射频集成电路设计第4章 射频集成无源元件

第4章集成无源元件4.1电阻4.2电容4.3电感4.1电阻•IC中电阻的种类1.多晶电阻电阻率大约为每方块5-10欧姆左右，主要用于中等程度小电阻，其精度差，温度系数低，寄生电容小。2.漏源扩散区电阻温度系数低，寄生电容大，电阻率与多晶电阻类似，用于非关键电路中。3.阱电阻电阻率通常为每方块1-10K范围，由于在阱和衬底之间形成大面积“pn结”，寄生电容大，电阻具有很差的初始精度土50％-80％）、较高的温度系数以及较大的电压系数。因此，阱电阻的使用必须谨慎。4.1电阻4.长沟道MOS晶体管沟道电阻特点：特点：TCTC高，寄生电容大，具有较强的非线性，精度差，常高，寄生电容大，具有较强的非线性，精度差，常用于非关键电路。用于非关键电路。5.采用金属互连线用作小电阻电阻率大约为每方块50毫欧，TC低、精度差。4.1电阻6、IC中的方块电阻阻值图5-1有拐角的电阻4.1电阻7.方块数目的计算拐角相当于0.5个方块。整个电阻大约为15.2个方块。4.1电阻8.端头修正引入端头修正因子k1,取值0~0.99.拐角修正拐角修正因子k2=0.510.横向扩散修正Xjc为扩散区的结深，m=0.55。4.1电阻11.非扩散区型电阻4.2电容•pn结反偏电容MOS电容的电容密度4.2电容•互连线的单位长度寄生电容第一种互连线的单位长度寄生电容第二种互连线的单位长度寄生电容第三种互连线的单位长度寄生电容高线性度金属电容“夹心”金属电容4.3电感1、射频集成电路中电感的典型应用4.3.1片上平面螺旋型电感特点：Q值低，小于10。存在电导率损耗；衬底和电感之间的电磁场作用损耗；寄生电容、金属线之间的边缘电容限制了片上电感的自谐振频率。片上平面螺旋型电感模型•模型参数的提取1、实际测量（模型参数最准确）2、电磁场模拟（模型参数精度高）3、分析化方法（需各个参数的解析表达式）1、衬底掺杂程度对片上电感的影响2、不同金属层对片上电感的影响3、金属层串并联对片上电感的影响4、接地隔离层对片上电感的影响5、版图尺寸对片上电感的影响设计片上螺旋电感应遵循的准则•限制电感金属线宽度；•金属线之间保持工艺允许的最小间距；•使用空心螺旋电感；•减小芯片面积；•使用最顶层金属；•使用串并联结构；•使用接地隔离层。•片上电感的估算公式4.3.2键合线电感•低频下的电感量估算引起键合线电感量变化的因素•键合线电感模型