專利名稱：中心頻率調(diào)整裝置與可調(diào)式電感布局的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種中心頻率調(diào)整裝置與可調(diào)式電感布局，特別是一種不會(huì)
造成質(zhì)量因子(Q factor)下降，且不會(huì)增加布局(layout)面積的中心頻率調(diào)整 裝置與可調(diào)式電感布局。
背景技術(shù)：
電感電容振蕩回路(LC tank)可應(yīng)用于許多電路的中，例如調(diào)制器 (modulator)及電壓控制振蕩器(Voltage Controlled Oscillator, VCO)等。而電
感電容振蕩回路的中心頻率(f)，可由右式表示f = -~^。因此，為克服
2WLC
中心頻率的偏差，主要是藉由調(diào)整電容值(C)或電感值(L)，進(jìn)而調(diào)整中心頻 率(f)?，F(xiàn)有技術(shù)中，主要調(diào)整電容值或電感值的方法有三種，如下文所述。 圖1A為現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)關(guān)式電容(switching capacitor)示意圖。電容C,、
C2及C3彼此互相并聯(lián)，而電容C2與(33各自串連聯(lián)開(kāi)關(guān)A10。其中，開(kāi)關(guān)
A10可利用MOS晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)。藉由導(dǎo)通開(kāi)關(guān)A10,把電容C2與C3掛載 到電感電容振蕩回路上。相對(duì)的，藉由斷開(kāi)開(kāi)關(guān)A10,可把電容C2與C3 從電感電容振蕩回路上卸除下來(lái)。此種方法的缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)A10會(huì)有寄生電 阻(parasiticresistance)產(chǎn)生。由于，電感電容振蕩回路的質(zhì)量因子Q值可由
右式表示Q = ^t = ~~^。因此，由開(kāi)關(guān)A10所產(chǎn)生的寄生電阻，將使 R RW0C
得電感電容振蕩回路的Q值下降，造成電路的效能降低。
圖IB為現(xiàn)有技術(shù)中切斷式電容(trimmable capacitor)示意圖。電容C,、 C2及C3彼此互相并聯(lián)，而電容C2與C3各自串聯(lián)可修剪導(dǎo)線A20。兩條可
修剪導(dǎo)線A20的兩端個(gè)別耦接于電容C2與C3,以及電容Q、 C2與C3共同 連結(jié)的電路節(jié)點(diǎn)。于需要降低電容值時(shí)(可用以調(diào)高電感電容振蕩回路的中 心頻率)，可藉由切斷電容C2或電容C3上的可修剪導(dǎo)線A20，將電容C2或 電容C3從電感電容振蕩回路上卸除下來(lái)。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生寄生 電阻，因此不會(huì)降低Q值。但是，此種方法卻只能把電感電容振蕩回路的 中心頻率調(diào)高而不能調(diào)低。
圖1C為現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)關(guān)式電感(switching inductor)示意圖。電感L,、L2互相串聯(lián)，并與電容C并聯(lián)，而電感"同時(shí)并4關(guān)開(kāi)關(guān)AIO。其中，開(kāi)關(guān) A10可利用MOS晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)。藉由斷開(kāi)開(kāi)關(guān)AIO,把電感L,掛載到電感 電容振蕩回路上。相對(duì)的，藉由導(dǎo)通開(kāi)關(guān)A10把電感L,從電感電容振蕩回 路上卸除下來(lái)。此種方法的缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)A10會(huì)有寄生電阻產(chǎn)生。因此，由 開(kāi)關(guān)A10所產(chǎn)生的寄生電阻，同樣使得電感電容振蕩回路的Q值下降，造 成電路的效能降低。
