• 제목/요약/키워드: Spiral inductors

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내부코일형 박막 인덕터의 특성과 열처리 효과 (Characteristics of Thin Film Inductors and Its Annealing After Effects)

  • 민복기;김현식;송재성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.1498-1499
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    • 1998
  • Thin film inductors of 10 mm ${\times}$ 10 mm with spiral pattern of 14 turns were fabricated by sputtering, photo-masking, and etching processes. Their impedence characteristics and annealing after effects were investigated. After magnetic annealing, the impedence characteristics of the inductors were improved at comparatively low frequencies, but the tendencies of it for thr frequency changes were almost same. These improvement was caused by the annihilation of the internal stresses of films, Uniaxial field annealed thin film inductor had an inductance of 1000 nH, resistance of 6 $\Omega$, and quality factor of 1 at 2 MHz.

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Experimental Investigation of Differential Line Inductor for RF Circuits with Differential Structure

  • Park, Chang-kun
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제9권1호
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    • pp.11-15
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    • 2011
  • A Differential line inductor is proposed for a differential power amplifier. The proposed differential line inductor is composed of two conventional line inductors rearranged to make the current direction of the two line inductors identical. The proposed line inductor is simulated with a 2.5-D and a 3-D EM simulator to verify its feasibility with the substrate information in a 0.18-${\mu}m$ RF CMOS process. The inductances of various line inductors implemented with printed circuit boards were measured. The feasibility of the proposed line inductor was successfully demonstrated.

Integrated 3-D Microstructures for RF Applications (Invited)

  • Euisik Yoon;Yoon, Jun-Bo;Park, Eun-Chul;Han, Chul-Hi;Kim, Choong-Ki
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.203-207
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    • 1999
  • In this paper we report new integration technology developed for three-dimensional metallic microstructures in an arbitrary shape. We have developed the two fabrication methods: Multi-Exposure and Single-Development (MESD) and Sacrificial Metallic Mold(SMM) techniques. Three-dimensional photoresist mold can be formed by the MESD method while unlimited number of structural levels can be realized by the SMM technique. Using these two techniques we have fabricated solenoid inductors and levitated spiral inductors for RF applications. We have achieved peak Q- factors over 40 in the 2-10㎓ range, the highest number among the inductors reported to date. Finally, we propose "On-Chip Passives" as a post IC process for monolithic integration of inductors, tunable capacitors, microwave switches, transmission lines, and mixers and filters toward future single-chip transceiver integration.

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사각 나선형 박막 인덕터의 GHz 대역 특성 (GHz Bandwidth Characteristics of Rectangular Spiral type Thin Film Inductors)

  • 김지원;조순철
    • 한국자기학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.52-57
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    • 2004
  • 본 연구에서는 ㎓ 대역의 박막 인덕터 특성을 수치해석 하였다. 인덕터의 기본 구조는 390$\mu\textrm{m}$${\times}$390$\mu\textrm{m}$, 5.5턴(turn), 선폭 10$\mu\textrm{m}$와 선간격 10$\mu\textrm{m}$의 사각 나선형이다. 주파수 특성은 10 ㎓까지 시뮬레이션 하였다. 기판은 Si, Sapphire, 유리와 GaAs를 모델로 하였고 도체는 Cu이다. 도체의 두께는 2$\mu\textrm{m}$로 고정하였다. 입력과 출력단자의 위치가 서로 반대가 되도록 하기 위하여 턴수는 n.5로 하였다. 기본 구조 인덕터는 초기 인덕턴스 13.0 nH,최대 인덕턴스 60.0 nH 그리고 공진주파수는 4.25 ㎓이었다. 기판의 유전상수가 증가하면 초기 인덕스는 거의 변화가 없으나 공진 주파수는 감소하였다. 인덕터의 턴수를 1.5에서 9.5로 변화시키면, 초기 인덕턴스는 2.9 nH며 16.9 nH로 포화되었으며 Q factor는 소폭 증가하였다. 인덕터의 선폭과 선간격을 증가시키면 초기와 최대 인덕턴스는 감소하였다. 공진 주파수는 증가하였으며, Q factor는 선폭과 선간격을 증가시키면 각각 증가와 감소를 나타내었다.

