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유한 요소법을 이용한 마이크로파용 칩 인덕터의 특성 해석
Characteristic Analysis of Spiral Inductor Using Finite Element Method for RF IC's 원문보기

대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문, 2003 Oct. 31, 2003년, pp.276 - 278  

홍성욱 (성균관대학교 정보통신공학부) ,  이준호 (성균관대학교 정보통신공학부) ,  이세희 (성균관대학교 정보통신공학부) ,  박일한 (성균관대학교 정보통신공학부)

초록
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본 논문에서는 축대칭 유한요소법을 이용하여 고주파에서 사용하는 스파이럴 인덕터를 분석하였다. 스파이럴 인덕터는 고주파 운용시 인덕터 도체에서 발생하는 표피 효과와 근접 효과, 실리콘 기판의 전도성으로 인한 와전류에 의한 저항 손실, 그리고 대류 전류에 의한 기생 용량으로 인덕턴스의 감소와 같은 현상이 발생한다. 이러한 다양한 전자기적 기생 효과들이 실리콘 기판에서 스파이럴 인덕터의 성능을 저하시키게 된다. 그러므로 이러한 점들이 실리콘 기판에서 스파이럴 인덕터를 설계 및 모델링 함에 있어서 동기를 부여해 준다. 그래서 우리는 복잡한 형상에도 적용이 용이한 유한요소법을 이용하여 스파이럴 인덕터를 해석 및 설계하였다.

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문제 정의

  • 다음으로 인덕터 도체의 너비 변화에 대해 고찰해 본다. 주파수는 2 GHz로 고정하여 설정하고, 인덕터 도체의 turn수는 5 turn, 인덕터 도체의 두께는 0.
  • 마지막으로 인덕터 도체와 실리콘 기판 사이의 기생용량 성분에 대해서 고찰해 본다. 모든 조건은 위의 내용들과 동일하게 설정하고, 인덕터 도체의 turn수만 변화하여 도체와 실리콘 기판사이의 기생용량에 대해서 살펴보았다.
  • 본 논문에서는 스파이럴 인덕터가 가지는 구조적 특이성과 와전류 및 대류 전류와 같은 복잡한 전자기 현상들을 고려한 특성을 예측하고자 하였다. 따라서 특이한 구조나 복잡한 구조에 적용이 용이한 유한요소법을 이용하여 정확한 해석 결과를 예측하였다.
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