电感器及电感器组件的制作方法

【技术领域】

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种电感器及电感器组件。

背景技术：

图1(a)和1(b)为现有技术中，电感器组件的布局示意图。所述电感器组件可包括多个电感器，例如，图1(a)和1(b)中示出的电感器L_1和L_2。

电感器L_1和L_2可包括重叠区(Overlapped Area，OA)，以形成耦合效应(coupling effect)。该耦合效应意味着流经其中一个电感器的电流所形成的磁场将影响另一个电感器。因此，如果希望低的耦合效应，所述重叠区应该尽可能小。然而，当所述重叠区较小时，电感器组件将占据较大的面积。

技术实现要素：

本发明提供电感器及电感器组件，使得包括本发明提供的电感器的电感器组件或本发明提供的电感器组件可在具有大的重叠区的前提下仍具有较低的耦合效应。

本发明提供的电感器组件，可包括：

第一电感器，包括第一感应区；以及

第二电感器，包括第二感应区；

其中，所述第一感应区的第一重叠区和所述第二感应区的第二重叠区重叠；

其中，所述第二重叠区包括至少一个第一磁方向区和至少一个第二磁方向区；

其中，所述第一磁方向区的尺寸和所述第二磁方向区的尺寸的比率为预定比率，以致所述第一电感器和所述第二电感器之间的耦合效应小于或等于预定值。

本发明提供的电感器，可包括：

感应区，该感应区包括至少一个第一磁方向区和至少一个第二磁方向区；

其中，所述第一磁方向区的尺寸和所述第二磁方向区的尺寸的比率为预定比率，以致所述第一磁方向区引起的净磁通和所述第二磁方向引起的净磁通之间的比率小于或等于预定阈值。

由上可知，由于本发明所提供的电感器组件的第二电感器的第一磁方向区的尺寸和第二磁方向区的尺寸的比率为预定比率，以致所述第一电感器和所述第二电感器之间的耦合效应小于或等于预定值。由此使得，本发明实施例所提供的电感器组件可在具有大的重叠区的前提下仍具有较低的耦合效应。此外，由于本发明所提供的电感器的感应区的所述第一磁方向区的尺寸和所述第二磁方向区的尺寸的比率为预定比率，以致所述第一磁方向区引起的净磁通和所述第二磁方向引起的净磁通之间的比率小于或等于预定阈值，因此，当将本发明实施例所提供的电感器应用到电感器组件中时，本发明所提供的电感器的第一磁方向和第二磁方向对另外的电感器的净磁通比率小于或等于预定阈值，由此可使本发明实施例所提供的电感器和电感器耦合组件中的其他电感器之间的耦合效应小于或等于预定值。最终同样可使包括本发明实施例所提供的电感器的电感器组件在具有大的重叠区的前提下仍具有较低的耦合效应。

【附图说明】

图1(a)和图1(b)为现有技术中，电感器组件的布局示意图。

图2(a)和图2(b)示出了依据本发明的实施例的电感器组件的示意图。

图3(a)和图3(b)示出了图2(a)和图2(b)所示实施例的操作示意图。

图4(a)、图4(b)、图5(a)、图5(b)、图6(a)、图6(b)、图7(a)、图7(b)、图8(a)、图8(b)以及图9为依据本发明的其他实施例的电感器组件的示意图。

图10为本发明所提供的电感器组件的示例性应用的电路图。

【具体实施方式】

接下面的描述为本发明预期的最优实施例。这些描述用于阐述本发明的大致原则而不应用于限制本发明。本发明的保护范围应在参考本发明的权利要求的基础上进行认定。

图2(a)、图2(b)、图3(a)、图3(b)、图4(a)、图4(b)、图5(a)、图5(b)、图6(a)、图6(b)、图7(a)、图7(b)、图8(a)、图8(b)和图9依据本发明的不同实施例示出了的电感器组件的示意图。

如图2(a)所示，电感器组件200包括第一电感器L_1和第二电感器L_2。第一电感器L_1包括第一感应区IA_1，第二电感器L_2包括第二感应区IA_2。第一感应区IA_1的第一重叠区与第二感应区IA_2的第二重叠区重叠。请注意，所述第一重叠区和第二重叠区表示所述第一感应区IA_1和第二感应区IA_2的重叠区。但是，为简化图示，在图中并未示出第一重叠区和第二重叠区。

另外，第二重叠区包括至少一个第一磁方向区MA_1和至少一个第二磁方向区MA_2。另外，第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸的比率为预定比率，以致第一磁方向区MA_1和第二磁方向区MA_2给第一电感器L_1造成的净磁通(net magnetic flux)小于或等于预定值。也即，第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸的比率为预定比率，以致第一电感器L_1和第二电感器L_2之间的耦合效应小于或等于预定值。

