具有帶8字和雙8字嵌套結構的變壓器的變壓器電路的制作方法
【專利說明】具有帶8字和雙8字嵌套結構的變壓器的變壓器電路
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請請求于2013年9月17日申請的美國專利申請N0.14/028, 835的優先權，并且請求于2012年9月20日申請的美國臨時申請N0.61/703,576的權益。上述引用的申請的全部公開內容以引用的方式并入本文。
技術領域
[0003]本發明涉及集成電路，并且特別涉及并入到集成電路中的電感器和變壓器結構。
【背景技術】
[0004]這里提供的【背景技術】描述的目的在于一般性介紹本公開的背景。發明人的某些工作(即已在此【背景技術】部分中作出描述的工作)以及說明書中關于某些尚未成為申請日之前的現有技術的內容，無論是以明確還是隱含的方式均不被視為相對于本公開的現有技術。
[0005]集成電路(或芯片)包括位于有限空間內許多電路元件。這些電路元件可以包括電感器和變壓器。分立的電感器和變壓器可以跨過電感器和變壓器之間的空間而彼此磁性地耦合。產生磁場的第一電感器或變壓器被稱為“干擾方(aggressor)”。接收該磁場的第二電感器或變壓器被稱為“受擾方(victim)”。
[0006]典型地，為了最小化集成電路上的干擾方和受擾方之間的磁耦合，干擾方和受擾方之間的距離被最大化。然而，隨著芯片的尺寸縮小，芯片上可用于放置干擾方和受擾方的面積以及干擾方和受擾方之間的距離減小。這限制了最小化磁耦合的能力。
[0007]另外，集成電路可以包括一個或多個收發器。每個收發器可以包括具有功率放大器的功率放大器電路。由于功率放大器電路中包含且緊密鄰近的電感器和/或變壓器，可能受到功率放大器電路的放大器之間的串擾(即干擾)和反饋。還可能受到本地振蕩器拉動(local oscillator pulling)。本地振蕩器拉動可以指例如當收發器的傳送信號的一部分耦合回到電壓受控振蕩器時。對傳送信號進行調制，這導致該電壓受控振蕩器也進行調制。
【發明內容】
[0008]提供了一種變壓器，并且包括第一回路和第二回路。第一回路包括第一輸入端子組。第一回路包括至少三個回路，所述至少三個回路通過第一交叉彼此導電地串聯耦合。所述第二回路包括第一輸出端子組。所述第二回路包括至少三個回路，所述至少三個回路通過第二交叉彼此導電地串聯耦合。所述第二導電回路中的每一個導電回路都與第一導電回路中的對應一個導電回路感應耦合并嵌套在對應一個導電回路中。
[0009]在其他的特征中，提供了一種變壓器，并且包括:輸入端子組；第一輸出端子組；以及繞組。所述繞組包括第一繞組和第二繞組。第一繞組具有8字的結構并且導電耦合到所述輸入端子組。所述8字結構包括第一回路和第二回路。第一回路和第二回路導電經由交叉彼此導電耦合。第二繞組不具有8字結構。所述第二繞組被導電耦合到所述第一輸出端子組。所述第二繞組被嵌套在所述第一繞組的所述第一回路和所述第一繞組的所述第二回路中的一個并與其感應耦合。
[0010]在其他的特征中，提供了一種變壓器電路，并包括第一變壓器和第二變壓器。第一變壓器包括具有第一回路的第一繞組，以及具有第二回路的第二繞組，其中所述第二回路被嵌套在第一回路中。所述第二變壓器被嵌套在所述第一變壓器內。第二變壓器包括具有8字結構的第三繞組，以及具有8字結構的第四繞組。所述第四繞組的回路被嵌套在所述第三繞組的對應的回路內。
[0011]本公開應用的其他范圍將從詳細說明、權利要求和附圖中變得明顯。詳細說明和具體例子僅用于例示的目的，并不旨在限制本公開的范圍。
【附圖說明】
[0012]圖1是包括根據本公開的變壓器的無線通信電路。
[0013]圖2是變壓器電路的示意圖，其示出了第一變壓器(或干擾方)和第二變壓器(或受擾方)之間的電感性耦合，其中受擾方具有帶有串聯連接回路的8字結構。
[0014]圖3是變壓器電路的示意圖，其示出了第一變壓器(或干擾方)和第二變壓器(或受擾方)之間的電感性耦合，其中受擾方具有帶有并聯連接回路的8字結構。
[0015]圖4是變壓器的示意圖，其具有嵌套在另一個繞組的回路中的繞組。
