基于MCM-L技术的一种集成电感器性能分析

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众所周知，射频电路中广泛使用分立式片状电感器，其Q值高。而将电感器集成在硅（Si）基片上，使其包含在射频信号处理芯片中的技术，则会使该电感器的Q值受到限制，影响其性能与效率。采用MCM-L技术，在射频放大器电路板上集成的电感器是一类低成本的工艺技术。其与分立式电感器相比较，具有可靠性高、电性能优、成本低廉等优点，同时还可以获得高的品质因数Q值。MCM-L技术的示意图见图1所示。图1中包含了集成在射频放大器内部叠层上的电阻器、电容器和电感器绕组。本文介绍的MCM-L技术制造集成电感器的工作，建立在电感值为1～100nH的单层空芯螺旋线电感器的设计前提上。初期的制作工艺是采用普通印制电路板（PCB）的制作方法，可以比较容易地将以上量值的那些电感器包含到5×5mm2的占空面积上，其制成的这种电感器的Q值将大于70，性能与广泛应用的分立式电感器不相上下。在本文的设计中，是将L=1～100nH的电感器集成在2.5×2.5mm2的占空面积上，这相当于普通的1210片式元件的尺寸。文章还将研究电感器电感值的允许偏差和其Q值对一种射频放大器设计性能的影响。该放大器中包括5个电感器，其中两个电感器提供宽带稳定性；其余三个电感器用于阻抗变换和匹配。同时还针对其各种不同的功能，探讨了集成电感器的电感值允许偏差和对Q值的影响。