用于电感器件的耦合结构的制作方法_4

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反相器710-P的输出端连接。反相器710-1至710-P被配置作为有源反馈器件 并且被配置为在输出节点702处生成振荡信号。另一个反相器720具有被配置为接收脉冲 信号的输入端和与第一节点702连接的输出端。反相器720用作复位器件,该复位器件被 配置为响应于脉冲信号将节点724处的输出振荡信号设定为预定电压电平。在一些实施例 中,类似于振荡器700的两个或多个环形振荡器(如,图5中的振荡器532和534)连接至 类似于脉冲分配网络500的脉冲分配网络的多个端部,以使该两个或多个环形振荡器的输 出振荡信号同步。
[0091] 图8是根据一个或多个实施例的另一个环形振荡器800的示意图。振荡器800具 有一对输出节点802和804,以及Q个差分放大器810-1至810-Q,其中Q是奇数。放大器 810-1至810-Q串联连接。最后一级放大器810-Q的输出端与输出节点802和804连接, 并且第一阶放大器810-1的输入端与放大器810-Q的输出端连接。放大器810-1至810-Q 被配置为有源反馈器件并且在输出节点802和804处生成一对差分振荡信号。一个放大器 (诸如放大器810-1)还包括开关器件或复位器件,该开关器件或复位器件被配置为响应于 脉冲信号将放大器810-1的输出端设定为预定电压电平。在一些实施例中,放大器810-1至 810-Q中的任何差分放大器都可用于脉冲信号注入。在一些实施例中,类似于振荡器800的 两个或多个环形振荡器(如,图5中的振荡器532和534)连接至类似于脉冲分配网络500 的脉冲分配网络的多个端部,以使该两个或多个振荡器的输出振荡信号同步。
[0092] 图9是根据一个或多个实施例的包括耦合结构910和对应的第一和第二电感器件 922和924的电路900的一部分的顶视图。在一些实施例中,电感器件922和924对应于图 1中的电感器件110A和110B或对应于图3中的电感器件310A至310F。在一些实施例中, 配置耦合结构910以有助于图1中的磁耦合180或图3中的磁耦合380A至380G。
[0093] 耦合结构910包括第一导电回路912、第二导电回路914和将第一导电回路912与 第二导电回路914电连接的一组导电路径916。第一导电回路912和第二导电回路914的 回路形状呈八边形。在一些实施例中,第一导电回路912和第二导电回路914的回路形状 呈多边形或圆形。第一导电回路912、第二导电回路914和一组导电路径916形成在一个 或多个芯片的多个互连层中。从顶视图的角度观察,第一导电回路912围绕第一电感器件 922。从顶视图的角度观察,第二导电回路914围绕第二电感器件924。
[0094] 第一电感器件922具有对应于电感器件922的线圈的开口的信号端口 922a、线圈 的中心922b和端口方向922c。第二电感器件924具有对应于电感器件924的线圈的开口 的信号端口 924a、线圈的中心924b和端口方向924c。在图9中,端口方向922c和924c指 向相同的方向。在一些实施例中,端口方向922c和924c指向不同的方向。
[0095] 第一导电回路912包括第一端912a和第二端912b。第二导电回路914包括第一 端914a和第二端914b。一组导电路径916包括第一导电路径916a和第二导电路径916b。 第一导电路径916a将第一导电回路912的第一端912a与第二导电回路914的第一端914a 电连接。第二导电路径916b将第一导电回路912的第二端912b与第二导电回路914的第 二端914b电连接。长度L限定为第一导电回路912与第二导电回路914之间间隔的长度。 在一些实施例中,长度L等于或大于100μm。
[0096] 在一些实施例中,响应于由第一电感器件922生成的第一磁场,在第一导电回路 912处生成感应电流。该感应电流通过这组导电路径916传输至第二导电回路914并且在 第二导电回路914中生成第二磁场。因此,第一电感器件922与第二电感器件924之间的互 感对第一磁场的磁场分布的依赖度低,而对由感应电流再生的第二磁场有较高的依赖度。 结果,第一电感器件922与第二电感器件924之间的互感不依赖于电感器件922与电感器 件924之间的距离,诸如当长度L等于或大于100μm时。
[0097] 图10是根据一个或多个实施例的在具有或不具有耦合结构的情况下两个电感器 件(诸如,电感器件922与924)之间的耦合系数K随频率Freq变化的示图。曲线1010表 示在电感器件922与924不具有耦合结构910并且两者之间的距离设定为1000μm时,电 感器件922与924之间的耦合系数K。曲线1020a表示在电感器件922与924具有耦合结 构910且两者之间的长度L设定为500μm时,电感器件922与924之间的耦合系数K;曲 线1020b表示长度L为1000μm时的耦合系数K;曲线1020c表示长度L为2000μm时的 耦合系数K;曲线1020d表示长度L为3000μm时的耦合系数K;以及曲线1020e表示长度 L为5000μm时的耦合系数K。参考线1030表示K值为0. 001 (10 3)。
