互感應電路的製作方法
2023-05-29 12:17:06 2
專利名稱：互感應電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及互感應電路，更特殊地涉及在垂直方向互相平行的第一和第二線路層上構成的，並依據不同信號運行的互感應電路。
背景技術：
最近幾年中，經過移動通信終端裝置的擴展，以行動電話為代表，各種類型的無線電電路傾向於集成在集成電路中。在這種傾向中，常用於無線電電路中的變壓器元件也傾向於集成在相同的集成電路內，該變壓器元件是互感應電路中的一個例子。下面描述三種傳統的變壓器元件。
圖32A是俯視圖，原理性地描述一種變壓器元件的結構(下文的「背景技術描述」一章中，該變壓器元件稱為「第一互感應電路100」)，作為第一個示範性傳統互感應電路。圖32B是原理圖，描述沿圖32A所示的V-V線截取的，並從箭頭W1方向所視的第一互感應電路的橫截面。在圖32A和32B中，第一互感應電路100包括初級線圈101和次級線圈102。初級線圈101和102兩者均形成在絕緣層103內，這樣，使初級線圈102直接位於次級線圈102下面。一般初級線圈101是螺旋形的，並在一端含有第一個輸入端A1而在另一端含有第二個輸入端A2。更精確地說，初級線圈的形狀就象從位於螺旋近似中心的第一個輸入端A1沿一個平面向外延伸的一個圈。第二個輸入端A2位於初級線圈101外層圓周側的末端。
次級線圈102基本上具有與初級線圈101相同的外形，並位於初級線圈101沿垂直方向轉移某一預定距離的位置。次級線圈102的第一個輸出端A3位於螺旋中心側的未端，而第二個輸出端A4位於外圓周側的未端。
在上述第一個互感應電路100中，通過將一個電信號施加到第一和第二個輸入端A1和A2，從第一個和第二個輸出端A3和A4的每個接線端獲得依據初級和次級線圈101和102的圈數之比的一個電信號。
圖33是垂直橫截面圖，原理性地描述一種變壓器元件結構(在下文的「背景技術描述」一章中，該變壓器元件稱為「第二互感應電路200」)，作為第二種示範性傳統互感應電路。在圖33中，第二互感應電路200包括下層晶片201和上層晶片202。下層晶片201包括在絕緣薄膜204上形成的次級線圈205，該絕緣薄膜層壓在半導體襯底203上。相似地，上層晶片202包括在絕緣薄膜207上形成的初級線圈208，該絕緣薄膜層壓在半導體襯底206上。下層和上層晶片201和202經聚醯亞胺薄膜209粘合在一起。在這種情況，初級和次級線圈208和205相對於聚醯亞胺薄膜209內垂直形成的基準面RP互相對稱地放置。
在上述第二互感應電路200中，通過將一個電信號施加到線圈205和208中的一個線圈，從線圈205和208中的另一個線圈獲得依據線圈205和208的圈數之比的一個電信號。
圖34A是俯視圖，原理性地描述一種變壓器結構(在下文的「背景技術描述」章節中，該變壓器元件稱為「第三互感應電路300」)，作為第三種示範性傳統互感應電路。圖34B是沿圖34A所示P-P線截取的，從箭頭Q方向觀看的第三互感應電路300的橫截面圖。在圖34A和34B中，第三互感應電路300形成在半導體襯底301上，並包括第一個平面螺旋線圈302，第二個平面螺旋線圈303，及第三個平面螺旋線圈304。在第一個平面上面經過第一絕緣薄膜305形成第二個平面螺旋線圈303。換句話說，第二個螺旋線圈303位於在第一個平面螺旋線圈302上形成的第一絕緣薄膜305上。相似地，在第二個平面螺旋線圈303上經第二絕緣薄膜306形成第三個平面螺旋線圈304。第一個平面螺旋線圈302的螺旋中心側的末端電連接到第二個平面螺旋線圈303的螺旋中心側的末端。相似地，第二個平面螺旋線圈303的螺旋外層圓周側的末端電連接到第三個平面螺旋線圈304的螺旋外層圓周側的末端。
通過從第一和第二個平面螺旋線圈302和303之間接點引出的信號線構成第一個輸入端307。相似地，通過從第三個平面螺旋線圈304的螺旋中心的末端引出的信號線構成第二個輸入端308。此外，由第一平面螺旋線圈302的螺旋外層圓周側的末端部分構成第一個輸出端309，並由第二個平面螺旋線圈304的螺旋外層圓周側的末端部分構成第二個輸出端310。
在上述第三互感應電路300中，通過將一個電信號施加到第一個輸入端308，同時將第一個輸入端307接地，一個轉換的電信號施加在第一個和第二個輸出端309和310之間。
類似於該變壓器元件，一種差分感應元件已經傾向於集成到集成電路內，該差分感應元件是互感應電路的另一個例子。下面將描述兩種傳統差分電感元件。
圖35是電路圖，描述含有差分感應元件的差分開關電路，作為第四種示範性傳統互感應電路。圖36是含有差分電感元件的差分分配放大電路的電路圖，作為第五種示範性傳統互感應電路。在與單相電路的簡單比較中，差分電路，例如圖35所示的差分開關電路或圖35所示的差分分配放大器電路，需要兩倍的元件數。特別地，電感元件相對於其他類型元件佔據較大的面積。因此，在上述元件密度較高的差分電路的情況中，電感元件是增加各種成本的一個因素。為了解決上述問題，日本專利揭露出版(Laid-Open Publication)號2002-164704提議一種差分電感元件，如下面所述。
圖37A和37B是透視圖，描述作為第五種傳統互感應電路的差分電感元件結構。在圖37A中，差分電感元件包括按垂直方向排列的兩個螺旋電感元件。每個螺旋電感元件接收和輸出一個平衡信號，該信號與由另一個螺旋電感元件接收及輸出的信號的幅度相等而相位相反。
更精確地說，第一個螺旋電感包括輸入連線導體(wiring conductor)604a；螺旋形連線導體601a，按螺旋形盤繞；及輸出連線導體605a，用於輸出一個信號。相似地，第二個螺旋電感包括輸入連線導體604b，螺旋形連線導體601b，及輸出連線導體605b。在上述第一個和第二個螺旋電感中，螺旋連線導體601a和601b是按相反方向盤繞的，並形成上層和下層，以便經過絕緣層形成互相重疊。
輸入連線導體604a經引線導體602a連接到螺旋連線導體601a，而輸入連線導體604b經引線導體602b連接到螺旋連線導體601b。在形成螺旋連線導體601a的線路層下面的一層線路層內形成引線導體602a，而在形成螺旋連線導體601b的線路層下面的一層線路層內形成引線導體602b。夾層觸點603a到603d用於不同線路層之間的連接。
在圖37B的差分電感元件中，螺旋連線導體601a和601b按相反的方向盤繞，並且螺旋連線導體601a和601b，不包括交叉點606a到606c，在相同線路層中交替在排列，以使它們互相平行。
在約與由一個電感元件佔據面積相同的面積上實現如圖37A和37B所示的差分電感元件。
有時，一種高頻電路，由集成在集成半導體電路內的無線電電路為代表，可用差分電路實現，以減少共模噪聲。然而，在傳統的變壓器元件中，當從信號輸入端觀看時，線圈互相不對稱。因此，即使差分信號中含有的同相和反相信號分別供給兩個輸入端，還存在一個問題不能從兩個輸出端獲得相位互相相反的兩個信號。
注意，如果按偶數使用上述的傳統變壓器元件(見圖32A和32B)，有可能實現如上所述的對稱性。然而，還存在另一個問題該變壓器元件佔據了半導體集成電路中的一塊較大的面積。
為了減少由半導體襯底的電阻性分量引起的內部損耗，通常在盡可遠離半導體襯底的線路層上形成變壓器元件。傳統變壓器元件需要三層或更多層線路層。例如，在第一互感應電路100中，每個初級線圈和次級線圈101和102都需要一層線路層。此外，每個初級和次級線圈101和102在它的螺旋中心側都含有一個端點，並因此，用於提供一個輸入信號或輸出一個輸出信號的每條信號線都需要一層附加的線路層。相似地，第二種變壓器元件200包括線圈208和205，它們的形狀分別類似於初級和次級線圈101和102，並因此需要三層繞線層。至於變壓器元件300，僅需要三層線路層用於形成三個平面螺旋線圈302到304。
因為從上述中明白，構成一個傳統變壓器元件需要相當數量的線路層。而且，在半超導體加工過程中，僅能製成有限的線路層。因此，很難製成離半導體襯底足夠遠，以減少由半導體襯底電阻性分量引起的內部損耗的傳統變壓器。
類似地，在傳統差分電感元件中，不能按對稱方式製成兩個電感器。因此，即使將差分信號中含有的同相和反相信號分別提供給兩個輸入端，還存在一個問題不能從兩個輸出端獲得兩個相位互相相反的信號。如在傳統變壓器元件的情況中，如果按偶數使用傳統差分電感元件，有可能實現如上所述的對稱性。然而存在一個問題該差分電感元件佔據半導體集成電路的一塊較大面積。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種佔用面積小的互感應電路。
本發明的另一個目的是提供一種由小量的線路層構成低損耗互感應電路。
本發明具有下列功能，以獲得上述的目的。
本發明的第一方面是指用垂直方向互相平行排列的第一和第二線路層構成的互感應電路，該電路包括第一電感器和第二電感器，它們位於能使第一電感器內產生的磁通量通過其間的位置。用第一和第二線路層配置第一和第二電感器，這樣，如果沿垂直向上方向或沿垂直向下方向投影到第一和第二線路層中的一層時，投影的輪廓形成相對第一基準面對稱的形狀，並形成相應於線路層上的投影輪廓之間的交叉點的部分，以使不能互相接觸。
該互感應電路示範性地是一種變壓器元件，且第一電感器包括第一和第二個輸入端，差分信號中所含的同相和反相信號輸入到這兩個輸入端，輸入到第一和第二個輸入端的同相和反相的信號感應出磁通量。第二電感器包括第一和第二個輸出端，經過與第一電感器互感應，從這兩個輸出端輸出經轉換的同相和反相信號。
第一和第二電感器中的每一個較佳地包括沿從外層圓周側到內層圓周側的方向，在第一或第二層線路層上提供的多對第一和第二局部環形線，這樣，在每對中的第一和第二條局部環形線相對於第一基準面互相對稱地放置，且互相隔離；並在第一和第二層線路層中另一層中形成至少一條連接線，以便於經過在第一層和第二層線路層間形成的兩個觸點，將在外層圓周側形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，該條第二局部環形線位於從外層圓周側的第一局部環形線向內一圈的位置。
第一電感器較佳地包括多對沿從外層圓周側到內層圓周側的方向，在第一線路層上提供的多對第一和第二局部環形線，這樣，在每對中的第一和第二條局部環形線位於相對於第一基準面互相對稱地放置，且互相隔離；在第二線路層上形成第一條連接線，以便經過兩個觸點，將在相對於第一基準面的第一側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第一局部環形線向內一圈位置的一條第二局部環形線，以致與相對於第一基準面的第二側的一條第一局部環形線相對；以及在第一線路層上形成的第二條連接線，以便將在相對於第一基準面的第二側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第一局部環形線向內一圈位置的一條第二局部環形線，以便與相對於第一基準面的第一側的一條第一局部環形線相對。第二電感器較佳地包括沿從外層圓周側到內層圓周側的方向，在第二層線路層內提供的多對第一和第二局部環形線，這樣每對中的第一和第二局部環形線相對於第一基準面互相對稱地放置，且互相隔離；在第一層線路層內形成第一條連接線，以便經過兩個觸點，將相對於第一基準面的第一側的外層圓周側形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第一局部環形線向內一圈位置的一條第二局部環形線，以便與相對於第一基準面的第二側的一條第一局部環形線相對；以及在第二層線路層內形成的第二條連接線，以便將相對於第一基準面的第二側的外層圓周側形成的一條第一局部環形線連接到位於一條第一局部環形線向內一圈位置的一條第二局部環形線，以便與相對於第一基準面第一側的一條第一局部環形線相對。
第二電感器中所含的第一和第二局部環形線較佳地不應直接垂直地位於第一電感器中所含的第一和第二局部環形線的下面或上面。
該互感應電路進一步包括一個觸點，用於將第一電感器的虛中心電連接到第二電感器的虛中心。
第一電感器較佳地包括沿從外層圓周側到內層圓周側的方向，在第一層線路層上提供的多對第一和第二局部環形線，這樣，每對中的第一和第二局部環形線都相對於第一基準面互相對稱地放置，且互相隔離；在第二層線路層上形成的第一條連接線，以便經過兩個觸點，將相對於第一基準面的第一側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第一局部環形線向內一圈位置上的一條第二局部環形線，以便與相對於第一基準面的第二側上的一條第一局部環形線相對；以及在第一層線路層上形成的第二條連接線，以便將相對於第一基準面的第二側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第一局部環形線向內一圈位置上的一條第二局部環形線，以便與相對於第一基準面的第一側的一條第一局部環形線相對。第二電感器較佳地包括沿從外層圓周側到內層圓周側的方向，在第一層線路層上提供的多對第一和第二局部環形線，以便交替包含在第一電感器內的多對第一和第二局部環形線；在第一層線路層內形成的第一條連接線，以便經過兩個觸點，將在相對於第一基準面的第一側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第一局部環形線向內一圈位置上的一條第二局部環形線，以便與相對於第一基準面的第二側的一條第一局部環形線相對；以及在第二層線路層上形成的第二條連接線，以便將相對於第一基準面的第二側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第一局部環形線向內一圈位置上的一條第二局部環形線，以便與相對於第一基準面的第一側上的一條第一局部環形線相對。
示範性地定型第一和第二電感器，以便相對於與第一基準面垂直的第二基準面互相相對稱。
第一電感器較佳地包括沿從外層圓周側到內層圓周側的方向，在第一層線路層上提供的多對第一和第二局部環形線，這樣，每對中的第一和第二局部環形線相對於第一基準面互相對稱地放置，且互相隔離；在第二層線路層內形成的第一條連接線，以便經過兩個觸點，將在相對第一基準面的第一側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第一局部環形線向內一圈位置上的一條第二局部環形線，以便與相對於第一基準面的第二側上的一條第一局部環形線相對；以及在第一層線路層內形成的第二條連接線，以便將在相對於第一基準面的第二側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第一局部環形線向內一圈位置上的一條第二局部環形線。第二電感器較佳地包括沿從外層圓周側到內層圓周側的方向，在第一層線路層內提供的多對第一和第二局部環形線，以便交替含在第一電感器中的多對第一和第二局部環形線；在第一層線路層內形成的第一條連接線，以便經過兩個觸點，將相對於第一基準面的第一側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第局部環形線向內一圈位置上的一條第二局部環形線，以便與相對於第一基準面的第二側上的一條第一局部環形線相對；以及在第二層線路層內形成的第二條連接線，以便將在相對於第一基準面的第二側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到位於從一條第一局部環形線向內一圈位置上一條第二局部環形線，以便與相對於第一基準面的第一側上的一條第一局部環形線相對。包含在第二電感器內的幾條第一局部環形線在第一層線路層內互相相鄰，而含在第二個電感器內的幾條第二局部環形線在第一層線路層內也互相相鄰。
該互感應電路較佳地進一步包括一條連線，用於將第一電感器的虛中心電連接到第二電感器的虛中心。
