集成電路系列之無源器件

集成電路系列之無源器件第1頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四4.1互連線互連線設(shè)計(jì)應(yīng)該注意以下方面：大多數(shù)連線應(yīng)該盡量短最小寬度保留足夠的電流裕量多層金屬趨膚效應(yīng)和寄生參數(shù)寄生效應(yīng)2第2頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四4.2電阻實(shí)現(xiàn)電阻有三種方式：晶體管結(jié)構(gòu)中不同材料層的片式電阻專門加工制造的高質(zhì)量高精度電阻互連線的傳導(dǎo)電阻3第3頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四圖4.1(a)單線和U-型電阻結(jié)構(gòu)

(b)它們的等效電路4第4頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四4.3電容在高速集成電路中，有多種實(shí)現(xiàn)電容的方法：1）利用二極管和三極管的結(jié)電容；2）利用圖4.2(a)所示的叉指金屬結(jié)構(gòu)；3）利用圖4.2(b)所示的金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)[4.1]；4）利用類似于圖4.2(b)的多晶硅/金屬-絕緣體-多晶硅結(jié)構(gòu)；5第5頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四圖4.2(a)叉指結(jié)構(gòu)電容和(b)MIM結(jié)構(gòu)電容

6第6頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四4.4電感4.4.1集總電感圖4.3 單匝線圈版圖

a，w取微米單位

7第7頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四式中：ri=螺旋的內(nèi)半徑，微米，r0=螺旋的外半徑，微米，N=匝數(shù)。多匝螺旋形線圈電感值計(jì)算公式為：

8第8頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四4.4.2傳輸線電感獲得單端口電感的另一種方法是使用長(zhǎng)度l<l/4λ波長(zhǎng)的短電傳輸線(微帶或共面波導(dǎo))或使用長(zhǎng)度在l/4λ<l<l/2λ范圍內(nèi)的開路傳輸線。9第9頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四4.5分布元件4.5.1集總元件和分布元件隨著工作頻率的增加，一些諸如互連線的IC元件的尺寸變得很大，以致它們可以與傳輸信號(hào)的波長(zhǎng)相比。這時(shí)，集總元件模型就不能有效地描述那些大尺寸元件的性能，應(yīng)該定義為分布元件。

10第10頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四4.5.2微帶線(a)(b)圖4.4 典型微帶線的剖面圖(a)和覆蓋鈍化膜的微帶線(b)11第11頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四微帶線設(shè)計(jì)需要的電參數(shù)主要是阻抗、衰減、無載Q、波長(zhǎng)、遲延常數(shù)。阻抗計(jì)算微帶線的衰減α由兩部分組成：導(dǎo)線損耗和介質(zhì)損耗形成微帶線的基本條件是，介質(zhì)襯底的背面應(yīng)該完全被低歐姆金屬覆蓋并接地，從而使行波的電場(chǎng)主要集中在微帶線下面的介質(zhì)中。12第12頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四4.5.3共面波導(dǎo)(CPW)(a)(b)圖4.5常規(guī)共面波導(dǎo)(a)與雙線共面波導(dǎo)(b)13第13頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四CPW的阻抗計(jì)算CPW的衰減計(jì)算14第14頁，共16頁，2023年，2月20日，星期四相對(duì)于微帶線，CPW的優(yōu)點(diǎn)是：1）工藝簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，因?yàn)樗薪拥鼐€均在上表面而不需接觸孔。2）在相鄰的CPW之間有更好的屏蔽，因此有更高的集成度和更小的芯片尺寸。3）比金屬孔有更低的接地電感。4）低的阻抗和速度色散。CPW的缺點(diǎn)是：1）衰減相對(duì)高一些，在50GHz時(shí)，CPW的衰減是0.5dB/mm;2）由于厚的介質(zhì)層，導(dǎo)熱能力差，不利于大功率放大器的實(shí)現(xiàn)。15第15頁，共16頁，2023