因此，如何藉由調(diào)整電感值或電容值，進(jìn)而調(diào)整電感電容振蕩回路的 中心頻率，而同時(shí)又不影響其Q值，為一重要議題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此本發(fā)明提出一種中心頻率調(diào)整裝置與可調(diào)式電感布局。其中， 本發(fā)明的中心頻率調(diào)整裝置具有可調(diào)低中心頻率，且不會(huì)造成Q值下降的 優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的可調(diào)式電感布局除了具有可調(diào)低中心頻率，且不會(huì)造成Q 值下降的優(yōu)點(diǎn)外，其布局(layout)方式并不會(huì)使布局的面積增加，因此具有 比傳統(tǒng)的布局方式節(jié)省布局面積的優(yōu)點(diǎn)。加上本發(fā)明的中心頻率調(diào)整裝置， 還包括切斷式電容，不僅可調(diào)低中心頻率，也可調(diào)高中心頻率，同樣不會(huì) 造成Q值的下降。
本發(fā)明所提出的 一種中心頻率調(diào)整裝置，應(yīng)用于電感電容振蕩回路(LC tank)，用以調(diào)整電感電容振蕩回路的中心頻率。而中心頻率調(diào)整裝置包含 第一電感具有第一端及第二端，第二電感一端耦接至第一電感的第二端。 第一可修剪導(dǎo)線并聯(lián)于第一電感，且串聯(lián)于第二電感，藉由切斷第一可修 剪導(dǎo)線而調(diào)整中心頻率。
中心頻率調(diào)整裝置還包含第二可修剪導(dǎo)線及電容。其中，第二可修 剪導(dǎo)線耦接于第一電感的第一端。電容串聯(lián)于第二可修剪導(dǎo)線，藉由切斷 第二可修剪導(dǎo)線而調(diào)整中心頻率。
本發(fā)明所提出的一種可調(diào)式電感布局(layout),應(yīng)用于電感電容振蕩回 路，用以調(diào)整電感電容振蕩回路的中心頻率。而可調(diào)式電感布局包含電 感繞線包括第一端點(diǎn)與第二端點(diǎn)，由第一端點(diǎn)到第二端點(diǎn)形成多個(gè)環(huán)形部， 而環(huán)形部位于同一平面時(shí)不交叉。短路可修剪導(dǎo)線包括第三端點(diǎn)與第四端 點(diǎn)，第三端點(diǎn)與第四端點(diǎn)分別耦接于電感繞線的任意兩處，藉由切斷短路 可修剪導(dǎo)線可改變電感繞線的電感值，進(jìn)而可調(diào)整電感電容振蕩回路的中心頻率。
有關(guān)本發(fā)明的較佳實(shí)施例及其功效結(jié)合


。

圖1A是現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)關(guān)式電容示意圖。 圖1B是現(xiàn)有技術(shù)中切斷式電容示意圖。 圖1C是現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)關(guān)式電感示意圖。
圖2是中心頻率調(diào)整裝置第一實(shí)施例的示意圖。 圖3是中心頻率調(diào)整裝置第二實(shí)施例的示意圖。 圖4是可調(diào)式電感布局第一實(shí)施例的示意圖。 圖5是可調(diào)式電感布局第二實(shí)施例的示意圖。
附圖符號(hào)說(shuō)明
C、 Q、 C2、 C3:電容
Lp L2:電感
A10:開(kāi)關(guān)
