具有带8字和双8字嵌套结构的变压器的变压器电路的制作方法
【专利说明】具有带8字和双8字嵌套结构的变压器的变压器电路
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请请求于2013年9月17日申请的美国专利申请N0.14/028, 835的优先权，并且请求于2012年9月20日申请的美国临时申请N0.61/703,576的权益。上述引用的申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及集成电路，并且特别涉及并入到集成电路中的电感器和变压器结构。
【背景技术】
[0004]这里提供的【背景技术】描述的目的在于一般性介绍本公开的背景。发明人的某些工作(即已在此【背景技术】部分中作出描述的工作)以及说明书中关于某些尚未成为申请日之前的现有技术的内容，无论是以明确还是隐含的方式均不被视为相对于本公开的现有技术。
[0005]集成电路(或芯片)包括位于有限空间内许多电路元件。这些电路元件可以包括电感器和变压器。分立的电感器和变压器可以跨过电感器和变压器之间的空间而彼此磁性地耦合。产生磁场的第一电感器或变压器被称为“干扰方(aggressor)”。接收该磁场的第二电感器或变压器被称为“受扰方(victim)”。
[0006]典型地，为了最小化集成电路上的干扰方和受扰方之间的磁耦合，干扰方和受扰方之间的距离被最大化。然而，随着芯片的尺寸缩小，芯片上可用于放置干扰方和受扰方的面积以及干扰方和受扰方之间的距离减小。这限制了最小化磁耦合的能力。
[0007]另外，集成电路可以包括一个或多个收发器。每个收发器可以包括具有功率放大器的功率放大器电路。由于功率放大器电路中包含且紧密邻近的电感器和/或变压器，可能受到功率放大器电路的放大器之间的串扰(即干扰)和反馈。还可能受到本地振荡器拉动(local oscillator pulling)。本地振荡器拉动可以指例如当收发器的传送信号的一部分耦合回到电压受控振荡器时。对传送信号进行调制，这导致该电压受控振荡器也进行调制。
【发明内容】
[0008]提供了一种变压器，并且包括第一回路和第二回路。第一回路包括第一输入端子组。第一回路包括至少三个回路，所述至少三个回路通过第一交叉彼此导电地串联耦合。所述第二回路包括第一输出端子组。所述第二回路包括至少三个回路，所述至少三个回路通过第二交叉彼此导电地串联耦合。所述第二导电回路中的每一个导电回路都与第一导电回路中的对应一个导电回路感应耦合并嵌套在对应一个导电回路中。
[0009]在其他的特征中，提供了一种变压器，并且包括:输入端子组；第一输出端子组；以及绕组。所述绕组包括第一绕组和第二绕组。第一绕组具有8字的结构并且导电耦合到所述输入端子组。所述8字结构包括第一回路和第二回路。第一回路和第二回路导电经由交叉彼此导电耦合。第二绕组不具有8字结构。所述第二绕组被导电耦合到所述第一输出端子组。所述第二绕组被嵌套在所述第一绕组的所述第一回路和所述第一绕组的所述第二回路中的一个并与其感应耦合。
[0010]在其他的特征中，提供了一种变压器电路，并包括第一变压器和第二变压器。第一变压器包括具有第一回路的第一绕组，以及具有第二回路的第二绕组，其中所述第二回路被嵌套在第一回路中。所述第二变压器被嵌套在所述第一变压器内。第二变压器包括具有8字结构的第三绕组，以及具有8字结构的第四绕组。所述第四绕组的回路被嵌套在所述第三绕组的对应的回路内。
[0011]本公开应用的其他范围将从详细说明、权利要求和附图中变得明显。详细说明和具体例子仅用于例示的目的，并不旨在限制本公开的范围。
【附图说明】
[0012]图1是包括根据本公开的变压器的无线通信电路。
[0013]图2是变压器电路的示意图，其示出了第一变压器(或干扰方)和第二变压器(或受扰方)之间的电感性耦合，其中受扰方具有带有串联连接回路的8字结构。
[0014]图3是变压器电路的示意图，其示出了第一变压器(或干扰方)和第二变压器(或受扰方)之间的电感性耦合，其中受扰方具有带有并联连接回路的8字结构。