请参考图3(a)，其为图2(a)的电感器组件200的操作示意图。如图3(a)所示，取决于电流I的第一磁方向区MA_1的磁通的方向位于外面。此外，第二磁方向区MA_2的磁通的方向位于里面。第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸的比率为1。也即，第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸完全相同。因此，第一磁方向区MA_1和第二磁方向区MA_2最终引起的净磁通实质上为0，这表示第一电感器L_1和第二电感器L2_2之间的耦合效应实质上为0。

此外，在图2(a)所示的电感器组件200中，第一磁方向区MA_1和第二磁方向区MA_2形成形状8。另外，图2(a)所示的电感器组件的线圈数为1。但是，本发明所提供的电感器组件并不限于图2(a)所示的情形。例如，图2(b)所示的电感器组件210具有与图2(a)所示的电感器组件200的结构不同的S形状。

更进一步，图2(a)的电流输入端CI和图2(b)的电流输入端CI的位置不同。此外，图2(a)中的第一磁方向区MA_1和第二磁方向区MA_2的线圈数与图2(b)中的第一磁方向区MA_1和第二磁方向区MA_2的线圈数不同。

图3(b)示出了图2(b)的电感器组件210的操作。如图3(b)所示，第一磁方向区MA_1的磁通量的方向在外面。此外，第二磁方向区MA_2的磁通量的方向在里面。此外，第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸的比率为1。也即，第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸完全相同。因此，第一磁方向区MA_1和第二磁方向区MA_2最终引起的净磁通实质上等于0，这表示第一电感器L_1和第二电感器L2_2之间的耦合效应实质上为0。

进一步，第一电感器L_1的结构并不限于图2(a)和图2(b)所示的实施例。例如，图2(a)的实施例中第一电感器L_1为方形。但是，图4(a)的实施例中第一电感器L_1的形状为8。在此实施例中，第二电感器器L_2的第二重叠区小于第二感应区IA_2。也即，第二感应区IA_2的一部分并未与第一感应区IA_1重叠。

另外，在此实施例中，第二感应区IA_2包括多个第一磁方向区MA_11和MA_12，并包括多个第二磁方向区MA_21和MA_22。此外，在此实施例中，第一磁方向区MA_11引起的磁通和第二次方向区MA_22引起的磁通相互抵消。相似的，第一磁方向区MA_12引起的磁通和第二次方向区MA_21引起的磁通相互抵消。

进一步，图4(b)的实施例中的第一电感器L_1的结构与图2(b)所示的第二电感器L_2的结构相同。也即，图4(b)的实施例中的第一电感器L_1的线圈数大于1。图4(b)所示的电感器组件的操作与图2(b)中所示的电感器组件的操作类似，因此，为简化而在此省略。

图4(a)和图4(b)所示的实施例可概括为：第一重叠区包括第三重叠区(也即，图4(a)中包括第一磁方向区MA_11和第二磁方向区MA_21的区域)和第四重叠区(也即，图4(a)中包括第一磁方向区MA_12和第二磁方向区MA_22的区域)。第三重叠区与第一磁方向区中的至少一个重叠以及第二磁方向区中的至少一个重叠。另外，第四重叠区与第一磁方向区中的至少一个重叠以及第二磁方向区中的至少一个重叠。

在上面提及的实施例中，第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸的比率为1。但是，所述比率并不限于为1。接下来的实施例将描述比率不为1的情形。请注意，为简化附图，一些标号，例如，第一感应区IA_1和第二感应区IA_2在图5(a)、图5(b)、图6(a)、图6(b)、图7(a)、图7(b)、图8(a)、图8(b)的实施例中将不进行图示。

在图5(a)所示的实施例中，第一磁方向区MA_1小于第二磁方向区MA_2。此外，在图5(b)所示的实施例中，第一磁方向区MA_1比第二磁方向区MA_2小更多。相反，在图6(a)所示的实施例中，第一磁方向区MA_1大于第二磁方向区MA_2。此外，在图6(b)所示的实施例中，第一磁方向区MA_1比第二磁方向区MA_2大更多。

由于图5(a)和图6(a)所示的实施例中第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸之间的差异小于图5(b)和图6(b)所示的实施例中第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸之间的差异，因此，图5(a)和图6(a)所示的实施例中的耦合效应弱于图5(b)和图6(b)所示的实施例中的耦合效应。因此，可通过调节第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸的比率来调整电感器组件的耦合效应。

图7(a)、图7(b)、图8(a)以及图8(b)示出了第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸的比率为非1的正有理数的其他实施例。图7(a)的实施例与图4(a)所描述的实施例类似。但是，在图7(a)所示的实施例中，第一磁方向区MA_11的尺寸小于第一磁方向区MA_12的尺寸，且第二磁方向区MA_21的尺寸小于第二磁方向区MA_22的尺寸。相似的，在图7(b)所示的实施例中，第一磁方向区MA_11的尺寸比第一磁方向区MA_12的尺寸小很多，且第二磁方向区MA_21的尺寸比第二磁方向区MA_22的尺寸小很多。