A20:可修剪導(dǎo)線10第一電感
12第一端
14第二端
20第二電感
30第一可修剪導(dǎo)線
40電容
50第二可修剪導(dǎo)線
60電感繞線
62第一端點(diǎn)
64第二端點(diǎn)
66環(huán)形部
70短路可修剪導(dǎo)線
72第三端點(diǎn)
74第四端點(diǎn)76、 78:交叉
具體實(shí)施例方式
圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例，是一中心頻率調(diào)整裝置，可用以調(diào)整電感 電容振蕩回路的中心頻率。由圖2所示，中心頻率調(diào)整裝置包含第一電 感10、第二電感20及第一可修剪導(dǎo)線30。
第一電感10包括第一端12及第二端14。第二電感20的一端耦接于第 一電感10的第二端14,另一端則耦接于其它端點(diǎn)，在本實(shí)施例中是以接地 表示的，但不以此為限。第一可修剪導(dǎo)線30并聯(lián)于第一電感IO且串聯(lián)于 第二電感20,用以短路第一電感10。藉由切斷第一可修剪導(dǎo)線30而調(diào)整 中心頻率。
電路的制造過(guò)程中難免會(huì)有誤差產(chǎn)生，而使得中心頻率與設(shè)計(jì)上的理 想值有所偏差。為了克服誤差的產(chǎn)生，如果實(shí)際上做出的電路其電感電容 振蕩回路的中心頻率產(chǎn)生誤差時(shí)，便可以利用本發(fā)明所提出的中心頻率調(diào) 整裝置，用以修正中心頻率。而且特別適用于需要電感電容振蕩回路的中 心頻率固定，同時(shí)又要求Q值的應(yīng)用。
電感電容振蕩回路的中心頻率(f)為f = ^^=。因此，中心頻率與電
2WLC
容或電感的平方根值呈反比。本發(fā)明的中心頻率調(diào)整裝置，利用第一可修 剪導(dǎo)線30與第一電感10并聯(lián)，用以短路第一電感IO。所以，第一可修剪 導(dǎo)線30的切斷與否，使得第一電感IO及第二電感20與中心頻率的關(guān)系， 產(chǎn)生了兩種不同的情形。
第一種情形，第一可修剪導(dǎo)線30尚未切斷時(shí)，由于第一電感10藉由 第一可修剪導(dǎo)線30而形成短路的狀態(tài)，所以整體的電感值即為第二電感20 的電感值。因此，在第一可修剪導(dǎo)線30尚未切斷的情形下，中心頻率反比 于第二電感20的電感值的平方根。
第二種情形，第一可修剪導(dǎo)線30切斷時(shí)，整體的電感值會(huì)變成原本的 第二電感20的電感值再加上第一電感10的電感值。所以，在第一可修剪 導(dǎo)線30切斷的情形下，中心頻率反比于第二電感20加上第一電感10的電 感值總和的平方根。由此可知，藉由切斷第一可修剪導(dǎo)線30可以讓整體的 電感值增加，進(jìn)而降低中心頻率。因此，當(dāng)中心頻率過(guò)高時(shí)，可利用中心 頻率調(diào)整裝置調(diào)整中心頻率，使其降低為設(shè)計(jì)上所要求的值。加上，采用第一可修剪導(dǎo)線30于需要時(shí)直接切斷，而非使用開(kāi)關(guān)(MOS晶體管)組件， 所以不會(huì)產(chǎn)生寄生電阻，因而不會(huì)影響其Q值。
圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例。除了第一實(shí)施例所包含的第一電感10、第 二電感20及第一可修剪導(dǎo)線30外，還包含電容40及第二可修剪導(dǎo)線50。
第一電感10包括第一端12與第二端14。第二電感20 —端耦接第一電 感10的第二端14,另一端則耦接于其它端點(diǎn)，在本實(shí)施例中是以接地表示 的，但不以此為限。第一可修剪導(dǎo)線30并聯(lián)于第一電感IO且串聯(lián)于第二 電感20，用以短路第一電感10。第二可修剪導(dǎo)線50的一端耦接于第一電 感10的第一端12,電容40串聯(lián)于第二可修剪導(dǎo)線50,藉由切斷第二可修 剪導(dǎo)線50而調(diào)整中心頻率。