在該互感應電路中，第一層線路層的厚度較佳地厚於第二層線路層。
第一和第二個輸入端應較佳地位於構成第一電感器最外一圈的一條連線的相對末端，而第一和第二個輸出端位於構成第一電感器的最外一圈的一條連線的相對末端。
該互感應電路較佳地進一步包括含有第一和第二個輸入端的第三電感器，這兩個輸入端用於接收含在輸入到第一電感器的差分信號中的同相和反相信號，該接收的同相和反相信號感應出磁通量；以及適當定位的第四電感器，以使在第一個和第三電感器內感應出的磁通量能通過其間，而第四電感器包括第一和第二個輸出端，經過與第一電感器的互感應，從這兩個輸出端輸出經轉換的同相和反相信號。第三和第四電感器形成在第二層線路層上，以便具有與第一和第二電感器沿垂直向下方向投影到第二層線路層的一個表面上的形狀基本相同的形狀。第一和第三電感器經多觸點電連接在一起，而第二和第四電感器也經多觸點電連接在一起。
該互感應電路較佳地進一步包括一條用於將第一電感器的虛中心連接到第二電感器虛中心的連線；以及一條用於將第三電感器的虛中心連接到第2電感器虛中心的連線。
在該互感應電路中，第一層和第二層線路層較佳地應形成在半導體襯底上。該互感應電路進一步包括在第三層線路層內形成的屏蔽層，該屏蔽層比第一和第二層線路層更接近半導體襯底，並且該屏蔽層含有徑向圖案或徑向排列的孔。
在該互感應電路中，第一層和第二層線路層較佳地形成在半導體襯底上。互感應電路進一步包括徑向排列的管溝(trenches)，管溝所在的位置比第一層和第二層線路層更接近半導體襯底。
在該互感應電路中，第一層和第二層線路層較佳地形成在層壓介質襯底上。
在該互感應電路中，第一和第二層線路層較佳地形成在單層雙面介質襯底上。
該互感應電路示範性地是一種不平衡變壓器，並且第一和第二個輸入端中的一端或第一和第二個輸出端中的一端接地。
此外，第一電感器示範性地包括第一個輸入端和第一個輸出端，用於接收和輸出差分信號中含有的同相信號，由第一個輸入端接收的同相信號感應出磁通量。第二電感器包括第二個輸入端和第二個輸出端，用於接收和輸出差分信號中含有的反相信號，由第二個輸入端接收的反相信號感應出磁通量。
本發明的二方面指向一種振蕩電路，該振蕩電路包括振蕩級，用於產生含有某一預定頻率的差分信號；互感應電路，用於轉換由振蕩級產生的差分信號；以及放大級，用於放大由互感應電路放大的差分信號。互感應電路是一種用第一和第二層線路層在半導體襯底上形成的變壓器元件，第一和第二層線路層在垂直方向是互相平行的，該變壓器元件包括含有第一和第二個輸入端第一電感器，振蕩級產生的差分信號中含有的同相和反相信號輸入到這兩個輸入端，輸入的同相和反相信號感應出磁通量；第二電感器，使其位於由第一電感器感應出的磁通量能通過其間(therethrough)的位置，並包括第一和第二個輸出端，經過與第一電感器的互感應，從這兩個輸出端輸出經轉換的同相和反相信號；以及一個觸點，用於將第一電感器的虛中心電連接到第二電感器的虛中心。用第一和第二層線路層配置每個第一和第二電感器，這樣，如果沿垂直向上方向或沿垂直下向方向投影到第一層和第二層線路層中的一層，投影的輪廓形成相對於某一預定基準面的對稱形狀，並形成相應於線路層上的投影輪廓之間的交叉點的部分，以便不能互相接觸。
振蕩電路較佳地集成在無線電通信裝置內。
本發明的第三方面指向放大電路，該放大電路包括多個互相串行連接第一互感應電路，每個第一互感應電路可操作接收差分信號；第一終端電路，連接到多個第一互感應電路中最後一個電路，並包括至少一個差分端接電阻；多個放大級，用於放大從除了最後一個外的所有第一互感應電路中輸出的差分信號；第二終端電路，包括至少一個差分端接電阻，並中止從每個放大級輸出差分信號；以及多個互相串行連接的第二互感應電路。多個第二互感應電路中的一個連接到第二個終端電路(termination circuit)，除一個外的(allbut)所有多個第二互感應電路中的每個都連接到多個放大級中相應的一級，並且用垂直方向互相平行排列的第一和第二層線路層形成多個第一和第二互感應電路中的每個電路，多個第一和第二互感應電路的每個包括第一電感器；和第二電感器，使第二電感器處於由第一電感器產生的磁通量能穿過其間的位置。用第一和第二層線路層配置第一和第二電感器，這樣，如果沿垂直向上方向或垂直向下方向投影到第一和第二層線路層中的一層，投影的輪廓形成相對於某一預定基準面的一種對稱形狀，並形成相應於線路層上的投影輪廓之間的交叉點的部分，以使不能互相接觸。
這樣，本發明第一到第三方面中，互感應電路包括僅由第一層和第二層線路層形成的兩個電感器，以具有基本的平面對稱。因此，在初級側和次級側的每側上不需要提供多個電感器，由此，有可能實現佔用面積小的互感應電路。這使得有可能減少用於製造互感應電路的線路層的層數，由此，有可能形成離半導體襯底足夠遠的互感應電路，以減少由於半導體襯底的電阻性分量引起的內部損耗。
當參考附圖，從下面的本發明詳細描述中將更能明白本發明的這些和其他目的，功能，方面和優點。
圖1是透視圖，描述按照本發明第一實施例的互感應電路1的結構；圖2是沿平行於ZX平面的平面C(見圖1)截取的圖1互感應電路1的橫截面圖；圖3是視圖，原理性地描述沿平行於XY平面的平面A(見圖1)截取的圖1的互感應電路橫截面中，圖1所示的第一電感器2的元件；圖4是視圖，描述在沿平面B(見圖1)截取的互感應電路1的橫截面中，圖1所示的第二互感應電路2的元件，平面B包含在低層中並相應於從平面A沿Z軸負方向轉移一段距離D1的一個平面。
圖5是視圖，原理性地描述在沿平行於XY平面的平面B(見圖1)截取的圖1互感應電路1的橫截面中的，圖1所示第二電感器3的元件；圖6是視圖，原理性地描述沿平面A(見圖1)截取的圖1互感應電路1的橫截面中的，圖1所示第二電感器3的元件；圖7A是圖案屏蔽層7的透視圖，較佳地包含在圖1的互感應電路1內；圖7B是圖案屏蔽層7的俯視圖，較佳地包含在圖1互感應電路1內；圖8A是俯視圖，描述附加到圖1所示互感應電路1上的半導體襯底4的一個較佳例子；圖8B是沿圖8A所示的且並行於ZX平面的平面D截取的半導體襯底4的橫截面圖；圖9是原理圖，描述第二電感器3a的結構，是圖1所示第二電感器3的變形；圖10是多層介質襯底9的原理圖，是圖1所示半導體襯底4的變形；圖11是雙面襯底11的原理圖，是圖1所示半導體襯底4的變形；圖12是透視圖，描述按照本發明第二實施例的互感應電路41的結構；圖13是圖12所示的且沿平行於XY平面的平面A(見圖12)截取的互感應電路41的橫截面圖；圖14是沿平面B(見圖12)截取的互感應電路41的橫截面圖，平面B包含在低層中並相應於從平面A(見圖12)沿Z軸負方向轉移一段距離D1的一個平面；
圖15是透視圖，描述互感應電路41a的結構，它是圖12所示互感應電路41的變形；圖16是圖15所示的且沿平行於XY平面的平面A(見圖15)截取的互感應電路41a的橫截面圖；圖17是圖15所示的且沿平面B(見圖15)截取的互感應電路41a的橫截面圖，平面B相應於從平面A(見圖15)沿Z軸負方向轉移一段距離D1的一個平面；圖18是透視圖，描述按照本發明第二實施例的互感應電路51的結構；圖19是圖18所示的且沿平行於XY平面的平面A(見圖18)截取的互感應電路51的橫截面圖；圖20是沿平面B(見圖18)截取的互感應電路51的橫截面圖，平面B包含在低層中並相應於從平面A(見圖18)沿Z軸負方向從轉移一段距離D1的一個平面；圖21是框圖，描述按照本發明第四實施例的無線電通信裝置61的整體結構；圖22是框圖，描述圖21所示振蕩電路66的詳細結構；圖23是透視圖，描述按照本發明第五實施例的互感應電路71的結構；圖24是圖23所示的且沿平行於XY平面的平面A(見圖23)截取的互感應電路71的橫截面圖；圖25是沿平面B(見圖23)截取的互感應電路71的橫截面圖，平面B包含在低層中並相應於從平面A(見圖23)沿Z軸負方向轉移一段距離D1的一個平面；圖26是框圖，描述按照本發明第六實施例的放大電路83的結構；圖27是透視圖，描述圖26所示一種不平衡變壓器85的示範性結構；圖28是透視圖，描述按照本發明第七實施例的互感應電路81的結構；
圖29是沿平行於XY平面的平面A(見圖28)截取的互感應電路81的橫截面圖；圖30是沿平面B(見圖28)截取的互感應電路81的橫截面圖，平面B包含在低層內並相應於從平面A(見圖28)沿Z軸負方向轉移一段距離D1的一個平面；圖31是電路圖，描述按照本發明第八實施例的放大電路91的整體結構；圖32A是俯視圖，原理性描述一種變壓器元件(第一互感應電路100)的結構，該變壓器元件是第一種示範性傳統互感應電路；圖32B是原理圖，描述沿圖32A所示V-V線截取的，按箭頭W1方向所視的第一互感應電路100的橫截面；圖33是垂直橫截面圖，原理性地描述一種變壓器(第二互感應電路200)的結構，該變壓器是第二種示範性傳統互感應電路；圖34A是俯視圖，原理性地描述一種變壓器元件(第三互感應電路300)的結構，該變壓器是第三種示範性傳統互感應電路；圖34B是沿圖34A所示P-P線截取的並按箭頭Q方向所視的第三互感應電路300的橫截面圖；圖35是原理圖，描述一種差分開關電路的結構，該差分開關電路包含一種差分電感元件，作為一種傳統互感應電路；圖36是原理圖，描述一種差分分配放大器電路的結構，該電路包括一個差分電感元件，作為一種傳統互感應電路；圖37A是透視圖，描述圖36所示差分電感元件的示範性結構；及圖37B透視圖，描述圖36所示差分電感元件的另一種示範性結構。
具體實施例方式
(第一實施例)
圖1是透視圖，描述一種變壓器元件的結構，該變壓器是按照本發明第一實施例的互感應電路1的一個例子。為了便於描述，圖1顯示含有X，Y，和Z軸的三維坐標系統。圖2是沿平行於ZX平面的平面C(見圖1)截取的圖1互感應電路1的橫截面圖。
如圖1和2所示，在半導體襯底4上的夾層絕緣薄膜5內，按Z軸方向排列的兩層線路層上形成互感應電路1。在下面的描述中，頂層線路層，低層線路層，以及頂層線路層和低層線路層之間的夾層分別稱為「頂層」，「低層」，和「夾層」。特別地，互感應電路1由導電材料組成，並基本上包括第一電感器2和第二電感器3。
圖3是視圖，描述在頂層中沿平行XY平面的平面A(見圖1)截取的互感應電路1的橫截面中的第一電感器2的元件。圖4是視圖，原理性地描述沿平面B(見圖1)截取的互感應電路1的橫截面中的第一電感器2的元件，平面B包含在低層內並相應於從平面A(見圖1)沿Z軸負方向轉移一段距離D1的一個平面。注意在圖3和4中，用用點線表示所有不在平面A或平面B內的第一電感器2的元件。
第一電感器2由導體材料製成。如圖1到4所示，第一電感器2的大部分元件在平面A上，而其他元件在平面B或在夾層內。特別地，在第一電感器2中，平面A上配置的是第一和第二端點21和22，以及通常是微帶連線的第一到第七條連線23到29。
第一端點和第二端點21和22相對ZX平面互相對稱地放置。注意在本實施例中，第一端點和第二端點21和22分別示範性地示作為第一條連線23的末端和第二條連線24的末端。
第一條連線23是一條局部環形線，構成第一電感器2最外圈的一部分，並將第一端點21電連接到後面描述的第一觸點210。在本實施例中，第一條連線23示範性地形成在由10個點P1到P10確定的區域內(見圖3)。點P1含有X和Y坐標值(X1，-Y1)，這裡X1和Y1是依據互感應電路1的規格確定的正值。如果第一條連線23的寬度為W1，點P2相應於從點P1沿Y軸負方向轉移一段W1距離的一個點。點P3相應於從點P1沿X軸正方向轉移一段大於W1距離的一個點。點P4相應於從點P3沿X軸負方向轉移一段W1距離的一個點。點P5相應於從點P3沿Y軸負方向轉移一段W1或更長距離的一個點。點P6相應於從點P4沿Y軸負方向轉移一段W1或更長距離的一個點。點P7相應於從點P5沿X軸正方向轉移一段D2距離的一個點。注意，D2是依據互感應電路1的規格確定的一個正值。點P8相應於從點P7沿X軸正方向和Y軸負方向轉移一段W1距離的一個點。點P9相應於從點P7沿Y軸正方向轉移一段D3距離的一個點。注意，D3是依據互感應電路1的規格確定的一個正值，以便至少小於點P7的Y坐標值。點P10相應於從點P9沿X軸的正方向轉移一段W1距離的一個點。
第二條連線24是一條局部環形線，構成第一電感器2最外圈的一部分，並將第二端點22電連接到在後面描述的第三條連線25。第二條連線24與第一條連線23相對於ZX平面對稱地放置。
第三條連線25將第二條連線24電連接到在後面描述的第四條連線26。在本實施例中，第三條連線25示範性形成在平行四邊形內，該平行四邊形含有作為頂點的4個點P11到P14，如下面描述的(見圖3)。點P11和P12與上述的點P9和P10分別相對於ZX平面對稱地放置。點P13相應於從點P9沿X軸負方向轉移大於W1+W2的一段距離的一個點。注意，W2等於後面描述的第五條連線37的寬度。點P14相應於從點P13沿X軸正方向轉移一段W1距離的一個點。
第四條連線26是一條局部環形線，構成位於從第一電感器2最外圈向內一圈位置的一圈的一部分，並將第三條連線25電連接到後面描述的第三觸點213。在本實施例中，第四條連線26示範性地形成在由8個點P13到P20確定的區域內，如同下面描述的(見圖3)。如同在第一條連線23的情況中，第四條連線26的寬度為W1。點P13和P14如同上面描述的。點P15相應於從點P13沿Y軸的負方向轉移一段D4距離的一個點。注意，D4是依據互感應電路1的規格確定的一個正值，以使小於D3-W1。點P16相應於從點P15沿X軸正方向和Y軸負方向轉移一段W1距離的一個點。點P17相應於從點P15沿X軸負方向轉移一段D5距離的一個點。注意，D5是依據互感應電路1的規格確定的一個正值，以使小於D2-(2xW1+2xW2)。點P18相應於從點P17沿每條X軸和Y軸的負方向轉移一段W1距離的一個點。P19相應於從點P17沿Y軸正方向轉移一段D4距離的一個點。點P20相應於從點P19沿X軸負方向轉移一段W1距離的一個點。
第五條連線27是一條局部環形線，構成位於從第一電感器2最外圈向內一圈位置的一圈的一部分，並電連接第二觸點212和第六條連線28，都將在後面描述。第五條連線27與第四條連線26相對於ZX平面對稱地放置。
第六條連線28將第五條連線27電連接到後面描述的第七條連線29。在本實施例中，第六條連線28示範性地形成在由平行四邊形包圍的區域內，該平行四邊形含有作為頂點的4個點P21到P24，如同下面描述的(見圖3)。點P21和P22與上述的點P19和P20分別相對於ZX平面對稱地放置。點P23相應於從點P19沿X軸正方向轉移稍大於W1+W2的一段距離的一個點。點P24相應於從點P23沿X軸負方向轉移一段W1距離的一個點。
第七條連線29是一條局部環形線，構成第一電感器2的最內圈，並將第六條連線28電連接到第四觸點215。注意，第七條連線29的寬度為W1。在本實施例中，第七條連線29示範性地形成在由12個點P23到P34確定的區域內，如同下面描述的(見圖3)。點P23和P24如同上面描述的。點P25相應於從點P23沿Y軸負方向轉移一段D6距離的一個點。注意，D6是依據互感應電路1的規格確定的一個值，更精確地說，是一個小於D4-W1的正值。點P26相應於從點P25沿每條X軸和Y軸的負方向轉移一段W1距離的一個點。點P27相應於從點P25沿X軸正方向轉移一段D7距離的一個點。注意，D7是一個小於D5-(2xW1+W2)的正值。點P28相應於從點P27沿X軸正方向和Y軸負方向轉移一段W1距離的一個點。點P29到P34與點P23到P28相對於ZX平面對稱地放置，並省略相關的詳細描述。
在第一電感器2中，第一觸點210，第八條連線211，第二和第三觸點212和213，第九條連線214，以及第五觸點215位於低層的平面B上或在夾層內。
觸點210，212，213，及215含有一個共性，它們都位於夾層內。在本實施例中，為了便於描述，觸點210，212，213，及215中的每一個假定為矩形固態(tectangular solid)，含有長為W1，高稍大於D1的背面層。