[0016]圖5是變壓器的示意圖，其具有嵌套在單個繞組的對應回路中的多個繞組，以及相對的輸入和輸出端子。
[0017]圖6是變壓器的示意圖，其具有嵌套在單個繞組的對應回路中的多個繞組，以及不相對的輸入和輸出端子。
[0018]圖7是變壓器電路的示意圖，其包括多個具有嵌套在變壓器的對應回路中的8字結構的變壓器。
[0019]圖8是變壓器電路的示意圖，該變壓器電路包括變壓器，該變壓器具有8字結構，該8字結構嵌套在另一個具有非8字結構的變壓器中。
[0020]圖9是具有雙8字結構的變壓器的示意圖。
[0021]圖10是變壓器電路的示意圖，該變壓器電路包括變壓器，該變壓器具有雙8字結構，該雙8字結構嵌套在另一個具有非8字結構的變壓器中。
[0022]圖11是集成電路的頂視圖，其示出了具有8字結構和相對的輸入及輸出端子的變壓器的布局。
[0023]圖12是集成電路的頂視圖，其示出了具有8字結構和非相對的輸入及輸出端子的變壓器的布局。
[0024]圖13是集成電路的頂視圖，其示出了具有8字結構和垂直堆疊回路的變壓器。
[0025]圖14A-K是沿著圖13的集成電路的剖面線A-K的剖面側視圖。
[0026]圖15是集成電路的頂視圖，其示出了具有位于不同層上的回路和交叉的8字結構的變壓器。
[0027]圖16是沿著圖14的集成電路的剖面線A-A的剖面側視圖。
[0028]圖17是功率放大器電路的示意圖，其包括根據本公開的電感器和/或變壓器。
[0029]在這些附圖中，附圖標記可能被重復使用來標識類似的和/或相同的元件。
【具體實施方式】
[0030]變化的磁場穿過例如為電感器的回路的回路，在該回路上感應出電流。該感應電流產生相反的磁場。以下公開具有電感器和變壓器的變壓器電路。電感器、變壓器的繞組(或電感器)，以及變壓器可以具有8字和/或雙8字結構。這些結構被設計來最小化和/或消除在電路元件和關聯的感應電流之間的磁耦合。
[0031]具有8字結構的電感器或繞組包括至少兩個經由交叉彼此導電耦合的回路。該至少兩個回路是非同心的并且彼此分開，使得至少一個回路不位于(或嵌套)在其他回路中的一個之內。具有8字結構的電感器或繞組包括至少四個經由至少三個交叉彼此導電耦合的回路。具有雙8字結構的電感器或繞組具有兩個經由交叉彼此導電耦合的8字結構。具有8字結構的電感器和繞組的例子至少在圖2-12中示出。
[0032]具有8字結構的變壓器包括至少一個帶有8字結構的繞組。如果該變壓器包括多個帶有8字結構的繞組，該變壓器的初級繞組可以被嵌套在該變壓器的次級繞組中。具有8字結構的變壓器的例子至少在圖2-12中示出。
[0033]本文公開的電感器、繞組和變壓器的結構所提供的磁場消除可以允許電感器、繞組和變壓器被放置(或嵌套)在其他電感器、繞組和變壓器中。這最小化了被電感器、繞組以及變壓器使用的空間。這里揭示的包括那些帶有8字結構和雙8字結構的變壓器可以為垂直堆疊變壓器、同心變壓器或其他類型的變壓器。垂直堆疊變壓器的例子在圖13-14中示出。同心變壓器和/或具有同心回路的變壓器的例子至少在圖2-12中示出。
[0034]這里揭示的變壓器可以被配置用于和/或用作平衡一不平衡變換器(balun)。平衡一不平衡變換器可以涉及電變壓器，其將相對于大地基準平衡的第一電信號轉換為第二電信號。第二電信號相對于大地基準為不平衡。平衡一不平衡變換器也可以將相對于大地基準不平衡的電信號轉換為相對大地基準平衡。
[0035]圖1示出無線通信電路10，其包括信號發電機模塊12、轉換器模塊14、帶有變壓器16,18,20和功率放大器22、24的功率放大器電路15，以及天線26。信號發生器模塊12接收和/或產生經由天線26發射的信號。轉換器模塊14可以將基帶信號轉換為無線電頻率(RF)信號。轉換器模塊14可以包括一個或多個混合器(示出一個混合器27)、一個或多個振蕩器(不出一個本機振蕩器28)，以及濾波器模塊30。本機振蕩器28產生振蕩信號。混合器27將信號混合來與振蕩信號一起傳送以產生第一輸出信號。第一輸出信號由濾波器模塊30濾波。
[0036]變壓器16、18、2