Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD (대한전자공학회논문지SD)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

SPICE Model of the Spiral Inductor on Silicon Substrate

실리콘 기판 위의 나선형 인덕터에 대한 SPICE 모델

  • Kim, Yeong-Seuk (School of Electrical and Electronics Eng., Chungbuk Nat'l Univ.) ;
  • Park, Jong-Wook (School of Electrical and Electronics Eng., Chungbuk Nat'l Univ.) ;
  • Kim, Nam-Soo (School of Electrical and Electronics Eng., Chungbuk Nat'l Univ.) ;
  • Yu, Hyun-Kyu (Electronics and Telecommunications Research Institute)
  • 김영석 (忠北大學校 電氣電子工學科) ;
  • 박종욱 (忠北大學校 電氣電子工學科) ;
  • 김남수 (忠北大學校 電氣電子工學科) ;
  • 유현규 (韓國電子通信硏究所)
  • Published : 2000.10.01
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Abstract

The SPICE model of the spiral inductor on silicon substrate which can be easily used for the RF IC design has been developed. In this proposed model the equivalent circuit element of the spiral inductor are defined by the layout and process parameters using the user-defined function and subcircuit of the SPICE. The total inductance is calculated using the subcircuit Li for the arbitrary turn i and the subcircuit Mij for two arbitrary turns. The model was verified by comparing the simulated data with the measured s-parameters, total inductance, and quality factor of the spiral inductor fabricated by the CMOS 0.8${\mu}m$ process. The proposed SPICE model of the spiral inductor is scalable and includes the effects of the silicon substrate.

회로설계 엔지니어들이 쉽게 RF IC 설계에 사용할 수 있는 나선형 인덕터의 SPICE 모델을 개발하였다. 이 모델은 나선형 인덕터의 등가회로 소자 값들을 SPICE의 user-defined function 및 subcircuit 기능을 이용하여, 레이아웃 변수, 공정 변수, 실리콘 기판 변수로부터 정의하였다. 특히 인덕턴스는 임의의 회전에 대한 인덕턴스 Li 및 임의의 두 회전에 대한 상호 인덕턴스 Mij를 subcircuit으로 정의하여 전체 인덕턴스 값을 계산하였다. 모델의 정확성을 검증하기 위하여 CMOS 0.8${\mu}m$ 공정으로 제작된 나선형 인덕터의 측정 s-파라미터, 총 인덕턴스 및 quality-factor 결과를 시뮬레이션 데이터와 비교한 결과 일치함을 확인하였다. 본 논문에서 제시된 SPICE를 이용한 나선형 인덕턴스 모델은 scalable하며, 실리콘 기판의 영향등을 포함하기 때문에 레이아웃 최적화에 쉽게 사용할 수 있는 장점을 가진다.

Keywords

References

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