1、集成電路系列之無源器件第1頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四4.1 互連線互連線設計應該注意以下方面： 大多數連線應該盡量短 最小寬度 保留足夠的電流裕量 多層金屬 趨膚效應和寄生參數 寄生效應 2第2頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四4.2 電阻實現電阻有三種方式： 晶體管結構中不同材料層的片式電阻專門加工制造的高質量高精度電阻 互連線的傳導電阻 3第3頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四圖4.1 (a)單線和U-型電阻結構 (b)它們的等效電路4第4頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四4.3 電容在高速集成

2、電路中，有多種實現電容的方法：1）利用二極管和三極管的結電容；2）利用圖4.2(a)所示的叉指金屬結構；3）利用圖4.2(b)所示的金屬-絕緣體-金屬(MIM)結構4.1；4）利用類似于圖4.2(b)的多晶硅/金屬-絕緣體-多晶硅結構；5第5頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四圖4.2 (a)叉指結構電容和(b)MIM 結構電容 6第6頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四4.4 電感4.4.1 集總電感圖 4.3單匝線圈版圖 a，w 取微米單位 7第7頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四式中：ri=螺旋的內半徑，微米， r0=螺旋的外

3、半徑，微米， N=匝數。多匝螺旋形線圈電感值計算公式為： 8第8頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四4.4.2 傳輸線電感獲得單端口電感的另一種方法是使用長度ll/4波長的短電傳輸線(微帶或共面波導)或使用長度在l/4 ll/2范圍內的開路傳輸線。 9第9頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四4.5 分布元件4.5.1 集總元件和分布元件隨著工作頻率的增加，一些諸如互連線的IC元件的尺寸變得很大，以致它們可以與傳輸信號的波長相比。這時，集總元件模型就不能有效地描述那些大尺寸元件的性能，應該定義為分布元件。 10第10頁，共16頁，2022年，5月20日，1

4、點36分，星期四4.5.2 微帶線(a) (b)圖4.4典型微帶線的剖面圖(a)和覆蓋鈍化膜的微帶線(b)11第11頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四微帶線設計需要的電參數主要是阻抗、衰減、無載Q、波長、遲延常數。阻抗計算 微帶線的衰減由兩部分組成：導線損耗和介質損耗 形成微帶線的基本條件是，介質襯底的背面應該完全被低歐姆金屬覆蓋并接地，從而使行波的電場主要集中在微帶線下面的介質中。 12第12頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四4.5.3 共面波導(CPW)(a) (b)圖4.5 常規共面波導(a)與雙線共面波導(b)13第13頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四CPW的阻抗計算CPW的衰減計算14第14頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四相對于微帶線，CPW的優點是：1）工藝簡單，費用低，因為所有接地線均在上表面而不需接觸孔。2）在相鄰的CPW之間有更好的屏蔽，因此有更高的集成度和更小的芯片尺寸。3）比金屬孔有更低的接地電感。4）低的阻抗和速度色散。CPW的缺點是：1）衰減相對高一些，在50GHz時，CPW的衰減是0.5dB/mm; 2）由于厚的介質層，導熱能力差，不利于大功率放大器的實現。15第15頁，共16頁，2022年，5月20日，1點36分，星