$0.13{\mu}m$ RF CMOS 공정용 스케일러블 인덕터 모델링 (Scalable Inductor Modeling for $0.13{\mu}m$ RF CMOS Technology)

  • 김성균;안성준;김병성
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권1호
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    • pp.94-101
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    • 2009
  • 본 논문에서는 RF 집적회로 설계를 위한 $0.13{\mu}m$ RF CMOS용 인덕터 라이브러리를 개발하였다. 스케일러블 모델링을 위해 선폭, 회전수, 내경을 조절하여 다수의 인덕터 패턴을 제작하고, 정확한 패드 효과 보상을 위해 급전 구조를 최적화하였다. 제작된 패턴의 S-파라미터 측정 데이터를 이용하여 각 소자별로 이중-$\pi$ 등가회로 소자값을 추출한 뒤 이 값들을 인덕터의 물리적 설계 변수의 함수로 표현하는 스케일러블 모델링을 수행하였다. 개발된 라이브러리는 표준(standard) 구조와 대칭(symmetric) 구조를 가지는 두 종류의 스케일러블 인덕터 모델을 제공하며, 모델 유효 주파수는 30GHz 또는 자기공진주파수까지이다. 표준구조 인덕터의 경우 $0.12{\sim}10.7nH$의 인덕턴스를, 대칭구조 인덕터의 경우는 $0.08{\sim}13.6nH$의 인덕턴스를 갖는다. 본 연구를 통해 최종적으로 10%이하의 오차를 가지는 RF CMOS용 인덕터 라이브러리를 완성하였다.

위상 잡음을 개선한 CMOS VCO의 설계 및 제작 (The Design and Fabrication of Reduced Phase Noise CMOS VCO)

  • 김종성;이한영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.539-546
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    • 2007
  • 본 논문에서는 온-칩 스파이럴 인덕터 해석에 대한 3차원 전자장 시뮬레이션 방법을 제시하였으며, 이 방법은 정확히 예측 가능한 CMOS VCO를 설계하는데 적용될 수 있음을 보였다. VCO는 CMOS 0.25 um 표준 공정을 이용하여 LC-공진형으로 구현하였으며, 공진기의 스파이럴 인덕터는 실리콘 기판과의 사이에 그라운드 패턴을 삽입한 경우와 그렇지 않은 경우에 대해 각각 VCO를 구현하여 인덕터의 Q값 개선에 의해 VCO의 위상 잡음이 어느 정도 개선되는지를 검증하였다. 제작된 VCO는 2.5 V 제어 전압에서 3.094 GHz, -12.15 dBm 출력을 가지며, LC 공진에 사용된 단일 인덕터의 Q는 그라운드 패턴을 삽입한 경우 3 GHz에서 8% 정도 개선됨을 시뮬레이션을 통해 검증하였으며, 이로 인한 위상 잡음은 3 MHz 오프셋 주파수에서 9 dB 개선되어짐을 실험을 통해 확인하였다.

휴대폰용 2중 대역 고효율 FPCB 안테나 (High Efficiency FPCB Antenna for the Dual Band Mobile Phone)

  • 서상혁;손태호;조영민
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권11호
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    • pp.1194-1200
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    • 2009
  • 1 cc 체적을 갖는 휴대폰 내장형 안테나를 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 구현하였다. 안테나 전류의 방향이 가급적 일정하도록 설계함으로써 소형이지만 효율을 높여 이득을 증가시켰다. GSM 대역의 공진을 위한 짧은 길이의 보상은 맴돌이 인덕터를 FPCB상에 구현하여 보상하였다. 2개 맴돌이 인덕터를 적용하여 GSM 대역의 대역폭을 넓혔다. DCS 대역의 방사 소자는 FPCB와 수직인 형태의 도체 패턴을 부설하여 설계하였다. 비유전율 4.4를 갖는 두께 0.05 mm의 FPCB로 구현하고 길이$\times$$\times$높이=$30{\times}7{\times}5$ mm인 캐리어(carrier)에 부착하여 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나를 측정한 결과, GSM 대역에서 VSWR 2:1 이하, 효율 42.49~60.95 % 및 평균 이득 -3.72~-2.15 dBi를 보였고, DCS 대역에서 VSWR 2:1 이하, 효율 47.95~73.21 % 및 평균 이득 -3.19~-1.35 dBi가 나타나 2대역 공히 우수한 특성을 보였다. 방사 패턴은 2대역 모두 H-면 전방향성 특성을 보였다.

