A new equivalent circuit model for on-chip spiral transformers in CMOS RFICs
射频CMOS工艺中片上螺旋变压器的新型等效电路模型

本文提出一种新型的紧凑模型来模拟片上螺旋变压器的性能。传统的变压器模型一般都是两个螺旋电感模型的组合，即两个相互耦合的pi型或双pi型子电路的组合。本文所提出的新模型则采用T拓扑结构的形式，虽然它只包含12个集总元件，但是能够精确模拟整个变压器结构的特性。该新型模型具有较强的物理意义，同时文中给出了该模型的具体推导过程。另一方面，本文提出一种简单的参数提取步骤，利用这个提取步骤可以十分容易地提取出新型模型中的所有模型参数，并且不需要计算机的优化拟合。在这个提取步骤中，一个新方法被提出用来提取阶梯电路的参数，而阶梯电路被广泛用于模拟各种无源器件中的趋肤效应。为了检验该新模型的有效性和准确性，本文比较了模型仿真和实际测试在自感、品质因数、耦合系数和插入损耗等方面的特性，在自谐振频率以内的很宽频率范围内，两者均吻合得很好。