• 제목/요약/키워드: RF chip inductor

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CMOS 공정을 이용한 on-chip 인덕터 모델링과 이를 이용한 Dual Band RF 수신기 설계 (On-chip Inductor Modeling in Digital CMOS technology and Dual Band RF Receiver Design using Modeled Inductor)

  • 한동옥;추성중;임지훈;최승철;이승웅;박정호
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.221-224
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    • 2004
  • This paper has researched on-chip spiral inductor in digital CMOS technology by modeling physical structure based on foundry parameter. To show the possibility of its application to RF design, we designed dual band RF front-end receiver. The simulated receiver have gain of 23/23.5 dB and noise figure of 2.8/3.36 dB at 2.45/5.25 GHz, respectively. It occupies $16mm^2$ in $0.25{\mu}m$ CMOS with 5 metal layer.

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무선통신시스템을 위한 극소형 RF 칩 인덕터의 개발 (Development of Microscale RF Chip Inductors for Wireless Communication Systems)

  • 윤의중;김재욱;정영창;홍철호
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제40권10호
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    • pp.17-23
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    • 2003
  • 본 논문에서는 고성능의 극소형, 솔레노이드 형태의 RF 칩 인덕터를 연구하였다. 제작된 RF 칩 인덕터의 크기는 1.0×0.5×0.5㎣ 이었다. 코아의 재료 (96% Al₂O₃)와 모양 (I-type)은 인덕터의 성능을 극대화시키도록 Maxwell three-dimensional field simulator를 이용하여 결정되었다. 40㎛의 직경을 가진 가는 구리(Cu)도선을 코일로 사용하였다. 개발된 인덕터의 인덕턴스 (L), 품질계수 (Q), 그리고 커패시턴스 (C) 들에 대한 고주파 특성은 RF 임피던스/재료 분석기 (HP16193A 시험 fixture가 장착된 HP4291B)를 사용하여 측정되었다. 개발된 인덕터들은 230MHz - 1 GHz의 주파수 영역에서 11 - 39 nH 범위의 인덕턴스 값과 28 - 50 범위의 품질계수 값을 가지는데 이는 전 세계적으로 가장 좋은 칩 인덕터 업체 중의 하나인 CoilCraft/sup Tm/에 의해 생산된 인덕터들의 특성과 유사한 결과를 나타내고 있다. 시뮬레이션 데이터는 개발된 인덕터의 L, Q, C 등의 고주파 특성을 잘 예측하고 있다.

마이크로파용 칩 인덕터의 최적화 설계 및 특성분석 (Optimized design of the chip inductor and characteristic analysis for RF IC's)

  • 이철규;김용상;김한수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1776-1778
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    • 2000
  • The demands placed on portable wireless communication equipment include low cost, low supply voltage, low power, dissipation, low noise, high frequency of operation, and low distortion. These design requirements cannot be met satisfactorily in many cases without the use of RF inductors. However, implementing the inductor on-chip has been regarded as an impractical task because of excessive substrate capacitance and substantial resistive losses due to metallization and the conductive silicon substrate. Hence, there is a great incentive to design, optimize, and model spiral inductors on Si substrate. So, we analyzed a chip inductors using electromagnetic analysis and established a set of design rules for rectangular spiral inductors.

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비정질 $Al_2O_3$ 코아 재료를 이용한 Solenoid 형태의 고품질 RF chip 인덕터에 관한 연구 (A Study of High-Quality Factor Solenoid-Type RF Chip Inductor Utilizing Amorphous $Al_2O_3$ Core Material)

