第2章　片上螺旋电感的射频模型和参数提取

随着对低功耗、低成本及高集成度无线通信系统的需求不断增长，用于射频集成电路的片上无源器件的发展已经成为一个关键科学问题［1，2］。片上无源器件包括电容、电阻、电感、变压器和传输线，无源器件主要用于电路的阻抗匹配、信号的滤波和电源电压的偏置，所有射频集成电路（如低噪声放大器、振荡器、混频器和功率放大器）均需要依赖这些无源器件。

目前射频集成电路所占用的面积受到了无源器件的限制，换言之，由于片上电感的版图面积并不是由CMOS工艺的特征尺寸决定的，因此片上电感成为最占面积的半导体器件，片上螺旋电感在集成电路和版图设计中已经变得非常重要。电感在射频微波集成电路中的作用毋庸置疑，尤其在电路匹配方面起着重要的作用，制作高性能的集成电感一直是实现单片全集成电路的重要挑战之一。平面螺旋电感在射频集成电感中使用广泛，不同形状、几何结构和工艺参量都会对电感的工作性能产生影响。随着高性能片上螺旋电感在微波集成电路中需求的增加，建立精确的、能够反映螺旋电感物理特性的等效电路模型对电路设计十分重要。

本章主要介绍射频微波集成电路中常用的片上电感的物理结构、平面螺旋电感的基本特性、片上螺旋电感的模型构建和模型参数提取方法，同时讨论几何结构参数对片上螺旋电感性能的影响，并开展实验测试和仿真设计。