第一觸點210將第一條連線23上的相鄰點P9和P10電連接到由第八條連線211上的點P35到P38包圍的區域內，如下面描述的。
第八條連線211通常是一條微帶線，將第一觸點210電連接到第二觸點212，如同下面描述。在本實施例中，第八條連線211示範性地形成在由平面B上的8個點P35到P42確定的區域內(見圖4)。4個點P37(P35？)到P40基本上位於某四個點沿垂直向下方向投影到平面B的位置，這四個點與點P11到P14分別相對於XZ平面對稱地放置。點P35相應於從點P37沿Y軸負方向轉移一段W1距離的一個點。點P36相應於從點P38沿Y軸負方向轉移一段W1距離的一個點。點P41相應於從點P39沿Y軸正方向轉移一段W1距離的一個點。點P42相應於從點P40沿Y軸正方向轉移一段W1距離的一個點。
第二觸點212將由點P39到P42圍成的區域電連接到第五條連線27上相鄰點P29和P30。
第三觸點213將第四條連線26上的相鄰點P19和P20電連接到點P43到P46，這些點定義第九條連線214的輪廓，如下面描述的。
第九條線214通常是一條微帶線，將第三觸點213電連接到第四觸點215，如下面描述的。由平面B上的4個點P43到P50確定第九條連線214的外形。點P45到P48位於某四個點沿垂直向下方向投影到平面B的位置，這四個點與點P21到P24分別相對於ZX平面對稱地放置。點P43相應於從點P45沿Y軸負方向轉移一段W1距離的一個點。點P44相應於從點P46沿Y軸負方向轉移一段W1距離的一個點。點P49相應於從點P47沿Y軸正方向轉移一段W1距離的一個點。點P50相應於從點P48沿Y軸正方向轉移一段W1距離的一個點。
第四觸點215至少將由第九條連線214上的點P47到P50圍成的區域電連接到第七條連線29上相鄰點P29和P30。
接著，描述第二電感器3。圖5是視圖，原理性地描述沿平行於XY平面的平面B(見圖1)截取的互感應電路1的橫截面內第二電感器3的元件。圖6是視圖，原理性地描述沿平面A(見圖1)截取的互感應電路1橫截面內第二電感器3的元件。注意，在圖5和6中，由點線表示不在平面A或B內的第二電感器3的元件。為了闡明第一和第二電感器2和3之間的位置關係，由圖5中的點劃線(one-dot chain lines)表示沿垂直向下方向投影到平面B的第一電感器2的外形，並由圖6中的點劃線表示沿垂直向上方向投影到平面A的第一電感器2的外形。
第二電感器3由導電材料製成。如圖1，5，和6所示，第二電感器3的大部分元件位於低層的平面B上，而第二電感器3的其他元件位於頂層的平面A或位於夾層內。特別地，在第二電感器3中，平面B上配置的是第一端點和第二端點31和32，以及通常是微帶線的第一到第七條連線33到39。
第一和第二端點31和32相對於ZX平面互相對稱地放置。注意，在本實施例中，第一和第二端點31和32分別示範性地示作為第一條連線33的末端和第2連線34的末端。
第一條連線33將第一端點31電連接到在後面描述的第三條連線35，並示範性地位於由6個點Q1到Q6確定的區域內，如同下面描述的(見圖5)。點Q1含有X和Y坐標值(X2，-Y2)，這裡X2和Y2是依據互感應電路1的規格確定的正值。在本實施例中，Y2等於Y1。如果第一條連線33的寬度為W1，點Q2相應於從點Q1沿Y軸負方向轉移一段W1距離的一個點。W2通常等於W1，但可以不等於W1。點Q3相應於從點Q1沿X軸負方向轉移一段依據互感應電路1的規格確定的任意距離的一個點。點Q4相應於從點Q3沿每條X和Y軸的負方向轉移一段W2距離的一個點。點Q5相應於從點Q3沿Y軸正方向轉移一段E1距離的一個點。注意，E1是依據互感應電路1的規格確定的，以便至少小於點Q3的Y坐標值。點Q6相應於從點Q5沿X軸負方向轉移一段W2距離的一個點。
第二條連線34將第二端點32電連接到第一觸點310，如下面描述的，並且與第一條連線33相對於ZX平面對稱地放置。
第三條連線35位於平面B，用於將第一條連線33電連接到第四條連線36，將在後面描述。在本實施例中，第三條連線35示範性地形成在由平行四邊形圍成的區域內，該平行四邊形含有作為頂點的4個點Q5到Q8，如同下面描述的(見圖5)。點Q5和Q6如同上面描述的。為了避免第一和第二電感器2和3之間不需要的接觸，點Q7和Q8分別相應於從第一和第二點沿X軸負方向轉移稍大於W1+W2的一段距離的兩點，這兩點與點Q5和Q6分別相對於ZX平面對稱地放置。
第四條連線36是一條局部環形線，構成第二電感器3最外圈的一部分，並將第三條連線35電連接到第三觸點313。在本實施例中，第四條連線36示範性地形成在由平面B上的8個點Q7到Q14確定的區域內(見圖5)。注意，第四條連線36的寬度為W2。點Q7和Q8如同上面描述的。點Q9相應於從點Q7沿Y軸正方向轉移一段E2+W2距離的一個點。較佳地，E2等於D3。點Q10相應於從點Q9沿每條X和Y軸的負方向轉移一段W2距離的一個點。點Q11相應於從點Q9沿X軸負方向轉移一段E3+2xW2距離的一個點。注意，為了避免第一和第二電感器2和3之間的不需要的接觸，選擇E3，以使小於D2-2xW2並大於D5+2xW1。點Q12相應於從點Q10沿X軸負方向轉移一段E3距離的一個點。點Q13相應於從點Q11沿Y軸負方向轉移一段E2+W2距離的一個點。點Q14相應於從點Q12沿Y軸負方向轉移一段E2距離的一個點。
第五條連線37是一條局部環形線，構成第二電感器3的最外圈的一部分，並電連接第二觸點312和第六條連線38，在後面描述這兩個元件。第五條連線37與第四條連線36相對於ZX平面對稱地放置。
第六條連線38將第五條連線37電連接到第七條連線39，將在後面描述。在本實施例中，第六條連線38示範性地形成在由平行四邊形圍成的區域內，該平行四邊形含有作為頂點的4個點Q15到Q18，如下面描述的(見圖5)。點Q15和Q16與Q13和Q14分別相對於ZX平面對稱地放置。為了避免第一和第二電感器2和3之間不需要的接觸，點Q17和Q18分別從第一點和第二點沿X軸正方向分別轉移稍大於W1+W2的一段距離的兩個點，第一點和第二點與點Q13和Q14分別相對於ZX平面對稱地放置。
第七條連線39是一條局部環形線，構成位於第一電感器2最外層線圈向內一圈位置的一圈(在本實施例中，這樣的一圈示作為最內層圈)並將第六條連線38電連接到第四觸點315，將在後面描述。在本實施例中，第七條連線39示範性地形成在由12個點Q17到Q28確定的區域內，如下面描述的(見圖5)。注意，第七條連線39的寬度為W2。點Q17和Q18如上面所述。點Q19相應於從點Q17沿Y軸正方向轉移一段E1+W2距離的一個點。點Q20相應於從點Q18沿Y軸正方向轉移一段E1距離的一個點。點Q21相應於從點Q19沿X軸正方向轉移一段E4+2xW2距離的一個點。注意，為了避免第一和第二電感器2和3之間不需要的接觸，選擇E4，以使大於D7+W1並小於D5-W2。點Q22相應於從點Q20沿X軸正方向轉移一段E4距離的一個點。點Q23到Q28與點Q17到Q22分別相對於ZX平面對稱地放置。
在第二電感器3中，第一觸點310，第八條連線311，第二個和第三觸點312和313，第九條連線314，以及第四觸點315位於頂層的平面A或位於夾層內。
觸點310，312，313，及315含有一個共性它們都位於夾層內。在本實施例中，為了便於描述，觸點310，312，313，及315中的每一個都假定為矩形固態，含有長為W2，高稍大於D1的背面層。
第一觸點310至少將第二條連線34上相鄰的兩點，這兩點與點Q5和Q6分別相對於ZX平面對稱地放置，電連接到由第八條連線311上的點Q29到Q32圍成的區域，如同下面描述的(見圖6)。
第八條連線311通常是一條微帶線，將第一觸點310電連接到第二觸點312，如同下面描述的。在本實施例中，第八條連線311示範性地形成在由平面A上的8個點Q29到Q36確定的區域內(見圖5)。通過分別將第一個和第二個點沿垂直向下方向投影到平面A獲得點Q31和Q32，第一個和第二個點與點Q5和Q6I(見圖5)分別相對於ZX平面對稱地放置。點Q29相應於從點Q31沿Y軸正方向轉移一段W2距離的一個點。點Q30相應於從點Q32沿Y軸正方向轉移一段W2距離的一個點。通過分別將第一個點和第二個點沿垂直向上方向投影到平面A獲得點Q33和Q34，第一個點和第二個點與點Q7和Q8分別相對於ZX平面對稱地放置(見圖5)。點Q35相應於從點Q33沿Y軸負方向轉移一段W2距離的一個點。點Q36相應於從點Q34沿Y軸負方向轉移一段W2距離的一個點。
第二觸點312將由點Q33到Q36圍成的區域電連接到第五條連線37上相鄰的上述第一個和第二個點，第一個和第二個點與點Q7和Q8分別相對於ZX平面對稱地放置。
第三觸點313將相鄰點Q13和Q14電連接到第九條連線314上的點Q37到Q40，如同下面描述的。
第九條連線314將第三觸點的上表面電連接到第四觸點315的上表面，如同下面描述的。第九條連線314的外形是由平面B上的8個點Q37到Q44確定的。點Q39和Q40處於點Q13和Q14沿垂直向上方向投影到平面A的位置。點Q37相應於從點Q39沿Y軸正方向轉移一段W2距離的一個點。點Q38相應於從點Q40沿Y軸正方向轉移一段W2距離的一個點。點P41和P42位於點Q23和Q24沿垂直向上方向投影到平面A的位置。點Q43相應於從點Q41沿Y軸負方向轉移一段W2距離的一個點。點Q44相應於從點Q42沿Y軸負方向轉移一段W2距離的一個點。
第四觸點315至少將由第九條連線314上的點Q41到Q44圍成的區域電連接到第七條連線39上的相鄰點Q23和Q24。
如上所述，第二電感器3垂直地位於第一電感器2的下面，因此，如果電壓施加在第一和第二端點21和22之間，產生磁通量，磁通量穿過第一電感器2。所產生磁通量也通過在低層的第二電感器3，並因此發生互感應。由於互感應，依據第一和第二電感器2和3中的圈數之比，在第二電感器3的端點31和32之間感應出電動勢。如此，互感應電路1轉換一個施加的電壓。
第一和第二電感器2和3中的每一個具有相對於ZX平面的基本對稱外形。因此，第一和第二端點21和22具有互相相同的輸入阻抗，並且第一和第二端點31和32也具有互相相同的輸入阻抗。因此，如果用差分信號中含有的同相信號施加到端點21和22中的一個，並用與同相信號幅度相等而相位相反的反相信號施加到端點21和22中的另一個，如上所述的互感應在第二電感器3的端點31和32中的一個端點上感應出一個轉換的同相信號，同時在端點31和32的另一端點上感應出經轉換的反相信號。
如上所述，互感應電路1包括在頂層的平面基本均勻的第一電感器2；及在低層的平面基本均勻的第二電感器3，並因此能從輸入的差分信號中獲得經轉換的差分信號。因此，互感應電路1不需要包括每個初級側和次級側上的多個電感器。因此，有可能實現佔用面積小的互感應電路1。
在互感應電路1中，第一和第二電感器僅佔兩層線路層，並且第一和第二端點21和22兩者均能位於第一電感器2的最外層線圈的外面。此外，第一和第二端點31和32兩者均能位於第二電感器3的最外層線圈的外面。因此，不象傳統變壓器元件的情況，不需要提供一層線路層，用於構成能提供一個輸入信號或輸出一個輸出信號的信號線。這使得有可能減少用於構成互感應電路1的線路層數，由此有可能構成離半導體襯底足夠遠的互感應電路1，以減少由於半導體襯底的電阻性分量引起的內部損耗。
除了上述的基本元件外，互感應電路1較佳地包括觸點6。觸點6由導電材料製成，至少將含有第一電感器2的虛中心NP1(見圖3)和它四周的區域連接到含有第二電感器3的虛中心NP2(見圖5)和它四周的區域。注意，虛中心NP1是ZX平面和從點P28和P34之間延伸的一連線沿X軸負方向轉移一段W1/2距離的一連線之間的交叉點。虛中心NP2是ZX平面和從點Q21和Q27之間延伸的一連線沿X軸負方向轉移一段W1/2距離的一連線間的交叉點。
由下列原因，可將虛中心NP1和NP2電連接在一起。因為從前述中明白的，第一電感器2具有相對於ZX平面基本對稱的外形。因為第一電感器2的這種對稱性，和使用觸點210，212，213，及215，以及連線211和214，如果同相信號和反相信號輸入到第一和第二端點21和22，輸入的同相信號和反相信號通過第一電感器2的連線的觸點，並在虛中心NP1組合在一起。從第一端點21到虛中心NP1通路的長度基本上與從第二端點22到虛中心NP1通路的長度基本上相等，並因此，即使將同相和反相信號在虛中心組合在一起，合成的組合信號的幅度值基本上等於零。因此，在差分信號供給第一電感器2的位置，有可能使用虛中心NP1作為交流電流的虛地。也能給第二電感器3實現這樣的虛地。因此，能從第一和第二端點31和32輸出僅由第一和第二電感器2和3間的互感應產生的同相和反相信號。如此，觸點6減少了高頻信號通過互感應電路1的失真。此外，流過第一電感器2的電流能夠提供給第二電感器3。
注意，第一電感器2的外形不限於上述的例子，並且只要滿足下列的兩個條件，可以給第一電感器2配置任何形狀。第一個條件是，當將第一電感器2沿垂直向下方向投影到平面A時，投影的輪廓構成相對於ZX平面對稱的外形。第二個條件是，需要使用觸點和連線，以使部分第一電感器2形成在平面B側上，這部分第一電感器2相應於投影輪廓之間交叉點，以使不能互相接觸。同樣，還有伴隨的第三個條件第一和第二端點21和22位於第一電感器2最外層線圈的外面。
類似地，只要滿足下列三個條件，可能給第二電感器3配置任何形狀。第一個條件是，第一電感器2產生的磁通量穿過第二電感器3。第二個條件是，當第二電感器2沿垂直向上方向投影到平面B時，投影的輪廓形成相對於ZX平面對稱的外形。第三個條件是，使用觸點和連線，以使部分第二電感器3形成在平面A側，這部分第二電感器3相應於投影輪廓之間的交叉點，以使不能互相接觸。同樣，還有伴隨的第四個條件，第一和第二端點31和32位於第二電感器3最外層線圈的外面。
雖然參考將差分信號施加到第一電感器2以從第二電感器3獲得經轉換的差分信號的一種情況，已經描述了本實施例，本發明不限制於此。差分信號可以輸入到第二電感器3，以從第一電感器2獲得經轉換的差分信號。
此外，雖然參考第一電感器2的圈數為3，而第二電感器的圈數為2的一種情況，描述了本實施例，每電感器中的圈數可以為任意圈數。
此外，除了如上面所述的基本元件外，互感應電路1較佳地包括在圖7A和7B所示的圖案屏蔽層7。圖7A和7B分別是圖案屏蔽7的透視圖和俯視圖。注意在圖7A中，為了闡明與互感應電路1的位置關係，用兩點鏈線(two-dotchain lines)表示互感應電路1的輪廓。在圖7A和7B中，圖案屏蔽層7由導電材料製成，並形成在圖1所示的半導體襯底4和低層的線路層(平面B)之間。在圖1所示互感應電路1的情況中，較佳地，圖案屏蔽層7為矩形形狀。更精確地說，在圖案屏蔽層7的兩對相對側面中，一對相對側面中的每面的長度等於或大於(點Q1的X坐標值)-(點P1的X坐標值)的數值，而另一對相對側面中的每面的長度等於或大於(點Q9的Y坐標值)-(點P8的Y坐標值)的數值。這樣的圖案屏蔽層7含有一個虛中心NP3，在該虛中心上施加交流信號的地電位，並因此有可能將互感應電路1與半導體襯底4實現電磁隔離，由此，有可能進一步減少高頻信號通過互感應電路1的失真。
再進一步，圖案屏蔽層7含有約從虛中心NP3幅射的多條狹縫，以便垂直於流過第一和第二電感器2和3的電流。這限止在互感應電路1內產生的磁場在圖案屏蔽層7上引起過量電流，由此有可能進一步減少高頻信號通過互感應電路1的損耗。
注意，如果在半導體襯底4上形成一層多晶矽層，圖案屏蔽層7可以形成在高雜質濃度的多晶矽層上。而且，圖案屏蔽層7可以含有從虛中心NP3幅射排列的許多穿孔，而不是含有狹縫。