  • 이재욱;정영창;윤의중;홍철호
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권6호
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    • pp.34-42
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    • 2000
  • 우수한 성능을 가지며 소형${\cdot}$경량인 무선통신기기를 구현하기 위해서는 GHz 대의 고주파수에서 동작하는 소형 RF chip 인덕터의 개발은 중요한 연구분야가 되어왔다. 또한 최근 많이 사용되는 자성 ferrite core 재료는 300MHz 이상의 주파수영역에서 자화율이 급속하게 감소하여 고성능 RF chip 인덕터 개발에 큰 장애가 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 비정질 $Al_2O_3$ 코아 재료를 응용한 단순 solenoid 형태의 소형${\cdot}$고성능 RF chip 인덕터를 연구하였다. Cu를 코일 (직경=40${\mu}m$)로 사용하였고 인덕터 크기는 $2.1mm{\times}1.5mm{\times}1.0mm$였다. 외부 전류원은 코일의 양단을 코아 가장자리에 적층된 Au 막에 본딩시킨 후 인가되었다. 코아의 성분은 EDX를 사용하여 분석하였다 개발된 인덕터의 인덕턴스 (L), quality factor (Q), 인피던스(Z)등의 주파수 특성은 RF impedance/Material Analyzer (HP16193A test fixture가 장착된 HP4291B)로 측정되었다. 인덕터들의 인덕턴스 값은 22 nH ~ 150 nH 범위를 가지며, 이들의 자기공진주파수 (SRF)는 1~3.5GHz 영역을 나타낸다. 또한 자기공진주파수가 증가함에 따라 인덕턴스 값이 감소하는 경향을 보이고 있다. 임피던스는 공진주파수에서 최대 값을 가지며 Q-factor의 값은 500 MHz ~ 1.5 GHz 주파수 범위에서 최대 70~97까지 얻어졌다.

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On-Chip Spiral Inductors for RF Applications: An Overview

  • Chen, Ji;Liou, Juin J.
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제4권3호
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    • pp.149-167
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    • 2004
  • Passive components are indispensable in the design and development of microchips for high-frequency applications. Inductors in particular are used frequently in radio frequency (RF) IC's such as low-noise amplifiers and oscillators. This paper gives a broad overview on the on-chip spiral inductors. The design concept and modeling approach of the typical square-shaped spiral inductor are first addressed. This is followed by the discussions of advanced structures for the enhancement of inductor performance. Research works reported in the literature are summarized to aid the understanding of the recent development of such devices.

극소형 솔레노이드 RF 칩 인덕터의 설계 및 제작에 대한 연구 (A Study for Optimum Design and Fabrication of Microscale Solenoid RF Chip Inductors)

  • 윤의중;정영창
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제52권11호
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    • pp.501-507
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    • 2003
  • In this study, microscale, high-performance, solenoid-type RF chip inductors were investigated. The size of the RF chip inductors fabricated in this work was 1.0${\times}$0.5${\times}$0.5㎣. 96% $Al_2$ $O_3$and I-type were used as the material and shape of the core, respectively. The copper (Cu) wire with 6 turns was employed as the coils. The diameter (40${\mu}{\textrm}{m}$) and position (middle) of the coil and the length (0.35mm) of solenoid were determined by a high-frequency structure simulator (HFSS) to maximize the performance of the inductors. High frequency characteristics of the inductance (L) and quality-factor (Q) of developed inductors were measured using an RF Impedance/Material Analyzer (HP4291B with HP16193A test fixture). The inductors developed have inductances of 10.8nH and quality factors of 25.2 to 50 over the frequency ranges of 250MHz to l GHz, and show results comparable to those measured for the inductors prepared by CoilCraf $t^{Tm}$ . The simulated data predicted the high-frequency data of the L and Q of the inductors developed well.l.