[0098] 耦合系数K限定为:
[0099]
[0100] Μ是电感器件922与924之间的互感,1^是第一电感器件922的自感,以及L2是第 二电感器件924的自感。如果K值大于0.001(参考线1030),那么对应于电感器件922和 924的振荡器具有足以保持两者之间相位差稳定的磁耦合。
[0101] 如图10的曲线1010所示,距离为1000μL?,不具有耦合结构910的配置不再确保 电感器件922与924之间的足够的磁耦合。相反地,曲线1020a至1020e显示,具有耦合 结构910的实施例使电感器件922与924之间的磁耦合不依赖于两者之间的距离。如图 10所示,在500MHz之后,对应于长度L分别设定为500μπκ1000μπκ2000μπκ3000μπι和 5000μm的曲线1020a至1020e都在参考线1030上面。
[0102] 结合图11A至图15进一步示出图9的实施例的一些可能的变化。在一些实施例 中,可将如图11A至图15所示的变化相结合,以形成与图9和图11A至图15所呈现的思想 相一致的又一不同变化。
[0103] 图11A是根据一个或多个实施例的耦合结构910A与对应的电感器件922和924 的顶视图。与图9中的组件相同或类似的组件具有相同的参考标号,省略其详细描述。
[0104] 与耦合结构910相比,耦合结构910A包括取代一组导电路径916的一组导电路径 916A。一组导电路径916A包括第一导电路径916Aa和第二导电路径916Ab。对第一导电路 径916Aa和第二导电路径916Ab进行布线,使得从顶视图的角度观察,第一导电路径916Aa在位置1110处与第二导电路径916Ab交叉(crossover)。
[0105] 图11B是根据一个或多个实施例的耦合结构910B与对应的电感器件922和924 的顶视图。与图9中的组件相同或类似的组件具有相同的参考标号,省略其详细描述。
[0106] 与耦合结构910相比,耦合结构910B包括取代一组导电路径916的一组导电路径 916B。一组导电路径916B包括第一导电路径916Ba和第二导电路径916Bb。对第一导电路 径916Ba和第二导电路径916Bb进行布线,使得从顶视图的角度观察,第一导电路径916Ba 和第二导电路径916Bb中的每一条在位置1120处都具有成角度的拐角。
[0107] 图11C是根据一个或多个实施例的耦合结构910C与对应的电感器件922和924 的顶视图。与图9中的组件相同或类似的组件具有相同的参考标号,省略其详细描述。
[0108] 与耦合结构910相比,耦合结构910C包括取代一组导电路径916的一组导电路径 916C。一组导电路径916C包括第一导电路径916Ca和第二导电路径916Cb。对第一导电路 径916Ca和第二导电路径916Cb进行布线,使得从顶视图的角度观察,第一导电路径916Ca 和第二导电路径916Cb中的每一条在位置1130处都具有成角度的拐角。而且,从顶视图的 角度观察,第一导电路径916Ca在位置1130处与第二导电路径916Cb交叉。
[0109] 图12A是根据一个或多个实施例的耦合结构1210A与对应的电感器件1222和 1224的顶视图。耦合结构1210A包括:第一导电回路1212A;第二导电回路1214A;第一组 导电路径1216A,将导电回路1212A与1214A电连接;第三导电回路1212B;第四导电回路 1214B;以及第二组导电路径1216B,将导电回路1212B与1214B电连接。第一电感器件1222 与第一导电回路1212A磁耦合。第二电感器件1224与第三导电回路1212B磁耦合。第二 导电回路1214A与第四导电回路1214B磁耦合。从顶视图的角度观察,第二导电回路1214A 围绕第四导电回路1214B。
[0110] 在一些实施例中,响应于由第一电感器件1222生成的第一磁场,在第一导电回路 1212A处生成第一感应电流。第一感应电流通过第一组导电路径1216A传输至第二导电回 路1214A,并且在第二导电回路1214A中生成第二磁场。响应于第二磁场,在第四导电回路 1214B处生成第二感应电流。第二感应电流通过第二组导电路径1216B传输至第三导电回 路1212B,并且在第三导电回路1212B中生成第三磁场。因此,第二电感器件1224通过由第 三导电回路1212B中的第二感应电流再生的第三磁场与第一电感器件1222
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