再進一步，更佳地，除了如上所述的基本元件外，互感應電路1包括由多條管溝8組成的一種隔離結構，如圖8A和8B所示(見柵格陰影部分)。圖8A是沿垂直向下方向所視的矽襯底俯視圖，它是圖1所示半導體襯底4的一個例子。注意，為了簡化描述，在圖8A中未示出互感應電路1。同樣，為了簡化緣故，在圖8A中，參考數字8僅賦給一條管溝。圖8B是沿平行於ZX平面的平面D截取的圖8A所示的矽襯底的橫截面圖。
在圖8A和8B中，管溝8形成在作為示範性半導體襯底4的矽襯底上，並用氧化膜和多晶矽填。這樣的管溝8用作多個元件的橫向分隔。在圖8A和8B中形成管溝8，以使管溝垂直於或許在矽襯底上發生的過量電流的流動，由此，有可能抑制互電感電路1產生的磁場使矽襯底上產生過量電流。因此，有可能進一步減少高頻信號通過互感應電路1的失真。
如從圖1，5，和6中明白的，第二電感器3的第四，第五和第七條連線36，37和39分別部分地垂直位於第二條連線24，第一條連線23，以及第一電感器2的第四條和第五條連線26和27組合的下面。因此，在第一電感器2的第二條連線24和第二電感器3的第四條連線36之間，在第一電感器2的第一條連線23和第二電感器3的第五條連線37之間，以及在第一電感器2的第四和第五條連線26和27與第二電感器3的第七條連線之間產生離散電容。這種離散電容低消了第一和第電感器2和3之間互感應，導致電感器2和3之間的弱電磁耦合。
為了減少離散電容，互感應電路1可以包括具有圖9所示形狀的第二電感器3a，而不包含第二電感器3。不象圖5和6所示的第二電感器3，第二電感器3a包括低層中的第四條連線36a，第五條連線37a，以及第七條連線39a，而不是第四條連線36，第五條連線37，以及第七條連線39。第二電感器3a和3之間沒有其他不同之處。在圖9中，由相同的參考數字表示相應於圖5和6中所示的元件，並省略了相關的詳細描述。
第四條連線36a是一條局部環形線，構成第二電感器3a最外層線圈的一部分，並將第三條連線35電連接到第三觸點313。在本實施例中，第四條連線36a示範性地形成在由平面B上的8個點R1到R8確定的區域內(見圖9)。注意，第四條連線36a的寬度基本與第一條連線31的寬度相同。點R1和R2分別位於和點Q7和Q7相同的位置。點R3相應於從點R1沿Y軸正方向轉移一段F1距離的一個點。F1是依據互感應電路1的規格確定的，並較佳地基本上等於D3。點R4相應於從點R3沿每條X和Y軸的負方向轉移一段W2距離的一個點。點R5相應於從點R3沿X軸負方向轉移一段E3+2xW2距離的一個點。E3的值如同上面所述。點R6相應於從點R4沿X軸負方向轉移一段E3距離的一個點。點R7相應於從點R5沿Y軸負方向轉移一段F1距離的一個點。點R8相應於從點R6沿Y軸負方向轉移一段F1-W2距離的一個點。如從上面明白的，從點Q9到Q12沿Y軸負方向分別移動點R3到點R6。結果，第四條連線36a偏離了在第一電感器2的第二條連線24垂直下面的位置，並且也偏離了位於從第二條連線24向內的第五條連線27的垂直下面的位置。
第五條連線37a是一條局部環形線，構成第二電感器3a最外層線圈的一部分，並將第二觸點312電連接到第六條連線38。第五條連線37a與第四條連線36a相對於ZX平面對稱地放置。
第七條連線39a是一條局部環形線，構成位於從第二電感器3最外層線圈向內一圈位置的一圈(在本實施例中，這樣的一圈示作為最內層圈)，並將第六條連線38電連接到第四觸點315。在本實施例中，第七條連線39a示範性地形成在由平面B上的12個點R9到R20確定的區域內(見圖9)。注意，第七條連線39a的寬度基本上等於第一條連線31的寬度，也就是W2。點R9和R10基本上分別位於與點Q17和Q18相同的位置。點R11相應於從點R9沿Y軸正方向轉移一段F2距離的一個點。F2是依據互感應電路1的規格確定的，並較佳地基本上等於D4。點R12相應於從點R10沿Y軸正方向轉移一段F2-W2距離的一個點。點R13相應於從點R11沿X軸正方向轉移一段E4+2xW2距離的一個點。E4的值如同上面描述的。點R14相應於從點R12沿X軸正方向轉移一段E4距離的一個點。點R15到R20分別與點R9到R12相對於ZX平面對稱地放置。如從上面明白的，分別從點Q19到Q26朝X軸移動點R11到R16。結果，第七條連線39a的大部分偏離了垂直在第一電感器2下面的位置。
如上面所述的第二電感器3a的第四條，第五條，以及第七條連線36a，37a，以39a的大部分不能分別垂直地位於第一電感器2的第二條連線24，第一條連線23，以及第四和第五條連線26和27的組合的下面。因此有可能減少第一電感器2和第二電感器3a之間可能產生的離散電容。
此外，如上面所述互感應電路1的變壓器元件可以形成在圖10所示的多層介質襯底9上，而不是形成在半導體襯底4上。在多層介質襯底9的情況中，有可能在變壓器元件1下面經襯底提供接地10。因此，在多層介質襯底9中，有可能減少由互感應電路1和接地10佔據的面積。
此外，作為互感應電路1的變壓器元件僅使用兩層線路層。因此，有可能在單層雙面襯底11的相對表面上安置變壓器元件的電感器，如圖11所示。在這種情況，例如在雙面襯底11的底表面上形成不至一個接地12，以便遠離互感應電路1。這使得有可能減少互感應電路1和接地中的每個元件的高度。
如從圖4明白的，當第一電感器2投影到平面B，某些連線，例如，第三條和第八條連線25和211與另一連線相交。下面參考圖4討論第八條連線311和Y軸間的交叉角θ的較佳值。在圖4中，如在由點鏈線圍成的矩形中所示的，假定連線寬度為W，相鄰連線間的間隔為S，並且第三條和第八條連線25和211在矩形內互相相交，該矩形的長為(2xW+S)，寬為d。
為了設計這樣一種交叉，選擇W，以在目標頻率帶寬內獲得第一和第二電感器2和3的令信滿意的諧振銳度(也就是Q因數(品質因數))，並且選擇S，以使在設計規則約束內具有最大的可能值。
另一方面，為了使離散電容減少到最小，按下列兩點選擇d值。第一點是使兩條交叉連線的重疊減少到最小。第二點是優化兩條交叉連線的寬度和長度。
首先，按第一點計算θ值。通過下列公式(1)獲得兩條交叉連線的重疊面積SASA＝(2·W+S-d·tanθ)·(d-S/tanθ)...(1)，這裡tanθ等於(W+S)/d，並因此將上面的公式(1)轉換成下面的公式(2)。
SA＝W2·d/(W+S)...(2)從上面的公式(2)中可期望當d值增加時，面積SA變得更小。通常，d的最小值等於S。在這種情況中，由下列公式(3)表示角度θ。
θ＝tan-1((W+S)/S)...(3)接著，按第二點計算θ值。由下列公式(4)表示交叉的兩條相交連線中的每一條的寬度W』。
W=Wcos=(Wd)/(W+S)2+d2(4)]]>交叉的兩條相交連線中的每連線的長度L』不能單獨從下列公式(5)導出，但能由公式(5)大約表示。
L=(W+S)2+d2(5)]]>如果每連線的表面電阻(Ω/□)為ρ，由下列公式(6)表示相交連線的電阻R。
R＝ρ·L′/W′…(6)＝ρ[{(W+S)2/(d·W)}+(d/W)]在上面的公式(6)中，當右側的第一項和第二項互相相等時，使R為最小值，並因此建立下列公式(7)。
…(7)如果從上面的公式(7)中求解d，d＝W+S。在這種情況，使離散電容R減少到最小2ρ(W+S)/W。因為tanθ＝1，應當欣賞θ較佳等於45度。
(第二實施例)圖12是透視圖，描述一種變壓器元件的結構，該變壓器是按照本發明第二實施例的互感應電路41的一個例子。注意，為了便於描述，圖12示出含有X，Y，和X軸的三維坐標系統。在圖12中，如同互感應電路1的情況，在半導體襯底4上的夾層絕緣薄膜5內，在兩層線路層，即頂層和低層線路層，上形成互感應電路41。在下面的描述中，頂層線路層，低層線路層和頂層及低層線路層之間的夾層分別稱作為「頂層」，「低層」，及「夾層」。特別地，互感應電路41由導電材料製成，並基本上包括第一電感器42和第二電感器43。
圖13是沿頂層中的平面A(見圖12)截取的互感應電路41的橫截面圖，平面A平行於XY平面。圖14是沿平面B(見圖12)截取的互感應電路41的橫截面圖，平面B包含在低層內，並相應於從平面A沿Z軸負方向轉移一段D1距離的一個平面。注意在圖12和13中，由點線表示不在平面A或平面B上的互感應電路41的元件。
如圖12到14所示，第一電感器42的大多數元件都位於平面A，而其他元件位於平面B或在夾層內。特別地，在第一電感器42中，在平面A上配置的是第一和第二端點421和422，以及第一條到第4連線423到426，這些連線通常是微帶線。
第一和第二端點421和422相對於ZX平面互相對稱地放置。注意在本實施例中，第一和第二端點分別示範性地示作為第一條連線423的一個末端和第二條連線424的一個末端。
第一條連線423將第一端點421電連接到第三條連線425，如下面描述的。在本實施例中，第一條連線423示範性地形成在由下列6個點S1到S6確定的區域內(見圖13)。點S1含有X和Y坐標值(X3，-Y3)這裡X3和Y3是依據互感應電路41的規格確定的正值。如果第一條連線423的寬度為W3，點S2相應於從點S1沿Y軸負方向轉移一段W3距離的一個點。點S3相應於從點S1沿X軸正方向轉移一段依據互感應電路41的規格確定的任意距離的一個點。點S4相應於從點S3沿Y軸負方向和X軸正方向中每個方向轉移一段W3距離的一個點。點S5相應於從點S3沿Y軸正方向轉移一段G1距離的一個點。注意，G1值是依據互感應電路41的規格確定的，以使小於ZX平面和點S3之間的距離。點S6相應於從點S5沿X軸正方向轉移一段W3距離的一個點。
第二條連線424將第二端點422連接到第五條連線428，將在後面描述。第二條連線424與第一條連線423相對於ZX平面對稱地放置。
第三條連線425將第一條連線423電連接到第四條連線426，如下面描述的。在本實施例中，第三條連線425示範性地形成在由下列4個點S5到S8圍成的平行四邊形內(見圖13)。點S5和S6如同上面描述。點S7和S8相應於從第一和第二端點沿X軸正方向轉移一段G2距離的一個點，第一和第二端點與點S5和S6分別相對於ZX平面對稱地放置。注意，如果第一和第二電感器42和43中每電感器的連線寬度為W3，第一電感器42的連線和第二電感器43的連線間的距離為H1，G2等於2x(W3+H1)，第二電感器43的連線相鄰於第一電感器42的連線。
第四條連線426是一條局部環形線，在這裡磁通量通過第一電感器42，並第四條連線426示範性地形成在由下列12個點S7到S18確定的區域內(見圖13)。在本實施例中，如同第一條連線423的情況，第四條連線426的寬度為W3。點S7和S8如同上面所述。點S9相應於從點S7沿Y軸正方向轉移一段G3+W3距離的一個點。注意，G3是依據互感應電路41的規格確定的一個正值，以使大於G7+W3，並小於G5-W3。注意，後面將描述G5和G7的值。點S10相應於從點S8沿Y軸正方向轉移一段G3距離的一個點。點S11相應於從點S9沿X軸正方向轉移一段G4+2xW3距離的一個點。注意，G4是依據互感應電路41的規格確定的，以使大於G8+2xW3，並小於G6-2xW3。注意，後面將描述G6和G8。點S12相應於從點S10沿X軸正方向轉移一段G4距離的一個點。點S13到S18與點S7到S12分別相對於ZX平面對稱地放置。
在第一電感器42中，第一觸點427，第五條連線428，以及第二觸點429位於平面B上或在夾層內。觸427和429含有共性它們都位於夾層內。在本實施例中，為了便於描述，觸點427和429中的每個假定為矩形固態，含有長度為W3，高度稍小於D1的背面層。
第一觸點427將第四條連線426上相鄰點S13和S14電連接到第五條連線428上的點S19到S22(見圖4)圍成的區域，如後面描述的。
第五條連線428通常是一條微帶線，將第一觸點427電連接到第二觸點429，如同下面描述的。在本實施例中，第五條連線428示範性地形成在由平面B上的8個點S19到S26確定的區域內(見圖13)。通過將四個點投影到平面B獲得4個點S21到S24，這些點與點S5到S8相對於ZX平面對稱地放置。點S19相應於從點S21沿Y軸負方向轉移一段W3距離的一個點。點S20相應於從點S22沿Y軸負方向轉移一段W3距離的一個點。點S25相應於從點S23沿Y軸正方向轉移一段W3距離的一個點。點S26相應於從點S24沿Y軸正方向轉移一段W3距離的一個點。
第二觸點429將由點S23到S26圍成的區域電連接到第二條連線424上的相鄰兩點，這相鄰兩點與點S5和S6相對於ZX平面對稱地放置。
如同第一電感器42的情況，如圖12到14所示，第二電感器43的大多數元件位於平面A，而其他元件位於平面B上或在夾層內。特別地，在第二電感器43中，在平面A配置的是第一和第二端點431和432，及第一到第七條連線433到439，這些連線通常是微帶線。
第一和第二端點431和432相對於ZX平面互相對稱地放置。注意在本實施例中，將第一和第二端點431和432示範性地分別示作為第一條連線433的一個末端和第二條連線434的一個末端。
第一條連線433將第一端點431電連接到第三條連線435，如下面描述的，並示範性地形成在由下列6個點T1到T6圍成的區域內(見圖10)。點T1含有X和Y坐標值(X4，-Y4)，這裡X4和Y4是依據互感應電路41的規格確定的正值。在本實施例中，Y4等於上面描述的Y3。如果第一條連線433的寬度為W3，點T2相應於從點T1沿Y軸負方向轉移一段W3距離的一個點。點T3相應於從點T1沿X軸負方向轉移一段依據互感應電路41的規格確定的任意距離的一個點。點T4相應於從點T3沿X軸和Y軸中每根軸的負方向轉移一段W3距離的一個點。點T5相應於從點T3沿Y軸正方向轉移一段G1距離的一個點。點T6相應於從點T5沿X軸負方向轉移一段W3距離的一個點。
第二條連線434將第二端點432電連接到後面描述的第一觸點4310，並與第一條連線433相對於ZX平面對稱地放置。
第三條連線435將第一條連線433電連接到第四條連線436，如下面描述的。在本實施例中，第三條連線435示範性地形成在由下列4個點T5到T8圍成的平行四邊形內(見圖13)。點T5和T6如同上面描述的。點T7和T8相應於從第一個和第二個點沿X軸負方向轉移一段W3+H1距離的兩點，第一和第二個點與點T5和T6分別相對於ZX平面對稱地放置。
第四條連線436是一條局部環形線，構成第二電感器43最外層線圈的一部分。在本實施例中，第四條連線436示範性地形成在由下列8個點T7到T14確定的區域內(見圖13)。注意，第四條連線436的寬度為W3。點T7和T8如同上面描述的。點T9相應於從點T7沿Y軸正方向轉移一段G5+W3距離的一個點。注意G5大於G3+W3。點T10相應於從點T9沿X軸和Y軸每根軸的負方向轉移一段W3距離的一個點。點T11相應於從點T9沿X軸負方向轉移一段G6+2xW3距離的一個點。注意，G6大於G4+2xW3，並小於(點S4和T4間的距離)-2xW3。點T12相應於從點T10沿X軸負方向轉移一段G6距離的一個點。點T13相應於從點T11沿Y軸負方向轉移一段G5+W3距離的一個點。點T14相應於從點T12沿Y軸負方向轉移一段G5距離的一個點。
第五條連線437是一條局部環形線，構成第二電感器43最外層線圈的一部分，並與第四條連線436相對於ZX平面對稱地放置。
第六條連線438將第五條連線347電連接到第七條連線439，如下面描述的。在本實施例中，第六條連線438示範性地形成在平行四邊形內，該平行四邊形含有作為頂點的下列4個點T15到T18(見圖13)。點T15到T18分別相應於從點S5到S8沿X軸正方向轉移一段W3+H1距離的點。
第七條連線439是一條局部環形線，構成位於從第二電感器43最外層線圈向內一圈位置的一圈(在本實施例中，這樣的一圈稱為最內層圈)。在本實施例中，第七條連線439示範性地形成在由下列12個點T17到T28確定的區域內(見圖10)。注意第七條連線439的寬度為W3。點T17和T18如同上面所述。點T19相應於從點T17沿Y軸正方向轉移一段G7+W3距離的一個點。點T20相應於從點T18沿Y軸正方向轉移一段G7距離的一個點。注意G7是小於G3-W3的正值。點T21相應於從點T19沿X軸正方向轉移一段G8+2xW3距離的一個點。注意G8是小於G4-2xW3的一個正值。點T22相應於從點T20沿X軸正方向轉移一段G8距離的一個點。點T23到T28與點T17到T22分別相對於ZX平面對稱地放置。
