第一浮置面，位于所述衬底上方，所述第一浮置面设置在所述第一接地面和所述信号线之间，所述第一浮置面具有在所述第一方向上的长度和在所述第二方向上的宽度；第二浮置面，位于所述衬底上方，所述第二浮置面设置在所述第二接地面和所述信号线之间，所述第二浮置面具有在所述第一方向上的长度和在所述第二方向上的宽度；以及开关阵列，所述开关阵列被配置为选择性地将所述第一接地面连接至所述第一浮置面，并且选择性地将所述第二接地面连接至所述第二浮置面。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/837,1841.一种可变电感器，包括：信号线，位于衬底上方，所述信号线具有在第一方向上延伸的长度和在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸的宽度；第一接地面，位于所述衬底上方，所述第一接地面设置在所述信号线的第一侧，所述第一接地面具有在所述第一方向上的长度和在所述第二方向上的宽度；第二接地面，位于所述衬底上方，所述第二接地面在所述第二方向上设置在与所述信号线的第一侧相对的所述信号线的第二侧，所述第二接地面具有在所述第一方向上的长度和在所述第二方向上的宽度；第一浮置面，位于所述衬底上方，所述第一浮置面设置在所述第一接地面和所述信号线之间，所述第一浮置面具有在所述第一方向上的长度和在所述第二方向上的宽度；第二浮置面，位于所述衬底上方，所述第二浮置面设置在所述第二接地面和所述信号线之间，所述第二浮置面具有在所述第一方向上的长度和在所述第二方向上的宽度；以及开关阵列，所述开关阵列被配置为选择性地将所述第一接地面连接至所述第一浮置面，并且选择性地将所述第二接地面连接至所述第二浮置面。2.根据权利要求1所述的可变电感器，其中，所述开关阵列中的每一个开关都被配置为接收相同的开关控制信号。3.根据权利要求1所述的可变电感器，其中，所述开关阵列中的至少一个开关被配置为接收与所述开关阵列中的至少另一个开关不同的开关控制信号。4.根据权利要求1所述的可变电感器，其中，所述信号线的长度、所述第一接地面的长度、所述第二接地面的长度、所述第一浮置面的长度以及所述第二浮置面的长度相等。5.根据权利要求1所述的可变电感器，其中，所述信号线的宽度在2微米(μm)至6μm之间的范围内。6.根据权利要求1所述的可变电感器，其中，所述第二接地面的宽度与所述第一接地面的宽度相等，并且所述第二接地面的宽度在4μm至30μm之间的范围内。7.根据权利要求1所述的可变电感器，其中，所述第一浮置面的宽度与所述第二浮置面的宽度相等，并且所述第一浮置面的宽度在2μm至30μm之间的范围内。8.根据权利要求1所述的可变电感器，其中，所述第一浮置面以范围在2μm至30μm之间的间距与所述第一接地面间隔开，并且所述第二浮置面以范围在2μm至30μm之间的间距与所述第二接地面间隔开。9.根据权利要求1所述的可变电感器，其中，所述第一浮置面以范围在2μm至30μm之间的间距与所述信号线间隔开，并且所述第二浮置面以范围在2μm至30μm之间的间距与所述信号线间隔开。10.根据权利要求1所述的可变电感器，其中，所述第一接地面和所述第二接地面中的至少一个包括：多个导电层，在垂直于所述衬底的表面的方向上彼此间隔；以及至少一个通孔，将所述多个导电层中相邻的导电层电连接。11.根据权利要求1所述的可变电感器，还包括设置在所述信号线和所述衬底之间的屏蔽层。12.根据权利要求11所述的可变电感器，其中，所述第一浮置面和所述第二浮置面中的至少一个电连接至所述屏蔽层。13.根据权利要求11所述的可变电感器，其中，所述屏蔽层是槽形屏蔽层或一体式屏蔽层。14.根据权利要求1所述的可变电感器，其中，所述信号线、所述第一接地面、所述第二接地面、所述第一浮置面以及所述第二浮置面在所述衬底上方以相等的间距放置。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘懿萱，谢协宏，周淳朴，薛福隆，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71