第二實(shí)施例的中心頻率調(diào)整裝置，可藉由切斷第一可修剪導(dǎo)線30或第 二可修剪導(dǎo)線50而調(diào)整中心頻率。當(dāng)切斷第一可修剪導(dǎo)線30時(shí)，原本呈 短路的第一電感IO短路狀態(tài)消失，整體電感值由原本只有第二電感20的 電感值，多增加了第一電感10的電感值。因此，整體電感值增加，中心頻 率因而降低。所以，藉由切斷第一可修剪導(dǎo)線30,可用以調(diào)低電感電容振 蕩回路的中心頻率。
當(dāng)?shù)诙尚藜魧?dǎo)線50尚未切斷時(shí)，整體的電容值為電容40所產(chǎn)生的 電容值。而當(dāng)?shù)诙尚藜魧?dǎo)線50切斷時(shí)，由于第二可修剪導(dǎo)線50與電容 40為串聯(lián)，所以切斷第二可修剪導(dǎo)線50會(huì)造成電容40形成斷路，使得電 容40所產(chǎn)生的電容值因而消失。所以，藉由切斷第二可修剪導(dǎo)線50來(lái)降 低電容值，進(jìn)而可調(diào)高電感電容振蕩回路的中心頻率。
第二實(shí)施例所提出的中心頻率調(diào)整裝置，采用第一可修剪導(dǎo)線30與第 二可修剪導(dǎo)線50于需要時(shí)直接切斷，而非使用開(kāi)關(guān)(MOS晶體管)組件，所 以不會(huì)產(chǎn)生寄生電阻，因而不會(huì)影響其Q值。加上中心頻率調(diào)整裝置同時(shí) 包含可調(diào)式電感與電容架構(gòu)。其中，可調(diào)式電感架構(gòu)可用以調(diào)低中心頻率， 而可調(diào)式電容可用以調(diào)高中心頻率。所以，本發(fā)明所提出的中心頻率調(diào)整 裝置，解決了傳統(tǒng)技術(shù)中可調(diào)式電容只能調(diào)高中心頻率的缺點(diǎn)。
另外，本發(fā)明所述的中心頻率f = ~^=所需要的電容亦可由寄生電容
提供，但此僅為一實(shí)施例，不應(yīng)以此為限。
半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步使電子電路可整合于芯片之中，而電子設(shè)備越來(lái)越輕薄短小，所以電子組件所占的體積便不能太大。然而，電感是由線圈繞 行所組成，如果須要額外增加電感值則必須串聯(lián)另一個(gè)電感，如此會(huì)增加 芯片中布局(layout)的面積。因此，本發(fā)明提出一種可調(diào)式電感布局，可達(dá) 到上述的中心頻率調(diào)整裝置的所有優(yōu)點(diǎn)，還可將該布局實(shí)現(xiàn)于芯片之中， 且包括不增加布局面積的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明所提出的可調(diào)式電感布局，適用于電感電容振蕩回路，用以調(diào)
整電感電容振蕩回路的中心頻率。圖4為可調(diào)式電感布局第一實(shí)施例的示 意圖。第一實(shí)施例的可調(diào)式電感布局包含電感繞線60及短路可修剪導(dǎo)線 70。
電感繞線60包括第一端點(diǎn)62與第二端點(diǎn)64,由第一端點(diǎn)62到第二端 點(diǎn)64形成多個(gè)環(huán)形部66,呈螺旋排列于同一平面。當(dāng)環(huán)形部66位于同一 平面時(shí)，彼此之間不會(huì)產(chǎn)生交叉。短路可修剪導(dǎo)線70包括第三端點(diǎn)72與 第四端點(diǎn)74,其中第三端點(diǎn)72耦接電感繞線60的第二端點(diǎn)64,第四端點(diǎn) 74耦接任何一個(gè)環(huán)形部66。同樣的，短路可修剪導(dǎo)線70的第三端點(diǎn)72也 可耦接電感繞線60的第一端點(diǎn)62，而第四端點(diǎn)74耦接任何一個(gè)環(huán)形部66。 藉由切斷短路可修剪導(dǎo)線70可改變電感繞線60的電感值，進(jìn)而調(diào)整電感 電容振蕩回路的中心頻率。