在第二電感器43中，在平面B上或在夾層內配置的是第一觸點4310，第八條連線4311，第二和第三觸點4312和4313，第九條連線4314，及第四觸點4315。觸點4310，4312，4313，及4315含有共性它們都位於夾層內。在本實施例中，為了便於描述，觸點4310，4312，4313，及4315中的每觸點假定為矩形固態，含有長為W3，高稍小於D1的背面層。
第一觸點4310至少將第二條連線434上相鄰兩點電連接到由第八條連線4311上點T29到T32圍成的區域(見圖14)，相鄰兩點與點T5和T6分別相對於ZX平面對稱地放置。
第八條連線4311通常是一條微帶線，將第一觸點4310電連接到第二觸點4312，如下面描述的。在本實施例中，第八條連線4311示範性在形成在由平面B上8個點T29到T36確定的區域內(見圖14)。通過將4個點沿垂直向下方向投影到平面B獲得T31到點T34，這4個點與點T5到T8相對於ZX平面對稱地放置。點T29和T30分別相應於從點T31和T32沿Y軸正方向轉移一段W3距離的兩點。點T35和T36分別相應於從點T33和T34沿Y軸負方向轉移一段W3距離的兩個點。
第二觸點4312將由第八條連線4311(見圖14)上的點T33到T36圍成的區域電連接到第五條連線4311上相鄰兩點，這相鄰兩點與點T7和T8分別相對於ZX平面對稱地放置。
第三觸點4313至少將第四條連線436上的相鄰兩點T13和T14電連接到由第九條連線4314上點T41到T44圍成的區域，如同下面描述的。
第九條連線4314通常是一條微帶線，將第三觸點4313電連接到第四觸點4315，如下面描述的。在本實施例中，第九條連線4314示範性地形成在由平面B上8個點T37到T44(見圖14)確定的區域內。點T37到T44相應於從點S19到S26沿X軸正方向分別轉移一段W3+H11的8個點。
第四觸點4315將由第九條連線4314上的點T37到T40(圖14)圍成的區域電連接到第六條連線439上的相鄰兩點T23和T24。
如上所述，第一和第二電感器42和43中的每一個用頂層和低層兩層構成。第一電感器42中具有粗略環形狀的第四條連線426放置在第二電感器43的最外層線圈和最內層圈之間。如果將電壓施加在第一和第二端點421和422之間，這樣的放置允許產生磁通量，並因此通過局部環形狀的第四條連線426。所產生的磁通量也通過第二電感器43的最外層和最內層線圈，並因此，如同第一實施例所述的，互感應電路41能夠轉換所施加的電壓。
此外，定形第一和第二電感器42和43的形狀，以使第一和第二電感器42和43相對於ZX平面互相對稱。因此，如同按照第一實施例的互感應電路1的情況，如果將差分信號施加到每端點421和422，從第二電感器43的每端點431和432中獲得經轉換的差分信號。因此，不需要在初級側和次級側中的每側配置多個電感器，由此，有可能實現佔用面積小的互感應電路41。
此外，在互感應電路41中，第一和第二電感器42和43僅佔用兩層線路層，並且第一和第二端點421和422兩個可以位於第一電感器42最外層線圈的外部，而第一和第二端點431和432兩端點可以位於第二電感器43最外層線圈的外部。因此，有可能減少用於形成互感應電路41的線路層的層數，由此，有可能構成離半導體襯底足夠遠的互感應電路41，以減少由於半導體襯底的電阻性分量引起的內部損耗。
一般，在薄線路層形成的變壓器元件含有較大的內部損耗。然而，互感應電路41的大多數元件形成在頂層，並因此，從減少內部損耗的觀點看，特別較佳地通過製造半導體連線的半導體處理提供該互感應電路41，在半導體處理中頂層線路層的厚度比低層線路層厚。
除了如上面所述的基本元件外，互感應電路41較佳地包括連接線44。連接線44通常是一條微帶線，將至少含有第一電感器42的虛中心NP4和它四周的區域連接到含有第二電感器43的虛中心NP5和它四周的區域(見圖13)。注意，虛中心NP4是第四條連線426上的點S12和S18間的一個交叉點(intersection)，而虛中心NP5是點T21和T27間的交叉點。因為在第一實施例中有關虛中心NP1和NP2所述的原因，虛中心NP4和NP5可以互相連接。
注意，第一電感器42的外形不限於上面的例子，只要滿足構成第一電感器42(稱為第一實施例)的三個條件，可以給第一電感器42配置任何外形。類似地，第二電感器43的外形不限於上面的例子，並只要滿足構成第二電感器43(稱為第一實施例)的四個條件，可以給第二電感器43配置任何外形。
此外，可將差分信號施加到第二電感器43，以便從第一電感器42獲得經轉換的差分信號。
此外，第一和第二電感器42和43中的每電感器的圈數可以為任意圈數。
再進一步，互感應電路41較佳地包括參考圖7A和7B描述的圖案屏蔽層7，以及上面描述的基本元件。而且，互感應電路41可以形成在參考圖8A和8B描述的含有管溝8的矽襯底上。
再進一步，用作上述互感應電路41的變壓器元件可以形成在如圖10所示的多層介質襯底9上，或形成在如圖11所示的單層雙面襯底11上，而不是形成在半導體襯底4上。
圖15是透視圖，描述互感應電路41a的結構，該互感應電路41a是互感應電路41的變形。為了便於描述，圖15中示出包含X，Y，和Z軸的三維坐標系統。圖16是沿平行於XY平面的平面A截取的互感應電路41a的橫截面圖(見圖15)。圖17是沿平面B(見圖15)截取的互感應電路41a的橫截面圖，平面B相應於從平面A(見圖15)沿Z軸負方向轉移一段D1距離的一個平面。注意在圖16和17中，由點線表示不在平面A，或不在平面B的互感應電路41a的所有元件。
在圖15到17中，互感應電路41a與互感應電路41的不同之處在於，包括第三和第四電感器42a和43a。在互感應電路41和41a之間沒有其他不同之處。在圖15中，由相同的參考數字表示相應於圖12所示的元件，並省略了相關描述。
如同圖15到17所示的，第三電感器42a包括第一和第二端點421a和422a，第一，第二，和第三端點423a，424a，和426a，以及第一和第二觸點427a和429a。第一，第二，及第三端點通常是微帶線。
第一和第二端點421a和422a位於使第一和第二端點421a和422a沿垂直向下方向投影到平面B的位置。
第一條和第二條連線423a和424a位於使第一和第二條連線423和424沿垂直向下方向投影到平面B的位置。第一條連線423a將第一端點421a電連接到第二觸點429a，如下面描述的。類似地，第二條連線424a將第二端點422a連接到第二觸點429。
第三條連線426a位於能使第四條連線426沿垂直向下方向投影到平面B的位置。第三條連線426a是一條局部環形線，構成第三電感器42a的最外層線圈的一部分。
第一觸點427a與第一觸點427相對於ZX平面對稱地放置，並將第四條連線426電連接到第三條連線426a。
第二觸點429a與第二觸點429相對於ZX平面對稱地放置，並將第一條連線423電連接到第三條連線423a。
如圖15到17所示的，第四電感器43a包括第一和第二端點431a和432a，通常是微帶線的第一，第二，第三，第四，及第五條連線433a，434a，436a，437a，及439a，以及第一，第二，第三，和第四觸點4310a，412a，4313a，及4315a。
第一和第二端點431a和432a位於能使第一和第二端點431和432沿垂直向下方向投影到平面B的位置。
第一條和第二條連線433a和434a位於能使第一和第二條連線433和434沿垂直向下方向投影到平面B的位置。第一條連線433a將第一端點431a電連接到第一觸點4310a，如下面描述的。類似地，第二條連線434a將第二端點432a電連接到第一觸點4310。
第三條連線436a位於能使第四條連線436沿垂直向下方向投影到平面B的位置。第三條連線436a是一條局部環形線，構成第四電感器43a的最外層線圈的一部分，並將第三觸點4313電連接到第二觸點4312a，如下面描述的。
第四條連線437a與第三條連線436a相對於ZX平面對稱地放置。第四條連線437a是一條局部環形線，構成第四電感器43a最外層線圈的一部分，並將第二觸點4312電連接到第三觸點4313a，如下面描述的。
第五條連線439a位於能使第七條連線439沿垂直向下方向投影到平面B的位置。第五條連線439a是一條局部環形線，構成第四電感器43a最外層線圈的一部分，並將第四觸點4315電連接到第四觸點4315a，如同下面描述的。
第一觸點4310a與第一觸點4310相對於ZX平面對稱地放置，並將第一條連線433a電連接到第一條連線433。
第二觸點4312a與第二觸點4312相對於ZX平面對稱地放置，並將第四條連線436電連接到第三條連線436a。
第三觸點4313a與第三個觸4313相對於ZX平面對稱地放置，並將第五條連線437電連接到第四條連線437a。
第四觸點4315a與第四觸點4315相對於ZX平面對稱地放置，並將第七條連線439電連接到第四條連線439a。
在連接線44形成在頂層側的情況中，互感應電路41a進一步包括在連接線44沿垂直向下方向投影到平面B的區域內的連接線44a。
如上所述，互感應電路41a包括第三個和第四電感器42a和43a，這兩電感器相應於將第一和第二電感器42和43的主要元件沿垂直向下方向投影到平面B的投影。經觸點將第三和第四電感器42a和43a分別電連接到第一和第二電感器42和43。連接第一個和第三電感器42和42a，以使能互相對稱於ZX平面。在這種結構中，如果將含在差分信號中的同相信號施加到一對端點421和421a或施加到一對端點422和422a，而將與同相信號幅度相等，相位相反的反相信號施加到另一對端點，如上所述的互感應在端點對421和421a和端點對422和422a中的一對上感應出經轉換的同相信號，同時在另一對端點上感應出經轉換的反相信號。從相似的觀點看，通過兩個並行連接的電阻構成具有如上所述形狀的互感應電路41a。因此，互感應電路41a的內部損耗可以看作是兩個並行連接電阻的合成阻抗。因此，即使頂層側的線路層是薄的，有可能實現低損耗的互感應電路41a。
(第三實施例)圖18是透視圖，描述一種變壓器元件的結構，它是按照本發明第三實施例的互感應電路51的一個例子。注意，為了便於描述，圖18顯示含有X，Y和Z軸的三維坐標系統。
在圖18中，如同互感應電路1的情況，使用按Z軸方向(即，垂直方向)排列在半導體襯底4上的夾層絕緣薄膜5之間的兩層線路層形成互感應電路51。在下列描述中，頂層線路層，低層線路層，及頂層線路層和低層線路層之間的間隔分別稱作為「頂層」，「低層」，及「夾層」。特別地，互感應電路51由導體材料製成，並且基本上包括第一電感器52和第二電感器53。
圖19是沿平行於XY平面的頂層內的平面A(見圖18)截取的互感應電路51的橫截面圖。圖20是沿平面B(見圖18)截取的互感應電路51的橫截面圖，平面B包含在低層內，並相應於從平面A(見圖18)沿Z軸負方向轉移一段D1距離的一個平面。注意在圖19和20中，由點線表示不在平面A或不在平面B的互感應電路51的元件。
第一電感器52由導電材料製成。如圖18到20所示的，第一電感器52的大多數元件都在平面A上，而其他元件位於平面B或在夾層內。特別地，第一電感器52包括第一和第二端點521和522，以及通常是微帶線的第一到第四條連線523到526。
第一和第二端點521和522相對於ZX平面互相對稱地放置。在本實施例中，第一和第二端點521和522分別示範性地示作為第一條連線523的一個末端和第二條連線524的一個末端。
第一條連線523將第一端點521電連接到第三條連線525，如下面描述的。在本實施例中，第一條連線523示範性地形成在由下列6個點U1到U6確定的區域內(見圖19)。
點U1含有X和Y坐標值(X5，-Y5)，這裡，X5和Y5是依據互感應電路51的規格確定的正值。如果第一條連線523的寬度為W4，點U2相應於從點U1沿Y軸負方向轉移一段W4距離的一個點。點U3相應於從點U1沿X軸正方向轉移依據互感應電路51的規格確定的一段任意距離的一個點。點U4相應於從點U3沿Y軸負方向並沿X軸正方向轉移一段W4距離的一個點。點U5相應於從點U3沿Y軸正方向轉移一段J1距離的一個點。注意J1小於ZX平面和點U3之間的距離。點S6相應於從點U5沿X軸正方向轉移一段W4距離的一個點。
第二條連線524將第二端點522連接到在後面描述的第五條連線528。第二條連線524與第一條連線523相對於ZX平面對稱地放置。
第三條連線525將第一條連線523電連接到第四條連線526，如同下面描述的。在本實施例中，第三條連線525示範性地形成在由平行四邊形圍成的區域內，該平行四邊形含有作為頂點的下列4個點U5到U8(見圖19)。點U5和U6如同上面描述的，點U7和U8相應於從第一和第二點沿X軸正方向分別轉移一段J2距離的兩個點，這兩個點與點U5和U6分別相對於ZX平面對稱地放置。注意，如果每個第一和第二電感器52和53的連線的寬度為W4，而第一電感器52的一條連線和第二電感器53的一條連線之間的距離為H2，J2等於W4+H2，第二電感器53的連線相鄰於第一電感器52的連線。
第四條連線526是一條局部環形線，構成第一電感器52的一圈。在本實施例中，第四條連線526示範性地形成在由下列12個點U7到U18(見圖19)確定的區域內。在本實施例中，如同第一條連線423的情況，第四條連線526的寬度為W4。點U7和U8如上面所述。點U9相應於從點U7沿Y軸正方向轉移一段J3+W4距離的一個點。注意J3是大於J5+W4的一個正值。注意，後面將給出值J5的詳細描述。點U10相應於從點U8沿Y軸正方向轉移一段J3距離的一個點。點U11相應於從點U9沿X軸正方向轉移一段J4+2xW4距離的一個點。注意J4是大於J6+2xW4並且小於(點U4和V4間的距離)-2xW4的一個正值。注意後面將給出值J6的詳細描述。點U12相應於從點U10沿X軸正方向轉移一段J4距離的一個點。點U13到U18與點U7到U12分別相對於ZX平面對稱地放置。
在第一電感器52中，第一觸點527，第五條連線528，及第二觸點529配置在平面B上，或在夾層內。
觸點527和529含有一個共性它們都位於夾層內。在本實施例中，為了便於描述，觸點527和529中的每個假定為矩形固態，含有長為W4，高稍小於D1的背面層。
第一觸點527至少將第四條連線526上的相鄰點U13和U14電連接到由第五條連線528上的點U19到U22圍成的區域內(見圖20)，如下面描述的。
第五條連線528通常是一條微帶線，將第一觸點527電連接到第二觸點529，如上面所述。在本實施例中，第五條連線528示範性地形成在由平面B上的8個點U19到U26確定的區域內(見圖20)。通過將與點U5到U8相對於ZX平面對稱地放置的四個點直接從互感應電路51上面投影到平面B，即垂直向下方向，獲得4個點U21到U24。點U19和U20相應於從點U21和U22沿Y軸負方向分別轉移一段W4距離的兩個點。點U25和U26相應於從點U23和U24沿Y軸正方向分別轉移一段W4距離的點。
第二觸點529將由點U23到U26圍成的區域電連接到第二條連線524上的相鄰兩點，這兩點與點U5和U6相對於ZX平面對稱地放置。
如同第一電感器52的情況，第二電感器53的大多數元件位於平面A，而其他元件位於平面B，或在夾層內。特別地，在第二電感器53中，包含在平面上的是第一和第二觸531和532，及通常是微帶線的第一到第六條連線533到538。
第一和第二端點531和532相對於ZX平面互相對稱地放置。在本實施例中，第一和第二端點531和532分別示範性地示作為第一條連線533的一個末端和第二條連線534的一個末端。