[0015]图4是变压器的示意图，其具有嵌套在另一个绕组的回路中的绕组。
[0016]图5是变压器的示意图，其具有嵌套在单个绕组的对应回路中的多个绕组，以及相对的输入和输出端子。
[0017]图6是变压器的示意图，其具有嵌套在单个绕组的对应回路中的多个绕组，以及不相对的输入和输出端子。
[0018]图7是变压器电路的示意图，其包括多个具有嵌套在变压器的对应回路中的8字结构的变压器。
[0019]图8是变压器电路的示意图，该变压器电路包括变压器，该变压器具有8字结构，该8字结构嵌套在另一个具有非8字结构的变压器中。
[0020]图9是具有双8字结构的变压器的示意图。
[0021]图10是变压器电路的示意图，该变压器电路包括变压器，该变压器具有双8字结构，该双8字结构嵌套在另一个具有非8字结构的变压器中。
[0022]图11是集成电路的顶视图，其示出了具有8字结构和相对的输入及输出端子的变压器的布局。
[0023]图12是集成电路的顶视图，其示出了具有8字结构和非相对的输入及输出端子的变压器的布局。
[0024]图13是集成电路的顶视图，其示出了具有8字结构和垂直堆叠回路的变压器。
[0025]图14A-K是沿着图13的集成电路的剖面线A-K的剖面侧视图。
[0026]图15是集成电路的顶视图，其示出了具有位于不同层上的回路和交叉的8字结构的变压器。
[0027]图16是沿着图14的集成电路的剖面线A-A的剖面侧视图。
[0028]图17是功率放大器电路的示意图，其包括根据本公开的电感器和/或变压器。
[0029]在这些附图中，附图标记可能被重复使用来标识类似的和/或相同的元件。
【具体实施方式】
[0030]变化的磁场穿过例如为电感器的回路的回路，在该回路上感应出电流。该感应电流产生相反的磁场。以下公开具有电感器和变压器的变压器电路。电感器、变压器的绕组(或电感器)，以及变压器可以具有8字和/或双8字结构。这些结构被设计来最小化和/或消除在电路元件和关联的感应电流之间的磁耦合。
[0031]具有8字结构的电感器或绕组包括至少两个经由交叉彼此导电耦合的回路。该至少两个回路是非同心的并且彼此分开，使得至少一个回路不位于(或嵌套)在其他回路中的一个之内。具有8字结构的电感器或绕组包括至少四个经由至少三个交叉彼此导电耦合的回路。具有双8字结构的电感器或绕组具有两个经由交叉彼此导电耦合的8字结构。具有8字结构的电感器和绕组的例子至少在图2-12中示出。
[0032]具有8字结构的变压器包括至少一个带有8字结构的绕组。如果该变压器包括多个带有8字结构的绕组，该变压器的初级绕组可以被嵌套在该变压器的次级绕组中。具有8字结构的变压器的例子至少在图2-12中示出。
[0033]本文公开的电感器、绕组和变压器的结构所提供的磁场消除可以允许电感器、绕组和变压器被放置(或嵌套)在其他电感器、绕组和变压器中。这最小化了被电感器、绕组以及变压器使用的空间。这里揭示的包括那些带有8字结构和双8字结构的变压器可以为垂直堆叠变压器、同心变压器或其他类型的变压器。垂直堆叠变压器的例子在图13-14中示出。同心变压器和/或具有同心回路的变压器的例子至少在图2-12中示出。
[0034]这里揭示的变压器可以被配置用于和/或用作平衡一不平衡变换器(balun)。平衡一不平衡变换器可以涉及电变压器，其将相对于大地基准平衡的第一电信号转换为第二电信号。第二电信号相对于大地基准为不平衡。平衡一不平衡变换器也可以将相对于大地基准不平衡的电信号转换为相对大地基准平衡。
[0035]图1示出无线通信电路10，其包括信号发电机模块12、转换器模块14、带有变压器16,18,20和功率放大器22、24的功率放大器电路15，以及天线26。信号发生器模块12接收和/或产生经由天线26发射的信号。转换器模块14可以将基带信号转换为无线电频率(RF)信号。转换器模块14可以包括一个或多个混合器(示出一个混合器27)、一个或多个振荡器(不出一个本机振荡器28)，以及滤波器模块30。本机振荡器28产生振荡信号。混合器27将信号混合来与振荡信号一起传送以产生第一输出信号。第一输出信号由滤波器模块30滤波。
[0036]变压器16、18、2