专利名称：变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变压器，更具体地讲，涉及一种采用在互补金属氧化物半导体 (CMOS)功率放大器中使用的集成无源器件(IPD)结构的变压器。
背景技术：
—般来说，功率放大器用在移动通信终端(例如便携式电话)的Tx端口，以放大 Tx信号的功率。功率放大器需要将Tx信号放大到适当的功率。为控制功率放大器的输出 功率，可以使用闭环方法或开环方法。对闭环方法来说，在功率放大器的输出端口的变压器 检测一部分输出信号，肖特基二极管将检测的信号转换成DC电流，比较器将DC电流与参考 电压进行比较。对开环方法来说，功率是通过感应被施加到功率放大器的电压或电流来调 节的。 传统上使用的闭环方法，保证精确的功率控制，但电路实现复杂且由于耦合器损 耗(coupler loss)导致放大器效率劣化。开环方法电路实现简单，因此被用于很多情况， 但不能精确调节功率。 近来，由于组件集成到集成电路(IC)中，因此简化了在闭环方法中的电路实现。 此外，随着控制芯片的性能提高，用于闭环方法的定向耦合器的耦合值显著降低，因此明显 减少了耦合器损耗。值得注意的是，当前，保证精确的功率控制的闭环方法用于斜坡式曲线 图被认为是重要的移动通信全球系统(GSM)通信计划中。 对有效实现控制功率放大器的输出的变压器的研究正在进行。然而，当使用变压 器时，在输出信号中产生谐波分量。值得注意的是，当变压器被构造为采用CMOS功率放大 器的IPD时，由于高输出功率，所述谐波分量的特性变得复杂。
发明内容
本发明的一方面提供了一种能够通过利用额外的谐振电路来去除谐波分量的变 压器。 根据本发明的一方面，提供了一种变压器，所述变压器包括至少一条输入导线，
具有分别设置为正(+)信号输入端口和负(_)信号输入端口的两端；一条输出导线，设置为
与所述至少一条输入导线相邻，以与所述至少一条输入导线电磁耦合，所述一条输出导线
的一端接地；第一谐振器，设置在所述一条输出导线的另一端和地之间；第二谐振器，具有
与所述一条输出导线的另一端连接的一端以及设置为输出端口的另一端。 第一谐振器可以在预置频率段中减小从输出导线输出的信号的第三谐波分量。第
一谐振器可以包括彼此串联连接的电感器和电容器。 第二谐振器可以在预置频率段中减小从输出导线输出的信号的第三谐波分量。第
4二谐振器可以包括彼此并联连接的电感器和电容器。 变压器还可以包括在所述一条输出导线的一端和地之间串联连接的第三谐振器。
第三谐振器可以在预置频率段中减小从输出导线输出的信号的第二谐波分量。第 三谐振器可以包括彼此串联连接的电感器和电容器。 根据本发明的另一方面，提供了一种变压器，包括层叠基底；至少一条输入导 线，设置在所述层叠基底上，具有分别设置为正(+)信号输入端口和负(_)信号输入端口 的两端；一条输出导线，设置为与所述至少一条输入导线相邻，以与所述至少一条输入导线 电磁耦合，所述一条输出导线的一端接地；第一谐振器，设置在所述一条输出导线的另一端 和地之间；第二谐振器，具有与所述一条输出导线的另一端连接的一端以及设置为输出端 口的另一端。所述至少一条输入导线的一部分设置在所述层叠基底的顶层上，所述至少一 条输入导线的其余部分设置在所述层叠基底的不同的层上，在不同层上的部分通过通孔连 接。所述一条输出导线的一部分设置在所述层叠基底的顶层上，所述一条输出导线的其余 部分设置在层叠基底的不同层上，以不直接与所述至少一条输入导线连接，在不同层上的 部分通过通孔连接。 变压器还可以包括设置在所述至少一条输入导线的一个区域处的电源焊盘。电源 焊盘可以设置在所述至少一条输入导线的电子射频(RF)摆动电势为0V的部分处。
第一谐振器可以在预置频率段中减小从输出导线输出的信号的第三谐波分量。第 一谐振器可以包括彼此串联连接的电感器和电容器。 第二谐振器可以在预置频率段中减小从输出导线输出的信号的第三谐波分量。第 二谐振器可以包括彼此并联连接的电感器和电容器。 变压器还可以包括在所述一条输出导线的一端和地之间串联连接的第三谐振器。 第三谐振器可以在预置频率段中减小从输出导线输出的信号的第二谐波分量。第三谐振器 可以包括彼此串联连接的电感器和电容器。
通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其它方面、特征和其它优点将会 被更清楚地理解，附图中 图1是根据本发明示例性实施例的变压器的电路图；
图2是根据本发明示例性实施例的变压器的平面图； 图3是示出根据本发明示例性实施例的从变压器的输出导线输出的谐波分量的 曲线图。
具体实施例方式