第一條連線533將第一端點531電連接到第三條連線535，如下面描述的。在本實施例中，第一條連線533示範性地形成在由平面A上的6個點V1到V6圍成的區域內(見圖19)。點V1含有X和Y坐標值(X6，-Y6)，這裡X6和Y6是依據互感應電路51的規格確定的正值。在本實施例中，Y6等於上面描述的Y5。如果第一條連線533的寬度為W4，點V2相應於從點V1沿Y軸負方向轉移一段W4距離的一個點。點V3相應於從點V1沿X軸負方向轉移依據互感應電路51的規格確定的任意一段距離的一個點。點V4相應於從點V3沿X軸和Y軸中每條軸的負方向轉移一段W4距離的一個點。點V5相應於從點V3沿Y軸正方向轉移一段J1距離的一個點。點V6相應於從點V5沿X軸負方向轉移一段W4距離的一個點。
第二條連線534將第二端點532電連接到後面描述的第二觸點5310，並與第一條連線533相對於ZX平面對稱地放置。
第三條連線535是一條局部環形線，構成第二電感器53最外層線圈的一部分，並電連接第三觸點5313和第四條連線537，後面將描述這兩個元件。在本實施例中，第三條連線535示範性地形成在由平面A上的8個點V7到V14(見圖19)確定的區域內。點V7和V8相應於從點V5和V6沿X軸負方向分別轉移稍大於2x(W4+H2)的一段距離的兩個點。點V9相應於從點V7沿Y軸負方向轉移一段J5+W4距離的一個點。注意J5是小於J3-W4且大於J7+W4的一個正值。注意，後面將給出值J7的詳細描述。點V10相應於從點V8沒Y軸負方向轉移一段J5距離的一個點。點V11相應於從點V9沿X軸負方向轉移一段J6+2xW4距離的一個點。注意J6是小於J4-2xW4且大於J8+2xW4的一個正值。注意，後面將給出值J8的詳細描述。點V12相應於從點V10沿X軸負方向轉移一段J6距離的一個點。點V13相應於從點V11沿Y軸正方向轉移一段J5+W4距離的一個點。點V14相應於從點V12沿Y軸正方向轉移一段J5距離的一個點。
第四條連線536是一條局部環形線，構成第二電感器53最外層線圈的一部分，並電連接在後面描述的第四和第六觸點5314和5317。第四條連線536與第三條連線535相對於ZX平面對稱地放置。
第五條連線537將第三條連線535連接到第六條連線538，如同下面描述的。在本實施例中，第五條連線53形成在由平行四邊形圍成的區域內，該平行四邊形含有作為頂點的4個點V13到V16(圖16)。點V13和V14如同上面描述的。點V15和V16相應於從第一和第二點沿X軸正方向分別轉移一段W4+H2距離的兩個點。這第一和第二點與點V13和V14分別相對於ZX平面對稱地放置第六條連線538是一條局部環形線，構成位於第二電感器53最外層線圈向內一圈位置的一圈(在本實施例中，這樣的一圈示作為最內層線圈)。在本實施例中，第六條連線538形成在由12個點V15到V26確定的區域內(見圖19)。注意在本實施例中，第六條連線538的寬度為W4。點V15和V16如同上面描述的。點V17相應於從點V15沿Y軸正方向轉移一段J7+W4距離的一個點。點V18相應於從點V16沿Y軸正方向轉移一段J7距離的一個點。注意J7是小於J5-W4的一個正值。點V19相應於從點V17沿X軸正方向轉移一段J8+2xW4距離的一個點。注意J8是小於J6-2xW4的一個正值。點V20相應於從點T18沿X軸正方向轉移一段J8距離的一個點。點V21到V26與點V15到V20分別相對於ZX平面對稱地放置。
在第二電感器53中，在平面B或在夾層內配置的是第一和第二觸點539和5310，第七和第八條連線5311和5312，第三到第五觸點5313到5315，第九條連線5316，以及第六觸點5317。
觸點539，5310，5313到5315，以及5317含有一個共性它們都位於夾層內。在本實施例中，為了便於描述，觸點539，5310，5313到5315，及5317中的每一個假定為矩形固態，含有長為W4，高稍小於D1的背面層。
第一觸點539至少將第一條連線533上的相鄰點V5和V6電連接到第七條連線5311上的相鄰點V27和V29(見圖20)，如下面描述的。
第二觸點5310與第一觸點539對稱地形成在ZX平面的兩側，並將第二條連線534上的相鄰兩點(這兩點位於與點V5和V6分別相對稱的位置)電連接到第八條連線5312上的相鄰兩點(這兩點位於與點V27和V29分別相對稱的位置)，如同下面描述的。
第七條連線5311將第一觸點539電連接到第三觸點5313，如下面描述的。在本實施例中，第七條連線5311形成在由平面B上的4個點V27到V30(見圖20)圍成的區域。點V27位於點V5沿垂直方向投影到平面B的位置。點V28相應於從點V27沿X軸負方向轉移一段3xW4+2xH2距離的一個點。點V29和V30相應於從點V27和V28沿Y軸負方向分別轉移一段W4距離的點。
第八條連線5312將第二觸點5310電連接到第四觸點5314，如下面描述的，並與第七條連線5311相對於ZX平面對稱地放置。
第三個觸5313至少將第七條連線5311上的相鄰點V28和V30電連接到第三條連線535上的相鄰點V7和V8I(見圖19)。
並將第二條連線5314上的相鄰兩點(這兩點位於與點V5和V6分別相對稱的位置)電連接到第八條連線5312上的相鄰兩點(這兩點位於與點V27和V29分別相對稱的位置)。
第五觸點5315至少將第六條連線538上的相鄰點V21和V22電連接到通過將點V21和V22投影到平面B獲得的第九條連線5316上的相鄰兩點。
第九條連線5316將第五觸點5315(5313？)電連接到第六觸點5317，如下面描述的。在本實施例中，第九條連線5316形成在由平面B上8個點V31到V38(見圖20)確定的區域內。點V33到V36位於將某四個點沿垂直向下方向分別投影到平面B的位置，這四個點與點V13到V16分別對稱地處於ZX平面的兩側。點V31和V32相應於從點V33和V34沿Y軸正方向分別轉移一段W4距離的兩個點。點V37和V38相應於從點V35和V36沿Y軸負方向分別轉移一段W4距離的兩個點。
第六觸點5317至少將第九條連線5316上的相鄰點V33和V34電連接到第四條連線536上的相鄰兩點上，這相鄰兩點與點V13和V14對稱地放置。
如上所述，互感應電路51包括第一和第二電感器52和53，這兩個電感器的外形與第一和第二電感器42和43稍有不同，但能滿足形成第二個實施例中描述的第一和第二電感器42和43的需要。因此，有可能達到類似於由互感應電路41實現的技術效果，即，有可能減少互感應電路51的佔用面積，由此有可能減少由半導體襯底電阻性分量引起的內部損耗。而且，如同在互感應電路41的情況中，特別較佳地通過製造半導體連線的半導體處理提供互感應電路51，在半導體線路中，頂層線路層的厚度比低層連線厚。
除了如上面所述的基本元件外，互感應電路51較佳地包括一條連接線54，連接線54通常是一條微帶線，至少將含有第一電感器52的虛中心NP6和它四周的區域連接到含有第二電感器53的虛中心NP7和它四周的區域。注意虛中心NP6是點U12和點U18之間的交叉點，而虛中心NP7是點V19和V25間的交叉點。因為在第一實施例中描述的有關虛中心NP1和NP2的原因，可以互相連接虛中心NP6和NP7。
此外，差分信號可以施加到第二電感器43，以便從第一電感器42獲得經轉換的差分信號。
此外，第一和第二電感器42和43中每電感器中的圈數可以為任意圈數。
再進一步，除上面描述的基本元件外，互感應電路51較佳地包括參考圖7A和7B描述的圖案屏蔽層7。而且，互感應電路51可以形成在含有上面參考圖8A和8B描述的管溝8的矽襯底上。
作為上面所述的互感應電路51的變壓器元件可以形成在如圖10所示的多層介質襯底9上，或形成在如圖11所示的單層雙面襯底11上，而不是形成在半導體襯底4上。
(第四實施例)圖21是框圖，描述按照本發明第四實施例的無線電通信裝置61的整體結構。在圖21中，無線電通信裝置61配置成用於下變換所接收信號，並典型地包括天線62，雙工器63，低噪聲放大器(下文中簡稱為「LNA」)64，濾波器65，振蕩電路66，本地放大器67，以及混頻器68。
天線62接收外部發射的信號。由天線62接收的信號傳送到雙工器63。雙工器63將由天線62接收的信號輸出到LNA64。LNA64放大從雙工器63輸出的信號，並將合成的信號輸出到濾波器65。濾波器65僅允許通過LNA64輸出的信號中一段所需頻帶內的信號成分。
需要振蕩電路66，用於對濾波器65輸出的信號進行下變換。振蕩電路66產生並輸出含有預定頻率的本振信號。圖22是框圖，描述本振電路66的詳細結構。在圖22中，本振電路66典型地包括差分振蕩級69，互感應電路1，41，41a，或51，以及差分放大級610。這些元件按差分振蕩級69，互感應電路1，41，41a，或51，以及差分放大級610的次序實現電連接。
差分振蕩級69包括第一和第二場效應振蕩電晶體(FETs)611和612，恆流源613，以及第一和第二諧振電容614和615。每個諧振電容應較佳地含有可變電容。
差分廣大級610包括第三和第四緩衝放大電晶體616和617，第一和第二阻尼電感器618和619，用於切斷直流成分的第一個和第二個電容器620和621，以及第一個和第二個輸出端622和623。
在振蕩電路66中，直流電流經Vcc端點施加到差分放大級610的第一和第二阻尼電感器618和619。經過第三和第四電晶體616和617將所加的直流電流供給互感應電路1，41，41a，或51的輸出端的端點。如上面所述的，互感應電路1，41，41a，或51都配置成能將來自兩個電容中一個電容的直流電流經觸點6，連接線44或連接線44和44a，以及連接線54供給另一電容。因此，有可能將來自互感應電路1，41，41a，或51的輸入端上的兩端點的直流電流輸出到差分振蕩級69。按上面所述方式輸入的直流電流施加到第一和第二FETs 611和612，然後經恆流源流到接地點，因此操作運行第一和第二FETs611和612。
第一和第二FETs 611和612互相連接，這樣在其間施加正反饋。第一和第二FETs 611和612產生差分信號，並用同相和反相信號供給互感應電路1，41，41a，或51。每個含有取決於第一或第二電容614或615與互感應電路1，41，41a，或51的諧振頻率的振蕩頻率。
如上所述，互感應電路1，41，41a，或51轉換輸入差分信號，並將合成信號輸出到差分放大級610。
在差分放大級610中，第三和第四電晶體616和617中每一個按基級接地放大器運行，以放大輸入的差分信號中含有的同相和反相信號。第一個和第二個電容620和621每個從放大的差分信號中濾掉直流成分，並然從第一個和第二個輸出端622和623輸出合成信號。
從第一個和第二個輸出端622和623的一個輸出端輸出的同相或反相信號經本地放大器7放大，變為本振信號，並然後，將該本振信號供給混頻器68。混頻器68對濾波器65的輸出信號與從本地放大器67輸出的本振信號進行混頻，並然後輸出一個合成信號。
如上所述，互感應電路1，41，41a，或51集成在振蕩電路66，並因此，僅通過將直流電流供給差分放大級610操作差分振蕩級69。因此，沒有必要將直流電流供給差分放大級610和差分振蕩級69中的每一級，並因此有可能控制振蕩電路66和無線電通信裝置61的功耗。
此外，在上述的配置中，第三個和第四個電晶體616和617中的每個電晶體可以用作含有小放射電容的基級接地放大器，並因此，有可能實現能抵抗負載變化的振蕩電路66。
(第五實施例)如同圖13中明白的，在按照第二實施例的互感應電路41中，第一和第二電感器42和43對Y軸互相不對稱，並因此不能在兩個電感器中實現1∶1匝數比。在本發明的第五實施例中，將描述能實現1∶1匝數比的互感應電路71。
圖23是透視圖，描述一種變壓器元件的結構，該變壓器是互感應電路71的一個例子。為了便於描述，圖23示出用在其他實施例中的三維坐標系統。在圖23中，類似於互感應電路1，用半導體襯底4上的夾層絕緣薄膜5內的兩層線路層，即頂層和低層線路層，形成互感應電路71。在下列描述中，頂層線路層，低層線路層，以及頂層和低層線路層間的間隔分別稱為「頂層」，「低層」和「夾層」。特別地，互感應電路71由導電材料製成，並基本上包括第一電感器72和第二電感器73。
圖24是沿平行於XY平面的頂層內的平面A(見圖23)截取的互感應電路71的橫截面圖。圖25是沿平面B(見圖23)截取的互感應電路71的橫截面圖，平面B包含在低層內，並相應於從平面A沿Z軸負方向轉移一段D1距離的一個平面。注意在圖24和25中，由點線表示不在於平面A或不在平面B的互感應電路71的所有元件。同樣，在圖23到25中，平面C是平行於ZX平面的基準面並通過互感應電路71的中心，而平面D是平行於YZ平面的基準面並通過互感應電路71的中心。
如圖23到25所示，第一電感器72的大多數元件位於平面A，而其他元件位於平面B或在夾層內。特別地，第一電感器72包括第一端點721，第二條連線722，第一條連接線723，第三條連線724，第二條連接線725，第四條連線726，第三條連接線727，第五條連線728，第一觸點729，第四條連接線730，第二觸點731，第六條連線732，第三觸點733，第五條連接線734，第四觸點735，第七條連線736，第五觸點737，第六條連接線738，第六觸點739，第八條連線740，以及第二端點741。
大部分上述元件配置在頂層，即在平面A上。特別地，如圖24所示，配置在平面A上的是第一端點721，第二條連線722，第一條連接線723，第三條連線724，第二條連接線725，第四條連線726，第三條連接線727，第五條連線728，第六條連線732，第七條連線736，第八條連線740，以及第二端點741。
如圖25所示，除了位於平面A的元件外的元件中，第四條連接線730，第五條連接線734，以及第六條連接線738都位於低層，即在平面B上。
如圖23所示，第一觸點729，第二個觸731，第三觸點733，第四觸點735，第五觸點737，以及第六觸點739都位於夾層內。
在本實施例中，第一端點721示範性地示作為第一條連線722的一個末端。
第一條連線722通常是一條微帶線，並將第一端點721電連接到第一條連接線723，如下面描述的。在本實施例中，第一條連線722示範性地形成在平面B上的下列4個點M1到M4確定的區域內(見圖24)。點M1含有X和Y坐標值(X1，-Y1)，這裡，X1和Y1是依據互感應電路71的規格確定的正值。如果第一條連線722的寬度為W3，點M2相應於從點M1沿Y軸正方向轉移一段W3距離的一個點。點M3相應於從點M1沿X軸正方向轉移依據互感應電路71的規格確定的一段任意距離L1的一個點。點M4相應於從點M3沿Y軸正方向轉移一段W3距離的一個點。
第一條連接線723通常是一條微帶線，並將第一條連線722電連接到第三條連線724，如下面描述的。在本實施例中，第一條連接線723示範性地形成在由點M3到M6確定的區域內(見圖24)。點M3和M4如同上面所述。點M5相應於從點M3沿X軸正方向轉移一段L2距離，並沿Y軸正方向轉移一段L3距離的一個點。點M6相應於從點M4沿X軸正方向轉移一段L2距離，並沿Y軸正方向轉移一段L3距離的一個點。在圖24中，L2和L3中的每一個是依據互感應電路71的規格確定的一個任意數，並選擇L3，使其大於W3。
第三條連線724通常是一條微帶線，並將第一條連接線723電連接到第二條連線726，如下面描述的。在本實施例中，第三條連線724示範性地形成在由下列6個點M5到M10圍成的區域內(見圖24)。點M5和M6如同上面所述。點M7相應於從點M5沿X軸正方向轉移一段L4距離的一個點。點M8相應於從點M6沿X軸正方向轉移一段L4-W3距離的一個點。注意L4是依據互感應電路71的規格確定的，以使小於L1。點M9相應於從點M7沿Y軸正方向轉移一段L5距離的一個點。點M10相應於從點M8沿Y軸正方向轉移一段L5-W3距離的一個點。