由圖4可見(jiàn)，如果由第一端點(diǎn)62往外算，圖中的電感繞線60總共形 成了三個(gè)環(huán)形部66。如果由第一端點(diǎn)62開(kāi)始往外將環(huán)形部66依序編號(hào)， 短路可修剪導(dǎo)線70的第三端點(diǎn)72耦接第二端點(diǎn)64，第四端點(diǎn)74耦接第二 個(gè)環(huán)形部。其中，短路可修剪導(dǎo)線70的切斷與否，影響了電感繞線60與 中心頻率的關(guān)系。
當(dāng)短路可修剪導(dǎo)線70尚未切斷時(shí)，由于短路可修剪導(dǎo)線70造成第二 端點(diǎn)64與第二個(gè)環(huán)形部之間形成短路。所以，由第一端點(diǎn)62繞行至第二 端點(diǎn)64，電感繞線60總共繞行一圈半。
而當(dāng)切斷短路可修剪導(dǎo)線70,將使得第二端點(diǎn)64與第二個(gè)環(huán)形部之間 的短路現(xiàn)象消失。此時(shí)由第一端點(diǎn)62繞行至第二端點(diǎn)64，電感繞線60所 繞行的圈數(shù)便會(huì)增加為兩圈半。
圖5為可調(diào)式電感布局第二實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例中電感繞線60 的第一端點(diǎn)62至第二端點(diǎn)64的路徑，與第二端點(diǎn)64至第一端點(diǎn)62的路 徑互相對(duì)稱，由于電感繞線60呈對(duì)稱的架構(gòu)，故可適用于差動(dòng)電路。本實(shí)施例的環(huán)形部66共形成N個(gè)，則于不同平面的交叉共有N-l個(gè)。如圖5中所示，電感繞線60共形成3個(gè)環(huán)形部66,于不同平面下共形成2個(gè)交叉76、 78。短路可修剪導(dǎo)線70具有第三端點(diǎn)72與第四端點(diǎn)74,分別耦接于電感繞線60的任意兩處。其中，短路可修剪導(dǎo)線70的切斷與否，影響了電感繞線6 0與中心頻率的關(guān)系。
當(dāng)短路可修剪導(dǎo)線70尚未切斷時(shí)，由于短路可修剪導(dǎo)線70在交叉76形成短路。所以，由第一端點(diǎn)62繞行至第二端點(diǎn)64,由于短路可修剪導(dǎo)線70形成短路的關(guān)系，使得繞行的路徑不會(huì)經(jīng)過(guò)最內(nèi)圈的環(huán)形部66。因此，電感繞線60總共繞行二圏。
而當(dāng)切斷短路可修剪導(dǎo)線70,將使得交叉76的短路現(xiàn)象消失。此時(shí)由第一端點(diǎn)62繞行至第二端點(diǎn)64，電感繞線60所繞行的圈數(shù)便會(huì)增加為三圈。
芯片布局中電感值是由電感繞線60的繞行圈數(shù)而決定，當(dāng)繞行的圈數(shù)越多所得到的電感值越大。而由前述的中心頻率公式可得知，中心頻率反比于電感繞線60的電感值的平方根。因此，切斷短路可修剪導(dǎo)線70會(huì)增加電感繞線60的繞行圈數(shù)使電感值增大，而當(dāng)電感值增加時(shí)，便會(huì)使中心頻率降低。所以，可藉由切斷短路可修剪導(dǎo)線70改變電感繞線60的電感值，進(jìn)而調(diào)整中心頻率。
由于本發(fā)明的可調(diào)式電感布局，當(dāng)需要增加電感值時(shí)，并不需額外再串聯(lián)另一個(gè)由電感繞線60繞行而成的電感，只需切斷短路可修剪導(dǎo)線70即可增加電感值，因此不會(huì)增加布局的面積。此外短路可修剪導(dǎo)線70可與電感繞線60的任何一個(gè)環(huán)形部66耦接，可依照設(shè)計(jì)上的需求而作選擇。而短路可修剪導(dǎo)線70與不同的環(huán)形部66耦接，將使得電感繞線60由第一端點(diǎn)62至第二端點(diǎn)64的繞行圈數(shù)不同，而產(chǎn)生不同的電感值。