相反的，在图8(a)所示的实施例中，第一磁方向区MA_11的尺寸大于第一磁方向区MA_12的尺寸，且第二磁方向区MA_21的尺寸大于第二磁方向区MA_22的尺寸。相似的，在图8(b)所示的实施例中，第一磁方向区MA_11的尺寸比第一磁方向区MA_12的尺寸大很多，且第二磁方向区MA_21的尺寸比第二磁方向区MA_22的尺寸大很多。

由于图7(a)和图8(a)所示的实施例中第一磁方向区MA_11的尺寸和第一磁方向区MA_12的尺寸之间的差异，以及第二磁方向区MA_21的尺寸和第二磁方向区MA_22的尺寸之间的差异小于图7(b)和图8(b)所示的实施例中第一磁方向区MA_11的尺寸和第一磁方向区MA_12的尺寸之间的差异，以及第二磁方向区MA_21的尺寸和第二磁方向区MA_22的尺寸之间的差异，因此，图7(a)和图8(a)所示的实施例中的耦合效应弱于图7(b)和图8(b)所示的实施例中的耦合效应。因此，可通过调节第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸的比率来调整电感器组件的耦合效应。

可理解的是，图7(a)、图7(b)、图8(a)以及图8(b)所示的实施例可概括为：第二重叠区包括电流输入端CI和电流输出端CO(CI和CO的位置可调换)。相较于第一磁方向区MA_11和MA_12更为靠近电流输入端CI和电流输出端CO的第二磁方向区MA_21和MA_22的尺寸小于(在其他实施例中，可大于)第一磁方向区MA_11和MA_12的尺寸。

此外，图7(a)、图7(b)、图8(a)以及图8(b)所示的实施例可概括为：第一重叠区包括第三重叠区(也即，图7(a)中包括第一磁方向区MA_11和第二磁方向区MA_21的区域)和第四重叠区(也即，图7(a)中包括第一磁方向区MA_12和第二磁方向区MA_22的区域)。第三重叠区与第一磁方向区中的至少一个重叠以及第二磁方向区中的至少一个重叠。另外，第四重叠区与第一磁方向区中的至少一个重叠以及第二磁方向区中的至少一个重叠。此外，与第三重叠区重叠的第一磁方向区(也即，图7(a)中的MA_11)和与第三重叠区重叠的第二磁方向区(也即，图7(a)中的MA_21)具有不同的尺寸。

在上述提及的实施例中，第一磁方向区的线圈数和第二磁方向区的线圈数完全相同。例如，在图2(a)所示的实施例中，第一磁方向区MA_1和第二磁方向区MA_2中的任一个的线圈数为1，而在图2(b)所示的实施例中，第一磁方向区MA_1和第二磁方向区MA_2中的任一个的线圈数为2。但是，第一磁方向区的线圈数和第二磁方向区的线圈数也可不相同。

请参考图9，第一磁方向区MA_1的线圈数大于第二磁方向区MA_2的线圈数。因此，虽然第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸相同，但是第一磁方向区MA_1引起的磁通强于第二磁方向区MA_2引起的磁通。相似的，通过为第一磁方向区MA_1和第二磁方向区MA_2设置不同的线圈数，可使所述第一磁方向区MA_1的尺寸和第二磁方向区MA_2的尺寸不相同时，二者仍能引起相同的磁通。

图10为本发明所提供的电感器组件的示例性应用的电路图。如图10所示，电感器L_1和L_2被应用到放大器1001中。这里的电感器L_1和L_2可包括本发明上面各实施例所描述的重叠区。此外，本发明实施例所提供的电感器并不限于应用在放大器中。

请注意，上面提及的第二电感器L_2并不限于与第一电感器L_1一起被使用。本发明各实施例所描述的第二电感器L_2可概括为：一个电感器，包括：感应区，该感应区包括至少一个第一磁方向区和至少一个第二磁方向区。第一磁方向区的尺寸和第二磁方向区的尺寸的比率为预定比率，以便，第一磁方向区引起的磁通和第二磁方向区引起的磁通的比率小于或等于预定阈值。

综上所述，本发明的电感器组件具有重叠区和低耦合效应。因此，现有技术中提及的问题得以解决。此外，可通过调整电感器的结构来控制两个电感器之间的耦合效应，这使得电感器组件更具有适用性。此外，本发明还可通过设置电感器的结构来调整电感器可提供的磁通量。

权利要求书中用以修饰元件的“第一”、“第二”等序数词的使用本身未暗示任何优先权、优先次序、各元件之间的先后次序、或所执行方法的时间次序，而仅用作标识来区分具有相同名称(具有不同序数词)的不同元件。

本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。