第二條連接線725通常是一條微帶線，並將第三條連線724電連接到第四條連線726，如下面描述的。在本實施例中，第二條連接線725示範性地形成在由下列4個點M9到M12圍成的平行四邊形內(見圖24)。點M9和M10如同上面所述。點M11相應於從點M9沿Y軸正方向轉移一段L2距離，並沿X軸負方向轉移一段L3距離的一個點。點M12相應於從點M10沿Y軸正方向轉移一段L2距離，並沿X軸負方向轉移一段L3距離的一個點。
第四條連線726通常是一條微帶線，並將第二條連接連線726電連接到第三條連接線727。在本實施例中，第四條連線726示範性地形成在由下列6個點M11到M16圍成的區域內(見圖24)。點M11和M12如同上面所述。點M13相應於從點M11沿Y軸正方向轉移一段L6距離的一個點。點M14相應於從點M12沿Y軸正方向轉移一段L6-W3距離的一個點。注意L6是依據互感應電路71的規格確定的，以使小於L5-W3。點M15相應於從點M13沿X軸負方向轉移一段L7距離的一個點。點M16相應於從點M14沿X軸負方向轉移一段L7-W3距離的一個點。
第三條連接線727通常是一條微帶線，並將第四條連線726電連接到第五條連線728，如下面所述。在本實施例中，第三條連接線727示範性地形成在由下列四個點M15到M18圍成的平行四邊形內(見圖24)。點M15和M16如同上面所述。點M17相應於從點M15沿Y軸負方向轉移一段L3距離，並沿X軸負方向轉移一段L2距離的一個點。點M18相應於從點M16沿Y軸負方向轉移一段L3距離，並沿X軸負方向轉移一段L2距離的一個點。
第五條連線728通常是一條微帶線，將第三條連接線727電連接到第一觸點729。在本實施例中，第五條連線728示範性地形成在由下列8個點M17到M24圍成的區域內(見圖24)。點M17和M18如同上面所述。點M19相應於從點M17沿X軸負方向轉移一段L8距離的一個點。點M20相應於從點M18沿X軸負方向轉移一段L8-W3距離的一個點。注意L8是依據互感應電路71的規格確定的，以使小於L7-W3。點M21和M22與點M19和M20分別相對於平面C對稱地放置。點M23和M24與點M17和M18分別相對於平面對稱地放置。
第一觸點729將第五條連線728上的點M23和M24電連接到第四條連接線730上的點M25和M26，如下面所述。
第四條連接線730通常是一條微帶線，並將第一觸點729電連接到第二觸點731，如下面所述。在本實施例中，第四條連接線730示範性地形成在由下列4個點M25到M28圍成的平行四邊形內(見圖24)。點M25相應於從點M23沿Z軸負方向轉移一段D1距離(見圖23)的一個點。點M26相應於從點M24沿Z軸負方向轉移一段D1距離(見圖23)的一個點。點M27相應於從點M25沿X軸正方向轉移一段L2距離，並沿Y軸負方向轉移一段L3距離的一個點。點M28相應於從點M26沿X軸正方向轉移一段L2距離，並沿Y軸負方向轉移一段L3距離的一個點。
第二觸點731將第四條連線730上的點M27和M28電連接到第六條邊線732上的點M29和M30，如同下面描述的。
第六條連線732通常是一條微帶線，並將第二個觸731電連接到第三觸點733。第六條連線732與第四條連線726相對於平面C對稱地放置。
第三觸點733將第六條連線732電連接到第五條連接線734，如同下面描述的。
第五條連接線734通常是一條微帶線，並將第三觸點733電連接到第四觸點735，如同下面描述的。在本實施例中，第五條連接線734示範性地形成在由點M29到M32圍成的平行四邊形內，以便與第二條連接線725相對於平面C對稱地放置。
第四觸點735將第五條連線734電連接到第七條連接線736，如同下面描述的。
第七條連線736通常是一條微帶線，並將第四觸點735電連接到第五觸點737。第七條連線736與第三條連線724相對於平面C對稱地放置。
第五觸點737將第七條連線736電連接到第六條連接線738，如同下面描述的。
第六條連接線738通常是一條微帶線，在本實施例中，第六條連接線738示範性地形成平行四邊形的形狀，以便與第一條連接線723相對於平面C對稱地放置。
第六觸點739將第六條連接線738電連接到第八條連線740，如同下面描述的。
第八條連線740通常是一條微帶線。在本實施例中，第八條連線743與第一條連線722相對於平面C對稱地放置。
第二端點741與第一端點721相對於平面C對稱地放置。
第二電感器73通常包括微帶線和觸點，並具有通過將第一電感器72繞平面C和D之間相交線E施轉180度獲得的一種形狀。
如上所述，用頂層和低層構成第一和第二電感器72和73中的每一個。第二電感器73含有與第一電感器72的外形相對於平面C和D基本對稱的形狀，並因此有可能實現第一個和第二電感器72和73之間1∶1的匝數比。
互感應電路71含有互感應電路1的所有功能，並因此能達到類似於由互感應電路1實現的技術效果。
更佳地，互感應電路71可以包括參考圖7A和7B描述的圖案屏蔽層7。而且，互感應電路71可以形成在含有上面參考圖8A和8B描述的管溝8的矽襯底上。互感應電路71也可形成在圖10所示的多層介質襯底9上，或形成在圖11所示的單層雙面襯底11上，而不是形成在半導體襯底4上。
(第六實施例)在圖21所示的無線電通信裝置61中，單相信號輸入到天線62，而將混頻器68集成在集成電路內。因此，差分電路經常用在無線電通信裝置61中。下面將參考放大電路83描述本發明第六個實施例，該放大電路63接收單相信號，輸出差分信號。
圖26是框圖，描述放大電路83的整體結構。在圖26中，放大電路83通常用作為低噪聲放大器(例如，圖21所示的LNA64)，包括前置放大器84，不平衡變壓器85，以及差分放大器86。
前置放大器84放大例如由天線接收的單相信號。
不平衡變壓器85是平衡-不平衡變壓器電路，它將單相信號變換為差分信號。特別地，不平衡變壓器85將由前置放大器84放大的單相信號轉換成差分信號。圖27是透視圖，描述圖26所示不平衡變壓器85的示範性結構。在圖27中，不平衡變壓器85與圖1所示的互感應電路1的不同之處在於第二端點22接地。不平衡變壓器85與互感應電路1沒有其他差別。在圖27中，由相同數字表示相應於圖1所示的元件。並省略了有關的詳細描述。
在這種結構的不平衡變壓器85中，當從前置放大器84輸出的單相信號輸入到第一端點21時，從第二電感器3的第一和第二端點31和32輸出含在差分信號內的同相和反相信號。
差分放大器86放大從不平衡變壓器85輸出的差分信號。
含有上述結構的放大器電路83含有集成在其間的不平衡變壓器85，並因此有可能產生一個差分信號，在該差分信號中，同相和反相信號間的相位差相當地小。
雖然互感應電路1應用到圖27所示的不平衡變壓器，本發明不限制於此。互感應電路41(見圖12)，互感應電路51(見圖18)，或互感應電路71(見圖23)可以應用到不平衡變壓器85。
(第七實施例)圖28是透視圖，描述其模阻尼器(chokes)的結構，看作為按照本發明第七實施例互感應電路81的一個例子。為了便於描述，圖28顯示如同其他實施例中描述的三維坐標系統。在圖28中，類似於互感應電路1，用半導體襯底4上夾層絕緣薄膜5內的兩層線路層，即，頂層和低層線路層，形成互感應電路81。在下列的描述中，頂層線路層，低層線路層，以及頂層線路層和低層線路層之間的間隔分別稱作為「頂層」，「低層」，以及「夾層」。特別地，互感應電路81由導電材料製成，並基本上包括第一電感器82和第二電感器83。
圖29是沿平行於XY平面的頂層內的平面A(見圖28)截取的互感應電路81的橫截面圖。圖30是沿平面B(見圖28)截取的互感應電路81的橫截面圖，平面B包含在低層內，並相應於從平面A(見圖28)沿Z軸負方向轉移一段D1距離的一個平面。注意在圖29和30中，由點線表示不在平面A或不在平面B的互感應電路81的所有元件。在圖28到30中，平面C是平行於ZX平面的一個基準面並通過互感應電路81的中心，而平面D是平行於YZ平面的基準面，並通過互感應電路81的中心。
如圖28到30所示，第一電感器82的大部分元件位於平面A，而其他元件位於平面B，或在夾層內。特別地，第一電感器82包括第一個輸入端821，第二條連線822，第一條連接線823，第二條連線824，第二條連接線825，第三條連線826，第三觸點827，第三條連接線828，第二觸點829，第四條連線830，第三觸點831，第四條連接線832，第四觸點833，第五條連線834，以及第一個輸出端835。
上述的大部分元件都配置在頂層，即在平面A上。特別地，如圖29所示，平面A上配置的是第一個輸入端821，第一條連線822，第一條連接線823，第二條連線824，第二條連接線825，第三條連線826，第四條連線830，第五條連線834，以及第一個輸出端835。
如圖30所示，除了位於平面A的那些元件外的元件中，第三條連接線828和第四條連接線832位於低層，即平面B上。
此外，如圖30所示，第一觸點827，第二觸點829，第三觸點831，以及第四觸點833位於夾層內。
在本實施例中，第一端點821示範性地示作為第一條連線822的一個末端。
第一條連線822通常是一條微帶線，並將第一端點821電連接到第一條連接線823，如同下面描述的。在本實施例中，第一條連線822示範性地形成在由平面B(見圖29)上的下列8個點N1到N8確定的區域內。點N1含有X和Y坐標值(X1，-Y1)，這裡X1和Y1是依據互感應電路81的規格確定的正值。如果第一條連線822的寬度為W3，點N2相應於從點N1沿Y軸正方向轉移一段W3距離的一個點。點N3相應於從點N1沿X軸的正方向轉移一段L1距離的一個點。點N4相應於從點N2沿X軸正方向轉移一段L1+W3距離的一個點。點N5相應於從點N3沿Y軸負方向轉移一段L2距離的一個點。點N6相應於從點N4沿Y軸負方向轉移一段L2距離的一個點。點N7相應於從點N5沿X軸正方向轉移一段L3距離的一個點。點N8相應於從點N6沿X軸正方向轉移一段L3-W3距離的一個點。注意L1到L3是依據互感應電路81的規格確定的值，並且特別地，L2和L3是相對於第一電感器82內的匝數確定的。在本實施例中，假定匝數為1，並且為了保證互感應電路81的對稱性，選擇L2和L3，以使分別大於2xW3和3xW3。
第一條連接線823通常是一條微帶線，並將第一條連線822電連接到第二條連線824，如同下面描述的。在本實施例中，第一條連接線823示範性地形成在由4個點N7到N10(見圖29)確定的平行四邊形內。點N和N8如同上面描述的。點N9相應於從點N7沿X軸正方向轉移一段L4距離，並沿Y軸正方向轉移一段L5距離的一個點。點N10相應於從點N8沿X軸正方向轉移一段L4距離，並沿Y軸正方向轉移一段L5距離的一個點。在圖29中，L4和L5是依據互感應電路81的規格確定的任意數字，並選擇L5，以使大於W3。
第二條連線824通常是一條微帶線，並將第一條連接線823電連接到第二條連接線825，如同下面描述的。在本實施例中，第二條連線824示範性地形成在由下列6個點N9到N14(見圖29)圍成的平行四邊形內。點N9和N10如同上面所述。點N11相應於從點N9沿X軸正方向轉移一段L6距離的一個點。點N12相應於從點N10沿X軸正方向轉移一段L6-W3距離的一個點，注意L6是依據互感應電路71的規格確定的，以使大於2xW3。點N13相應於從點N11沿Y軸正方向轉移一段L7距離的一個點。點N14相應於從點N12沿Y軸正方向轉移一段L7-W3距離的一個點。注意L7是依據互感應電路81的規格確定的，以使大於2xW2。
第二條連接線825通常是一條微帶線，並將第二條連線824電連接到第三條連線826，如同下面描述的。在本實施例中，第二條連接線825示範性形成在由下列4個點N13到N16圍成的平行四邊形內(見圖29)。點N13和N14如同上面描述的。點N15相應於從點N13沿Y軸正方向轉移一段L5距離，並沿X軸負方向轉移一段L4距離的一個點。點N16相應於從點N14沿Y軸正方向轉移一段L5距離，並沿X軸負方向轉移一段L4距離的一個點。
第三條連線826通常是一條微帶線，並將第二條連接線825電連接到第一觸點827，如同下面描述的。在本實施例中，第三條連線826示範性地形成在由下列8個點N15到N22(見圖29)圍成的區域內。點N15和N16如同上面描述的。點N17相應於從點N15沿Y軸正方向轉移一段L8距離的一個點。點N18相應於從點N16沿Y軸正方向轉移一段L8-W3距離的一個點，注意L8是依據互感應電路81的規格確定的，以使大於W3。點N19和N20與點N17和N18分別相對於平面D對稱地放置。點N21和N22與點N15和N16分別相對於平面D對稱地放置。
第一觸點827將第三條連線826上的點N21和N22電連接到第三條連線828上的點N23和N24，如同下面描述的。
第三條連接線828通常是一條微帶線。第三條連接線828形成在由4個點N23到N26圍成的平行四邊形內(見圖30)，以便與第二條連接線825相對於平面D對稱地放置。
第二觸點829位於第一觸點827沿X軸負方向轉移一段L5距離，並沿X軸負方向轉移一段L4距離的位置。第二觸點829至少將第三條連接線828上的點N25和N26電連接到第四條連線830上的點N27和N28，如同下面描述的。
第四條連線830通常是一條微帶線，並形成在與第二條連線824相對於平面D相對稱的區域(即，由點N27到N32圍成的區域)內。
第三觸點831將第四條連線830上的點N31和N32電連接到第四條連接線832上的點N33和N34，如同下面描述的。
第四條連接線832通常是一條微帶線，並形成在由4個點N33到N36圍成的平行四邊形內(見圖30)，以便與第一條連接線823相對於平面D對稱地放置。
第四觸點833位於第三觸點827沿Y軸負方向轉移一段L5距離，並沿X軸正方向轉移一段L4距離的位置。第四觸點833至少將第四條連接線832上的點N35和N36電連接到第五條連線834上的點N37和N38，如同下面描述的。
第五條連線834通常是一條微帶線，並形成在與第一條連線822相對於平面D相對稱的區域(即，由點N37到N44圍成的區域)內。
第一個輸出端835與第一個輸入端821相對於平面D對稱地放置。
接著描述第二電感器83。第二電感器83具有通過將第一電感器82繞平面C和D之間延伸的相交線施轉180度獲得的形狀。因此，第一和第二電感器82和83基本上相對平面C或D對稱。
在這樣配置的第一電感器82中，如果差分信號內含有的同相信號輸入到第一個輸入端821，形成電流環路，由此產生磁通量。其後，從第一個輸出端835輸出該輸入的同相信號。在第二電感器83中，如將差分信號中含有的反相信號輸入到沿Y軸方向與第一個輸入端相鄰的第二個輸入端，產生電流環路，由此產生磁通量。第二電感器83位於能使第一電感器82產生的磁通量通過其間，並按相同的方向在第一和第二電感器82和83內產生電流環路。因此，由於互感應，當互相加強時，輸出該輸入的正相和反相信號。
這樣配置的互感應電路81含有互感應電路1的所有功能，並由此能夠達到類似於由互感應電路1達到的技術效果。第一和第二電感器82和83中的每個在最外層線圈上含有個輸入端和個輸出端。因此，便於連接來自第一和第二電感器82和83中每個電感的引線，又能保持這些引線遠離第一和第二電感器82和83的環形部分。因此，即使電流流過這些引線，由此產生的磁場不可能對環路電流產生不利的影響。
注意，如同互感應電路51的情況(見圖18)，互感應電路81可以包括每一個由兩層，即頂層和低層，形成的電感器。
(第八實施例)圖31是電路圖，描述按照本發明第八實施例的放大電路91的整體結構。在圖31中，放大電路91包括差分輸入端92，多個輸入端的互感應電路93(圖31示出其中三個)，輸入端的差分終端電路94，多個放大級95(圖31示出其中2個)，多個輸出端的互感應電路96(圖31中示出其中3個)輸出端的差分終端電路97，以及差分輸出端98。