雖然本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神所作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，皆應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以本申請(qǐng)的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種中心頻率調(diào)整裝置，適用于一電感電容振蕩回路，該裝置包含一第一電感，包括一第一端及一第二端；一第二電感，一端耦接至該第一電感的該第二端；及一第一可修剪導(dǎo)線，并聯(lián)于該第一電感，且串聯(lián)于該第二電感，藉由切斷該第一可修剪導(dǎo)線而調(diào)整該中心頻率。
2. 如權(quán)利要求1的中心頻率調(diào)整裝置，該裝置還包括 一第二可修剪導(dǎo)線，耦接于該第一電感的該第一端；以及一電容，串聯(lián)于該第二可修剪導(dǎo)線，藉由切斷該第二可修剪導(dǎo)線而調(diào) 整該中心頻率。
3. 如權(quán)利要求1的中心頻率調(diào)整裝置，其中該第一可修剪導(dǎo)線切斷時(shí)， 該中心頻率降低。
4. 如權(quán)利要求2的中心頻率調(diào)整裝置，其中該第二可修剪導(dǎo)線切斷時(shí)， 該中心頻率升高。
5.一種可調(diào)式電感布局，適用于一電感電容振蕩回路，用以調(diào)整該電感電容振蕩回路的一中心頻率，該布局包含一電感繞線，包括一第一端點(diǎn)與一第二端點(diǎn)，該第一端點(diǎn)到該第二端 點(diǎn)形成多個(gè)環(huán)形部，所述環(huán)形部位于同一平面時(shí)不交叉；以及一短路可修剪導(dǎo)線，包括一第三端點(diǎn)與一第四端點(diǎn)，該第三端點(diǎn)與該 第四端點(diǎn)分別耦接于該電感繞線的任意兩處，藉由切斷該短路可修剪導(dǎo)線 可改變?cè)撾姼欣@線的電感值。
6. 如權(quán)利要求5的可調(diào)式電感布局，其中所述環(huán)形部皆不交叉。
7. 如權(quán)利要求6的可調(diào)式電感布局，其中該第三端點(diǎn)耦接于該第一端點(diǎn) 或該第二端點(diǎn)。
8. 如權(quán)利要求5的可調(diào)式電感布局，其中由該第一端點(diǎn)至該第二端點(diǎn)的 路徑與該第二端點(diǎn)至該第 一端點(diǎn)的路徑互相對(duì)稱。
9. 如權(quán)利要求8的可調(diào)式電感布局，其中所述環(huán)形部共形成N個(gè)，則于 不同平面的交叉共有N-1個(gè)。
10. 如權(quán)利要求8的可調(diào)式電感布局，該可調(diào)式電感布局適用于一差動(dòng) 電路。
11.如權(quán)利要求5的可調(diào)式電感布局，其中該短路可修剪導(dǎo)線切斷時(shí)， 該中心頻率降低。
全文摘要
一種中心頻率調(diào)整裝置與可調(diào)式電感布局；該中心頻率調(diào)整裝置適用于電感電容振蕩回路，用以調(diào)整電感電容振蕩回路的中心頻率；該裝置包含第一電感具有第一端及第二端；第二電感一端耦接至第一電感的第二端；第一可修剪導(dǎo)線并聯(lián)于第一電感且串聯(lián)于第二電感，藉由切斷第一可修剪導(dǎo)線而調(diào)整中心頻率。
文檔編號(hào)H03J5/06GK101515783SQ20081008077
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者劉仁杰 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司