AlN 기판을 이용한 RF 고전력 증폭기 모듈 (RF High Power Amplifier Module using AlN Substrate)

  • 김승용;남충모
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제22권10호
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    • pp.826-831
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    • 2009
  • In this paper, a high power RF amplifier module using AlN substrate of high thermal conductivity has been proposed. This RF amplifier module has the advantage of compact size and effective heat dissipation for the packaging of high power chip. To fabricate the thru-hole and scribing line on AlN substrate, the key parameters of $CO_2$ laser were experimented. And then, microstrip lines and spiral planar inductors were fabricated on an AlN substrate using the thin-film process. The fabricated microstrip lines on the AlN substrate has an attenuation value of 0.1 dB/mm up to 10 GHz. The fabricated spiral planar inductor has a high quality factor, a maximum of about 62 at 1 GHz for a 5.65 nH inductor. Packaging of a RF power amplifier was implemented on an AlN substrate with thru-hole. From the measured results, the gain is 24 dB from 13 to 15 GHz and the output power is 33.65 dBm(2.3 W).

Solenoid 형태의 초소형 SMD RF 칩 인덕터에 대한 주파수 특성 (Frequency Characteristics for Micro-scale SMD RE Chip Inductors of Solenoid-Type)

  • 김재욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.454-459
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    • 2007
  • 본 논문에서는 비정질 $Al_2O_3$ 코아 재료를 응용한 단순 solenoid 형태의 소형 고성능 RF 칩 인덕터를 연구하였다. 인덕터 크기는 $0.86{\times}0.46{\times}0.45mm^3$이고, $27{\mu}m$ 직경의 Cu를 코일로 사용하였다. RF 칩 인덕터의 인덕턴스(L), 양호 인자(Q), 임피던스(Z), 커패시턴스(C)와 등가회로 파라미터 등의 주파수 특성은 RF impedance/Material Analyzer (HP16193A test fixture가 장착된 HP4291B)로 측정되었다. $9{\sim}12$회의 권선수를 가진 RF 칩 인덕터들의 인덕턴스 값은 $21{\sim}34nH$ 범위를 가진다. 이들의 자기공진주파수(SRF)는 $5.7{\sim}3.7GHz$ 영역을 나타낸다. 또한 자기공진주파수가 증가함에 따라 인덕턴스 값이 감소하는 경향을 보이고 있다. 인덕터의 SRF는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소하며, Q의 값은 $900MHz{\sim}1.7GHz$ 주파수 범위에서 최대 $38{\sim}49$까지 얻어졌다.

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GHz 대역을 위한 1005 RF 칩 인덕터의 최적 구조 설계 (The Optimum Structure Design of 1005 RF Chip Inductors for GHz Band)

  • 김재욱;유창근
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.785-788
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    • 2005
  • In this study, micro-scale, high-performance, solenoid-type RF chip inductors were investigated. The size of the RF chip inductors fabricated in this work was $1.0{\times}0.5{\times}0.5mm^3$ The material and shape of the core were 96% $Al_2O_3$ and I-type. The material and number of turn of coil were copper (Cu) and 6. The diameter ($40{\mu}m$) of coil and length (0.35mm) of solenoid were determined by a Maxwell three-dimensional field simulator to maximize the performance of the inductors. High frequency characteristics of the inductance (L) and quality-factor (Q) of developed inductors were measured using an RF Impedance/Material Analyzer (HP4291B with HP16193A test fixture). The inductors developed have inductances of 10.8nH and quality factors of 25.2 at 250MHz, and show results comparable to those measured for the inductors prepared by CoilCraftTm that is one of the best chip inductor company in the world. The simulated data predicted the high-frequency data of the Land Q of the inductors developed well.

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MEMS에 의한 On-chip 고종횡비 Air Core Solenoid 인덕터의 제작 (Fabrication of Micromachined On-chip High Ratio Air Core Solenoid Inductor)

  • ;김경환
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.780-784
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    • 2006
  • We present high aspect ratio air-core solenoid inductors with $100{\mu}m\;and\;200{\mu}m$ tall via structures on Pyrex wafer. The effect of various parameters such as different number of turns, via heights, pitch distance between turns on inductor's radio frequency (RF) characteristics have been studied. The highest Q factor we obtained from various solenoid inductors is 72.8 at 9.7 GHz, which was produced by a 3-turn inductor.