差分個輸入端92可操縱接收差分信號。
互感應電路93每一個等同於上面所述的互感應電路81，並且將它們互相串行連接，以便反射可能添加到輸入差分信號上的共模噪聲。
輸入端終端電路94包括差分端接電阻，並中止從位於前一級的互感應電路93輸出的差分信號。
在每個放大級95，差分輸入端連接到互感應電路93中相應一個互感應電路的輸出端，並將差分輸出端連接到互感應電路96中相應一個互感應電路的輸入端。操作每個放大級95以放大和輸出該輸入的差分信號。
互感應電路96每個等同於上面描述的互感應電路81，並將它們串行連接在輸出級終端電路97和差分個輸出端98之間，以便反射可能添加到輸入的差信號上的共模噪聲。
輸出級終端電路97包括差分端接電阻，並中止從位於前一級的互感應電路96中輸出差分信號。
操作差分輸出端98，以輸出由每個放大級95放大的差分信號。
如上面描述的，放大電路91含有集成在其間的多個互感應電路81，並因此有可能平滑相當寬的頻帶上的增益。然而，互感應電路電路集成為共模阻尼器，並因此，有可能實現對共模噪聲影響不敏感的放大裝置。同樣，有可能實現佔用面積小的放大電路，它只點半導體晶片更小的面積。
雖然已經詳細地描述了本發明，所有方面的描述是說明性的，並不是限制性的。應當明白，能夠做許多其他的修改和變化，並沒有背離本發明的範疇。
權利要求
1.互感應電路，用按垂直方向互相平行排列的第一和第二線路層形成，其特徵在於，所述互感應電路包括第一電感器；及第二電感器，位於所述第一電感器產生的磁通量能通過其間的位置；其中，用所述第一和第二線路層配置每個所述第一和第二電感器，這樣，如果沿垂直向上方向或沿垂直向下方向投影到所述第一和第二線路層中的一層，投影的輪廓形成相對於第一基準面相對稱的形狀，並形成相應於所述線路層上的所述投影輪廓間交叉點的部分，以便不能互相接觸。
2.按照權利要求1所述互感應電路，其特徵在於，所述互感應電路是一種變壓器元件；所述第一電感器包括第一個和第二個輸入端，差分信號中含有的同相和反相信號輸入到這兩個輸入端，輸入到所述第一個和第二個輸入端的所述同相和反相信號感應出磁通量；及所述第二電感器包括第一個和第二個輸出端，經過與所述第一電感器的互感應作用，從所述輸出端輸出經轉換的同相和反相信號。
3.按照權利要求2所述互感應電路，其特徵在於，所述第一和第二電感器中的每一個包括多對第一和第二局部環形線，沿從外層圓周側到內層圓周側的方向配置在所述第一線路層或配置在所述第二線路層上，這樣，每對中的所述第一和第二條局部環形線相對於所述第一基準面互相對稱地放置並且互相隔離；及至少一條連接線形成在所述第一和第二線路層中的另一層中，以便經所述第一和第二線路層之間形成的兩個觸點，將在所述外層圓周側形成的一條第一局部環節線連接到一條第二局部環形線，所述一條第二局部環形線位於從外層圓周側一條第一局部環形線向內一圈的位置上。
4.按照權利要求2所述互感應電路，其特徵在於，所述第一電感器包括多對第一和第二局部環形線，沿從外層圓周側到內層圓周側的方向配置在所述第一線路層，這樣，每對中所述第一和第二局部環形線相對於所述第一基準面互相對稱地放置，並互相隔離；第一條連接線，形成在所述第二線路層，以便經兩個觸點將在相對於所述第一基準面第一側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所述一條第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以便與在相對於所述第一基準面第二側的所述一條第一局部環形線相對；及第二條連接線，形成在所述第一線路層，以便將在相對所述第一基準面第二側的外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所述第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以便與在相對於所述第一基準面所述第一側的所述一條第一局部環形線相對，其中，所述第二電感器包括多對第一和第二局部環形線，沿從所述外層圓周側到所述內層圓周側的方向配置在所述第二線路層，這樣，每對中的所述第一和第二局部環形線相對於所述第一基準面互相對稱地放置，並互相隔離；第一條連接線，形成在所述第一線路層，以便經兩個觸點，將在相對於所述第一基準面的所述第一側的所述外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所述一條第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以便與在相對於所述第一基準面的所述述第二側的所述一條第一局部環形線相對；及第二條連接線，形成在所述第二線路層，以便將在相對於所述第一基準面的所述第二側的所述外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所述第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以便與在相對所述第一基準面的所述第一側的所述一條第一局部環形線相對。
5.按照權利要求4所述互感應電路，其特徵在於，含在所述第二電感器中的所述第一和第二局部環形線直接垂直地位於含在所述第一電感器內的所述第一和第二局部環形線的下面或上面。
6.按照權利要求4所述互感應電路，其特徵在於，進一步包括一個觸點，用於將所述第一電感器的虛中心電連接到所述第二電感器的虛中心。
7.按照權利要求2所述互感應電路，其特徵在於，所述第一電感器包括多對第一和第二局部環形線，沿從外層圓周側到內層圓周側的方向配置在所述第一線路層上，這樣，每對中的所述第一和第二局部環形線相對所述第一基準面互相對稱地放置，並互相隔離；第一條連接線，形成在所述第二線路層，以便經兩個觸點，將在相對於所述第一基準面的第一側的所述外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所述第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以便與在相對於所述第一基準面的第二側的所述一條第一局部環形線相對；及第二條連接線，形成在所述第一線路層，以便將在相對於所述第一基準面的所述第二側的所述外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所述第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以便與在相對於所述第一基準面的所述第一側的所述一條第一局部環形線相對；及其中，所述第二電感器包括多對第一和第二局部環形線，沿所述外層圓周側到所述內層圓周側的方向配置在所述第一線路層，以便交替含在所述第一電感器內的所述多對第一和第二局部環形線；第一條連接線，形成在所述第一線路層上，以便經兩個觸點，將在相對於所述第一基準面的所述第一側的所述外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所述第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以便與在相對於所述第一基準面的所述第二側的所述一條第一局部環形線相對；及第二條連接線，形成在所述第二線路層，以便將在相對所述第一基準面的所述第二側的所述外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所述第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以便與在相對於所述第一基準面的所述第一側的所述一條第一局部環形線相對。
8.按照權利要求7所述互感應電路，其特徵在於，定形所述第一和第二電感器，以便相對於與所述第一基準面垂直的第二個基準面互相對稱。
9.按照權利要求2所述互感應電路，其特徵在於，所述第一電感器包括多對第一和第二局部環形線，沿從外層圓周側到內層圓周側的方向配置在所述第一線路層上，這樣，在每對中的所述第一和第二局部環形線相對於所述第一基準面互相對稱地放置，並互相隔離；第一條連接線，形成在所述第二線路層，以便經兩個觸點，將在相對於所述第一基準面的第一側的所述外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以便與在相對於所述第一基準面的第二側的所述一條第一局部環形線相對；及第二條連接線，形成在所述第一線路層，以便將在相對所述第一基準面的所述第二側的所述外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所述第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以使與在相對於所述第一基準面的所述第一側的所述一條第一局部環形線相對；其中，所述第二電感器包括多對第一和第二局部環形線，沿從所述外層圓周側到所述內層圓周側的方向配置在所述第一線路層上，以便交替含在所述第一電感器內的所述多對第一和第二局部環形線；第一條連接線，形成在所述第一線路層，以便經兩個觸點，將在相對於所述第一基準面的所述第一側的所述外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以使與在相對於所述第一基準面的所述第二側的所述一條第一局部環形線相對；及第二條連接線，形成在所述第二線路層，以便將在相對所述第一基準面的所述第二側的所述外層圓周側上形成的一條第一局部環形線連接到一條第二局部環形線，所述第二局部環形線位於從所述一條第一局部環形線向內一圈的位置，以使與在相對於所述第一基準面的所述第一側的所述一條第一局部環形線相對；及其中，含在所述第二電感器內的所述幾條第一局部環形線在所述第一線路層內互相相鄰，並且含在所述第二電感器內的所述幾條第二局部環形線在所第一線路層內互相相鄰。
10.按照權利要求7所述互感應電路，其特徵在於，進一步包括一條連線，用於將所述第一電感器的虛中心電連接到所述第二電感器的虛中心。
11.按照權利要求7所述互感應電路，其特徵在於，所述第一線路層厚於所述第二線路層。
12.按照權利要求2所述互感應電路，其特徵在於，所述第一和第二個輸入端位於構成所述第一電感器最外圈導線的相對末端，而所述第一個和第二個輸出端位於構成所述第一電感器的所述最外圈的所述導線的所述相對末端。
13.按照權利要求7所述互感應電路，其特徵在於，進一步包括第三電感器，含有第一和第二個輸入端，用於接收含在輸入到所述第一電感器的所述差分信號內的所述同相和反相信號，所述接收的同相和反相信號感應出所述磁通量；及第四電感器，位於在所述第一和第二電感器感應出的所述磁通量能通過其間的位置，並且所述第四電感器包括第一和第二個輸出端，經過與所述第一電感器的互感應，從所述個輸出端輸出經轉換的同相和反相信號；其中，所述第三和第四電感器形成在所述第二線路層，以使含有與所述第一和第二電感器沿所述垂直向下方向投影到所述第二線路層一個表面的輪廓相同的外形；及其中，所述第一和第三電感器經多個觸點電連接在一起，而所述第二和第四電感器經多個觸點電連接在一起。
14.按照權利要求13所述互感應電路，其特徵在於，進一步包括一條連線，用於將所述第一電感器的虛中心連接到所述第二電感器的虛中心；及一條連線，用於將所述第三電感器的虛中心連接到所述第二電感器的虛中心。
15.按照權利要求2所述互感應電路，其特徵在於，所述第一和第二線路層形成在半導體襯底上；所述互感應電路進一步包括屏蔽層，形成在第三線路層上，所述第三線路層比所述第一和第二線路層更接近所述半導體襯底；及所述屏蔽層含有徑向圖案或徑向排列的孔。
16.按照權利要求2所述互感應電路，其特徵在於，所述第一和第二線路層形成在半導體襯底上；及所述互感應電路進一步包括徑向排列的管溝，所述管溝位於比所述第一和第二線路層更接近所述半導體襯底的位置。
17.按照權利要求2所述互感應電路，其特徵在於，所述第一和第二線路層形成在層壓介質襯底上。
18.按照權利要求2所述互感應電路，其特徵在於，所述第一和第二線路層形成在單層雙面介質襯底上。
19.按照權利要求2所述互感應電路，其特徵在於，所述互感應電路是不平衡變壓器；及所述第一和第二個輸入端中的一個，或所述第一和第二個輸出端的一個接地。
20.按照權利要求1所述互感應電路，其特徵在於，所述第一電感器包括第一個輸入端和第一個輸出端，用於接收和輸出含在所述差分信號內的所述同相信號，由所述第一個輸入端接收的所述同相信號感應出所述磁通量；及所述第二電感器包括第二個輸入端和第二個輸出端，用於接收和輸出含在所述差分信號內的所述反相信號，由所述第二個輸入端接收的所述反相信號感應出所述磁通量。
21.一種振蕩電路，其特徵在於，包括振蕩級，用於產生含有預定頻率的差分信號；互感應電路，用於轉換由所述振蕩級產生的所述差分信號；及放大級，用於放大由所述互感應電路放大的所述差分信號；其中，所述互感應電路是一種變壓器元件，用按垂直方向互相平行的第一和第二線路層，將所述變壓器元件形成在半導體襯底上，所述變壓器元件包括第一電感器，包含第一和第二個輸入端，由所述振蕩級產生的所述差分信號內含有的同相和反相信號輸入到所述個輸入端，所述輸入的同相和反相信號感應出磁通量；第二電感器，位於能使在所述第一電感器內產生的所述磁通量通過其間的位置，並包括第一和第二個輸出端，經過與所述第一電感器的互感應，從所述個輸出端輸出經轉換的同相和反相信號；及一個觸點，用於將所述第一電感器的虛中心電連接到所述第二電感器的虛中心；其中，用所述第一和第二線路層配置每個所述第一和第二電感器，這樣，如果沿垂直向上方向或沿垂直向下方向投影所述第一和第二線路層中的一層時，投影的輪廓形成相對某一預定基準面的一種對稱外形，並形成相應於投影在所述線路層上所述輪廓之間的交叉點的部分，以便不能互相接觸。
22.按照權利要求21所述振蕩電路，其特徵在於，所述振蕩電路集成在無線通信裝置內。
23.一种放大電路，其特徵在於，包括多個第一互感應電路，互相串行連接，操縱第一互感應電路中的每一個可接收差分信號；第一終端電路，連接到多個第一互感應電路中的最後一個，並包括至少一個差分端接電阻；多個放大級，用於放大從除了最後一個外的所有第一互感應電路輸出的差分信號；第二個終端電路，包括至少一個差分端接電阻，並中止從每個放大級中輸出差分信號；及多個第二互感應電路，互相串行連接；其中，將所述多個第二互相應電路中的一個連接到所述第二終端電路，並且除一個外的所有第二互感應電路中的每個連接到多個放大器級中相應的一個；其中，用按垂直方向互相平行排列的第一和第二線路層形成所述多個第一和第二互感應電路中的每個互感應電路，所述多個第一和第二互感應電路中的每一個包括第一電感器；及第二電感器，位於能使在所述第一電感器中產生的磁通量通過其間的位置；及其中，用所述第一和第二線路層配置每個所述第一和第二電感器，這樣，如果沿垂直向上方向或沿垂直向下方向投影到所述第一和第二線路層中的一層時，投影的輪廓形成相對於某一預定基準面的一種對稱形狀，並形成相應於投影在所述線路層上的所述輪廓之間的交叉點的部分，以便不能互相接觸。
全文摘要
一種變壓器元件(1)，利用在垂直方向互相平行排列的第一和第線路層形成在半導體襯底上，並包括第一電感器(2)和第二電感器(3)。利用所述第一和第二線路層配置每個所述第一和第二電感器(2和3)，這樣，如果沿垂直向上方向或垂直向下方向投影到所述第一和第二線路層中的一層，投影的輪廓形成相對於某預定基準面的一種對稱形狀，並形成相應於投影在所述線路層上所述輪廓間的交叉點的部分，以便不能互相接觸。
文檔編號H01P5/10GK1551252SQ200410043519
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月14日 優先權日2003年5月16日
發明者中谷俊文, 足立壽史, 史 申請人:松下電器產業株式會社