공심 평면인덕터의 임피던스 해석 (Impedence Analysis of Planar Air Core Inductor)

  • 김영학;송재성
    • 한국자기학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.179-188
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    • 1996
  • spiral 패턴과 meander 패턴의 공심 평면 인덕터에 대해 주파수, 도체간격, 도체폭, 턴수등을 변화시켜 저항, 인덕턴스와 같은 전기적인 특성치의 이론적인 예측에 대해 검토하였다. 도체폭이 커짐에 따라 저항과 인덕턴스는 감소한다. 이때 Q는 spiral pattern에서는 최대치를 가지는 도체폭이 존재하는 반면 meander pattern에서는 저항의 감소가 인덕턴스의 감소보다 작아지므로 도체폭이 증가하면 Q가 증가하였다. spiral pattern에서는 도체간격을 작게할 때 저항, 인덕턴스, Q는 더 이상 증가하지 않는 도체간격이 존재하지만 meander pattern에서는 인접 도체 사이의 상호 인덕턴스의 부호가 (-)가 됨에 따라 도체 간격은 가능한 한 커야 한다. 턴수가 증가함에 따라 저항, 인덕턴스는 증가하며 spiral pattern에서는 최대의 Q를 가지는 턴수가 존재하지만 meander pattern에서는 인덕턴스의 증가보다 저항의 증가가 크기 때문에 턴수의 증가에 따라 Q는 감소하였다.

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A Study on the Design and Characteristics of thin-film L-C Band Pass Filter

  • Kim In-Sung;Song Jae-Sung;Min Bok-Ki;Lee Won-Jae;Muller Alexandru
    • KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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    • 제5C권4호
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    • pp.176-179
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    • 2005
  • The increasing demand for high density packaging technologies and the evolution to mixed digital and analogue devices has been the con-set of increasing research in thin film multi-layer technologies such as the passive components integration technology. In this paper, Cu and TaO thin film with RF sputtering was deposited for spiral inductor and MOM capacitor on the $SiO_2$/Si(100) substrate. MOM capacitor and spiral inductor were fabricated for L-C band pass filter by sputtering and lift-off. We are analyzed and designed thin films L-C passive components for band pass filter at 900 MHz and 1.8 GHz, important devices for mobile communication system. Based on the high-Q values of passive components, MOM capacitor and spiral inductors for L-C band pass filter, a low insertion loss of L-C passive components can be realized with a minimized chip area. The insertion loss was 3 dB for a 1.8 GHz filter, and 5 dB for a 900 MHz filter. This paper also discusses a analysis and practical design to thin-film L-C band pass filter.

가변 직렬 인덕터를 이용한 무선랜 응용 MEMS 가변 대역 통과 필터 (A Micromachined Tunable Bandpass Filter Using Tunable Series Inductors For WLAN Applications)

  • 김종만;박재형;김정무;이상효;백창욱;권영우;김용권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2108-2110
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    • 2004
  • In this paper, a novel tunable bandpass filter using tunable series inductors and MEMS switches for wireless LAN applications was proposed. The proposed tunable filter was fabricated using a micromachining technology and performances of the fabricated filter were estimated. The filter consists of spiral inductors, MIM capacitors and direct-contact type MEMS switches, and its frequency tunability is achieved by changing the inductance that is induced by ON/OFF actuations of the MEMS switches. The actuation voltage of the MEMS switches was 58 V, and the measured center frequencies were 2.55 GHz and 5.1 GHz, respectively. The passband insertion loss and 3-dB bandwidth were 4.2 dB and 22.5 % at 2.55 GHz, and 5.2 dB and 23.5 % at 5.1 GHz, respectively.

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