T-coil 是双端口桥式-T 网络的一种特例。 它有两个互相耦合的电感(两个电感常常对称
设计), 和一个桥接电容组成,设计中还要考虑两个电感的耦合因子、 线上插损等因素。
当某个负载加到 T-coil 电路时, 从节点 1 或 2 处看到的阻抗比较特殊;以及这两个节点
到节点 3(一般连接负载电容的)的传输函数(Vout/Vin)特性也比较有研究价值。
以一个共源级 mos 为例来讲,其输出的负载电容为 CL。当高频时, CL 容抗很小, M1 的
小信号漏流被 CL 基本拉到地, 导致输出电压 Vout 降低, 增益在要求宽频范围内平坦度较
差, 导致较低的工作带宽。
解决思路一: 可以给负载电阻 RD 串联一个 LD(inductive peaking 方案), 如下图(b),
电感的感抗会随频率增加,那么总的串联阻抗(RD jwL)会随频率增加,这样会在频率提升
过程中,迫使大量电流流经 CL,实现增益宽度一致性(增益大小会有所降低),是一种提升
工作带宽方法。
解决思路二: 可以在输出的信号路径中插入一个 T-coil, 如下图(c),下来可以分析在
这种情况下,传递函数(Vout/Vin)是个啥情况。
1) Peakview的HFD(High Frequency Design)是一个高频寄生参数自动提取和反标模块。复杂版图中,多个互联线间或互联线和器件间的自感和互感在高频设计中必须考虑,HFD能进行的关键互联线或器件寄生参数自动提取;
2) HFD基于Mentor公司寄生参数提取工具calibre,在calibre提取RC的基础上,完成关键网络或器件的自感和互感提参,然后自动反标到calibre提参view中,在后仿时具备版图的RLC所有寄生的提参结果;
3) Peakview的HFD(High Frequency Design)是一个高频寄生参数自动提取和反标模块。复杂版图中,多个互联线间或互联线和器件间的自感和互感在高频设计中必须考虑,HFD能进行的关键互联线或器件寄生参数自动提取;
Peakview 给出默认优化目标是‘总电感’ LAB=1/(2*pi*f)*imag(zd12)。 LAB 是软件进行
EM 后, 通过 Z 参数得出结果, 这是优化时用到的公式。
优化目标值 LAB 可以前期通过公式 LAB = L1 L2 2*k*sqrt(L1*L2) 计算得出(L1、 L2、
K 是设计目标量)其中互感 M=K*sqrt(L1*L2),上面公式代表意思:总电感是两个自
感和两个互感总和。
注意: 往往 T-coil 是对称设计方案, 即 L1=L2, 两个线圈结构时对称相等的, 就没必
有对 L13、 L23 分别优化,节省迭代时间,直接使用上面两端口(1、 2)公式优化总
电感,如果按照公式优化好总电感,那 L13、 L23 肯定相等且是目标值。
(2) 耦合系数在 Peakview 中用到的公式是如下, 也是用 Z 参数进行优化。 K 和阻尼系
数是对应的关系, 设计初会定好目标值, 直接按照目标值优化即可。
k = -imag(z12-z13*z32/z33)/sqrt(abs(imag(z11-z13*z31/z33)*imag(z22-z23*z32/z33)))
(3) peakview 可以 T-coil 寄生电阻量,一般不大,但如果做阻抗匹配时,应该要关注
下,其优化公式 Rd = real(zd12)。
(4) peakview 提供每个电感的自感优化公式如下。有时设计中要求的是不对称 T-coil,用
LAB 就不合适了,要用下面公式分别优化及结果判定
版权所有©2025 产品网