现在，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。
图1是根据本发明示例性实施例的变压器的电路图。 参照图l，根据图1的实施例的变压器IOO可以包括输入导线110、输出导线120、 第一谐振器130和第二谐振器140。 输入导线IIO可以包括多条输入导线，每条输入导线具有分别设置为正(+)信号 输入端口和负(_)信号输入端口的两端。在本实施例中，可以具有三条输入导线。所述三条输入导线的每条的两端可以连接到功率放大器(PA)。在根据本实施例的变压器中，输入 导线可以连接到以用于移动通信终端的互补金属氧化物半导体(CMOS)的类型实现的功率 放大器。 输出导线120可以设置为与至少一条输入导线相邻且与至少一条输入导线电磁 耦合。输出导线120可以具有与地GND连接的一端121。根据本实施例，输出导线120可以 设置为与所述三条输入导线的每条电连接。 第一谐振器130可以形成在输出导线120的另一端122和地之间。第一谐振器130 可以起到在预置的频率段中减小从输出导线120输出的信号的第三谐波分量的作用。根据 本实施例，第一谐振器130可以包括彼此串联的电感器和电容器，以在GSM 850段中减小从 输出导线120输出的信号的第三谐波分量。第一谐振器130的电路构造可以以多种方式实 现，只要第一谐振器130执行前述功能即可。 第二谐振器140可以具有与输出导线120的另一端122连接的一端和设置为输出 端口的另一端。第二谐振器140可以起到在预置频率段中减小从导线输出的信号的第三谐 波分量的作用。根据本实施例，第二谐振器140可以包括第一电路，包括彼此串联连接的 电感器和电容器；电感器，与第一电路并联连接，以在GSM 850段中减小从输出导线120输 出的信号的第三谐波分量。第二谐振器140的电路构造可以以多种方式实现，只要第二谐 振器140执行前述功能即可。 第二谐振器140可以用于从输出导线120输出的信号的输出匹配 (outputmatching)。输出匹配可以通过控制第二谐振器140的电感系数和电容而得到。
根据本实施例，通过添加第二谐振器140，可以更有效地减小从输出导线120输出 的信号的第三谐波分量。因此，可以改善输出电压和效率。 根据本实施例的变压器100还可以包括在输出导线120的一端121和地GND之间 串联连接的第三谐振器150。 第三谐振器150可以起到在预置的频率段中减小从输出导线120输出的信号的第 二谐波分量的作用。根据本实施例，第三谐振器150可以被构造为陷波电路，所述陷波电路 包括第一电路，包括彼此串联连接的电感器和电容器；电感器，与第一电路并联连接，以 在GSM 850段中减小从输出导线120输出的信号的第二谐波分量。第三谐振器150的电路 构造可以以多种方式实现，只要第三谐振器150执行前述功能即可。 根据本实施例，通过添加第三谐振器150，可以减小从输出导线120输出的信号的
第二谐波分量。因此，可以改善输出电压和效率。 图2是根据本发明另一示例性实施例的变压器的平面图。 参照图2，根据本实施例的变压器200包括层叠基底260、输入导线211、输入导线 212、输入导线213、输出导线220、第一谐振器230和第二谐振器240。 层叠基底260可以为具有多个层的介电基底。根据本实施例，输入导线211、输入 导线212、输入导线213和输出导线220均可具有形成在层叠基底的顶层上的一部分和形 成在不同的叠层上的另一部分，从而输入导线211、输入导线212、输入导线213和输出导线 220彼此均不直接接触。输入导线211、输入导线212、输入导线213和输出导线220的在不 同叠层上的部分可以通过通孔连接。用于高频应用的基底可以用作层叠基底260。
输入导线211、输入导线212和输入导线213可以形成在层叠基底260上，每条输
6入导线均具有分别设置为正(+)信号输入端口和负(_)信号输入端口的两端。多条输入导 线均具有形成在层叠基底260的顶层上的一部分，其余部分形成在不同的叠层上。对应的 输入导线的在不同的叠层上的部分可以通过通孔连接。根据本实施例，可以有三条输入导 线。所述三条输入导线的每条的两端可以连接到功率放大器(PA)。在本实施例的变压器 中，输入导线可以连接到用于移动通信终端的CMOS功率放大器。 输出导线220可以设置为与每条输入导线211、212和213相邻，以与输入导线 211、212和213电磁耦合。输出导线220的一端可以连接到地GND。 根据本实施例，三条输入导线211、212和213可以在层叠基底260上形成具有相 同中心的环，输出导线220可以在层叠基底260上形成具有与输入导线211、212和213的 环的中心相同的中心的环。