硅基片上变压器电路模型实现开题报告

1. 研究目的与意义

片上变压器是一种无源器件，它是采用沉积，光刻，刻蚀等集成电路制造手段制成的变压器，具有体积小，使用方便，信号稳定的特点。片上变压器基本工作原理同普通变压器一样，将两个导电线圈相互靠近，使得一个线圈产生的磁通至少能部分的穿过另一个线圈。当一个线圈中的电压发生变化时，穿过该线圈的磁通也会发生变化，因而影响邻近的线圈中磁通的变化。

片上变压器的实现有多种形式，平面形式的变压器由于几何结构简单、易于制作被广泛选择使用。为了得到更好的性能，许多工作使用了通孔连接多层金属形成堆栈结构，也有利用mems工艺建立复杂的3d片上变压器。

射频电路的很多模块都需要使用到无源元件，片上变压器可以用于低噪声放大器、压控振荡器、双平衡混频器和功率放大器等电路中以实现阻抗匹配、差分与单端信号转换、交流耦合和增加带宽等功能。因此片上变压器，对于射频集成电路的性能更加具有决定性作用。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

1.片上变压器的工作原理；

2.片上变压器的各种损耗与寄生机制以及估算方法；

3. 研究的方法与步骤

1.阅读文献，了解片上变压器的主要结构形式和片上变压器模型的研究进展。理解片上变压器的电路模型参数和其结构和材料参数的关系，理解主要电路参数的计算公式和各种寄生损耗因素。

2.学习电磁仿真软件的使用，掌握几何模型的建立以及边界条件、激励方式的设置。

3.建立片上变压器的电磁仿真模型，进行仿真分析。

4. 参考文献

[1]rayan bajwa,and murat kaya yapici.integrated on-chip transformers:recent progress in the design,layout,modeling and fabrication.sensors2019,19,3535.

[2]heng-ming hsu, chien-wen tseng,and kai-yuen chan.characterization of on-chip transformer using microwave technique.ieee transactions on electron devices,2008,55(3):833-837

[3]廖承恩.微波技术基础.西安电子科技大学出版社

5. 计划与进度安排

1.3.1-3.20阅读有关文献，理解片上变压器原理与各种寄生与损耗机制；熟悉软件工具，掌握仿真方法；完成开题报告。

2.3.21-3.31建立片上变压器电磁仿真模型。

3.4.1-4.10对所建立的电磁仿真模型进行仿真分析，根据仿真结果估算等效电路模型参数。