此外，输出导线220可以设置在三条输入导线211、212和213 之间以与三条输入导线211、212和213的每条电磁耦合。 输出导线220的一部分可以形成在层叠基底260的顶层上，其余部分可以形成在 不同的层上，从而输出导线220不直接与输入导线211、212和213中的至少一条连接。输 出导线220的在不同积层上的部分可以通过通孔连接。 第一谐振器230可以形成在输出导线220的另一端222和地之间。根据本实施 例，第一谐振器230可以形成在输入导线211、212、213的环和输出导线220的环的中心区 域中。第一谐振器230可以起到在预置的频率段中减小从输出导线220输出的信号的第三 谐波分量的作用。根据本实施例，第一谐振器230可以包括彼此串联连接的电感器组件和 电容器组件，以在GSM850段减小从输出导线输出的信号的第三谐波分量。第一谐振器230 的电路构造可以以多种方式实现，只要第一谐振器230执行前述功能即可。
第一谐振器230的电感器组件可以被构造为形成在层叠基底260上的导电图案或 被构造为导电线。第一谐振器230的电容器组件可以通过在层叠基底260的不同层上形成 叠置导电图案来实现。 第二谐振器240的一端可以连接到输出导线220的另一端222，第二谐振器240的 另一端设置为输出端口。第二谐振器240可以起到在预置的频率段中减小从输出导线220 输出的信号的第三谐波分量的作用。根据本实施例，第二谐振器240可以包括彼此串联连 接、并联连接或串联和并联混合连接的多个电感器组件和电容器组件，以在GSM 850段中 减小从输出导线输出的信号的第三谐波分量。第二谐振器240的电路构造可以以多种方式 实现，只要第二谐振器240执行前述功能即可。 第二谐振器240的电感器组件均可以实现为形成在层叠基底260上的导电图案或 实现为导电线。第二谐振器240的电容器组件均可以通过在层叠基底260的不同层上形成 叠置图案来实现。 第二谐振器240可以用于从输出导线220输出的信号的输出匹配。输出匹配可以 通过控制第二谐振器240的电感系数和电容而得到。 根据本实施例，通过添加第二谐振器240，可以更有效地减小从输出导线220输出 的信号的第三谐波分量。因此，可以提高输出电压和效率。 根据本实施例的变压器200还可以包括在输出导线220的一端221和地之间串联 连接的第三谐振器250。 第三谐振器250可以起到在预置的频率段中减小从输出导线220输出的信号的第二谐波分量的作用。根据本实施例，第三谐振器250可以被构造为陷波电路，所述陷波电路 包括彼此串联连接、并联连接或串联和并联混合连接的多个电感器组件和电容器组件，以 减小在GSM 850段从输出导线输出的信号的第三谐波分量。第三谐振器250的电路构造可 以以多种方式实现，只要第三谐振器250执行前述功能即可。 第三谐振器250的电感器组件均可以被构造为在层叠基底260上的导电图案或被 构造为导线。第三谐振器250的电容器组件均可以通过在层叠基底260的不同层上形成叠 置导电图案来实现。 根据本实施例，通过添加第三谐振器250，可以减小从输出导线220输出的信号的 第二谐波分量。因此，可以提高输出电压和效率。 根据本实施例，电源焊盘271、272和273可以分别形成在三条输入导线211、212 和213的部分上。电源焊盘271、272和273可设置为分别向输入导线211、212和213供电 的端子。每个电源焊盘271、272和273可以位于在对应的一条输入导线211、212和213中 的电子射频(酌摆动电势为OV的部分。由于没有DC地，所以CMOS功率放大器使用AC地。 因此，OV的RF摆动电势指AC地。 电源焊盘271、272和273可以这样设置，使每个电源焊盘271、272和273与输出 导线220之间的间隔与输出导线220与包括电源焊盘271、272和273的输入导线211、212 和213中对应的输入导线之间的间隔分别相同。 由于电源焊盘271、272和273分别直接形成在输入导线211、212和213上，因此 不需要为形成电源焊盘形成单独的导电线。因此，可以避免可由其它导电线导致的不期望 的电磁耦合。 图3是示出根据本发明示例性实施例的从变压器的输出导线输出的谐波分量的 曲线图。 参照图3，曲线a表示从输出导线输出的信号的第二谐波分量，曲线b表示从输出 导线输出的信号的第三谐波分量。在根据本实施例的变压器中，第二谐波分量和第三谐波 分量在GSM 850段(即，从大约800MHz到大约900MHz的段)中不超过-lOdBm，。因此，可 以防止由谐波分量导致的输出劣化。 根据本发明，添加额外的谐振电路以消除谐波分量，从而可提高输出功率和效率。
虽然已经结合示例性实施例示出并描述了本发明，但对本领域技术人员来说应该 清楚的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以作出修改和改变。
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权利要求
一种变压器，包括至少一条输入导线，具有分别设置为正信号输入端口和负信号输入端口的两端；一条输出导线，设置为与所述至少一条输入导线相邻，以与所述至少一条输入导线电磁耦合，所述一条输出导线的一端接地；第一谐振器，设置在所述一条输出导线的另一端和地之间；第二谐振器，具有与所述一条输出导线的另一端连接的一端以及设置为输出端口的另一端。
2. 如权利要求1所述的变压器，其中，第一谐振器在预置频率段中减小从输出导线输 出的信号的第三谐波分量。
3. 如权利要求2所述的变压器，其中，第一谐振器包括彼此串联连接的电感器和电容器。
4. 如权利要求1所述的变压器，其中，第二谐振器在预置频率段中减小从输出导线输 出的信号的第三谐波分量。
5. 如权利要求4所述的变压器，其中，第二谐振器包括 第一电感器和电容器，彼此串联连接；第二电感器，与第一 电感器和电容器并联连接。
6. 如权利要求1所述的变压器，所述变压器还包括在所述一条输出导线的一端和地之 间串联连接的第三谐振器。
7. 如权利要求6所述的变压器，其中，第三谐振器在预置频率段中减小从输出导线输 出的信号的第二谐波分量。
8. 如权利要求6所述的变压器，其中，第三谐振器包括 第一电感器和电容器，彼此串联连接；第二电感器，与第一 电感器和电容器并联连接。
9. 一种变压器，包括 层營基底；至少一条输入导线，设置在所述层叠基底上，具有分别设置为正信号输入端口和负信号输入端口的两端；一条输出导线，设置为与所述至少一条输入导线相邻，以与所述至少一条输入导线电 磁耦合，所述一条输出导线的一端接地；第一谐振器，设置在所述一条输出导线的另一端和地之间；第二谐振器，具有与所述一条输出导线的另一端连接的一端以及设置为输出端口的另丄山1而，其中，所述至少一条输入导线的一部分设置在所述层叠基底的顶层上，所述至少一条 输入导线的其余部分设置在所述层叠基底的不同的层上，在不同层上的部分通过通孔连 接，所述一条输出导线的一部分设置在所述层叠基底的顶层上，所述一条输出导线的其余 部分设置在所述层叠基底的不同的层上，以不直接与所述至少一条输入导线连接，在不同 层上的部分通过通孔连接。
10. 如权利要求9所述的变压器，所述变压器还包括设置在所述至少一条输入导线的一个区域处的电源焊盘。
11. 如权利要求io所述的变压器，其中，电源焊盘设置在所述至少一条输入导线的电 子射频摆动电势为ov的部分处。
12. 如权利要求9所述的变压器，其中，第一谐振器在预置频率段中减小从输出导线输 出的信号的第三谐波分量。
13. 如权利要求12所述的变压器，其中，第一谐振器包括彼此串联连接的电感器和电 容器。
14. 如权利要求9所述的变压器，其中，第二谐振器在预置频率段中减小从输出导线输 出的信号的第三谐波分量。
15. 如权利要求14所述的变压器，其中，第二谐振器包括 第一电感器组件和电容器组件，彼此串联连接；第二电感器组件，与第一 电感器组件和电容器组件并联连接。
16. 如权利要求9所述的变压器，所述变压器还包括在所述一条输出导线的一端和地 之间串联连接的第三谐振器。
17. 如权利要求16所述的变压器，其中，第三谐振器在预置频率段中减小从输出导线 输出的信号的第二谐波分量。
18. 如权利要求17所述的变压器，其中，第三谐振器包括 第一电感器组件和电容器组件，彼此串联连接；第二电感器组件，与第一 电感器组件和电容器组件并联连接。
全文摘要
本发明提供了一种变压器，所述变压器包括至少一条输入导线，具有分别设置为正(+)信号输入端口和负(-)信号输入端口的两端；一条输出导线，设置为与所述至少一条输入导线相邻，以与所述至少一条输入导线电磁耦合，所述一条输出导线的一端接地；第一谐振器，设置在所述一条输出导线的另一端和地之间；第二谐振器，具有与所述一条输出导线的另一端连接的一端以及设置为输出端口的另一端。
文档编号H03H7/01GK101728071SQ200910161289
公开日2010年6月9日 申请日期2009年7月30日 优先权日2008年10月30日
发明者元俊九, 南重镇, 宋泳镇, 裴孝根, 金基仲, 金胤锡 申请人:三星电机株式会社