TW201428783A - 具有8字型和雙8字型嵌套結構的變壓器的變壓器電路 - Google Patents

Abstract

一種變壓器包括第一回路和第二回路。第一回路包括第一組輸入端子。第一回路包括由第一交連件相互傳導地串聯耦合的至少三個回路。第二回路包括第一組輸出端子。第二回路包括由第二交連件相互傳導地串聯耦合的至少三個回路。第二傳導回路中的每個傳導回路電感地耦合到第一傳導回路中的相應傳導回路並且嵌套於相應傳導回路內。

Description

具有8字型和雙8字型嵌套結構的變壓器的變壓器電路 【相關申請的交叉引用】

本申請要求對2012年9月20日提交的第61/703,576號美國臨時申請的優先權。通過引用將以上引用的申請的全部公開內容併入於此。

本公開內容涉及積體電路，並且更具體地涉及在積體電路中併入的電感器和變壓器結構。

這裡提供的背景描述是為了總體呈現公開內容的背景。當前署名的發明人的工作在這一背景技術部分中描述該工作的程度上以及該描述的可以在提交時未另外限定為現有技術的方面，既未明確地也未暗示地承認為相對於本公開內容的現有技術。

積體電路(或者晶片)包括位於局限空間中的許多電路部件。電路部件可以包括電感器和變壓器。分離的電感器和變壓器可以跨在電感器與變壓器之間的空間相互磁耦合。生成磁場的第一電感器或者變壓器稱為“干擾器(aggressor)”。接收磁場的第二電感器或者變壓器稱為“被干擾器(victim)”。

通常，為了最小化在積體電路上的干擾器與被干擾器之間的 磁耦合，而最大化在干擾器與被干擾器之間的距離。然而隨著晶片尺寸減少，在其之上定位干擾器和被干擾器的可用面積以及在干擾器與被干擾器之間的距離減少。這限制使磁耦合最小化的能力。

此外，積體電路可以包括一個或者多個收發器。收發器中的每個收發器可以包括具有功率放大器的功率放大器電路。由於在功率放大器電路中包括電感器和/或變壓器並且它們近鄰，所以可能經歷在功率放大器電路的放大器之間的串擾(即干擾)和回饋。也可能經歷局部振盪器牽引。局部振盪器牽引可以例如指代在收發器的發送信號的部分耦合回到壓控振盪器時。發送信號被調製，這使壓控振盪器也被調製。

提供一種變壓器並且該變壓器包括第一回路和第二回路。第一回路包括第一組輸入端子。第一回路包括由第一交連件相互傳導地串聯耦合的至少三個回路。第二回路包括第一組輸出端子。第二回路包括由第二交連件相互傳導地串聯耦合的至少三個回路。第二傳導回路中的每個傳導回路電感地耦合到第一傳導回路中的相應傳導回路並且嵌套於相應傳導回路內。

在其他特徵中，提供一種變壓器並且該變壓器包括：一組輸入端子；第一組輸出端子；以及繞組。繞組包括第一繞組和第二繞組。第一繞組具有8字型結構並且傳導地耦合到該組輸入端子。8字型結構包括第一回路和第二回路。第一回路和第二回路經由交連件相互傳導地耦合。第二繞組不具有8字型結構。第二繞組傳導地耦合到第一組輸出端子。第二繞組嵌套於第一繞組的第一回路和第一繞組的第二回路中的一個回路中並且 電感地與其耦合。

在其他特徵中，提供一種變壓器電路並且該變壓器電路包括第一變壓器和第二變壓器。第一變壓器包括第一繞組和第二繞組，第一繞組具有第一回路，第二繞組具有第二回路，其中在第一回路內嵌套第二回路。在第一變壓器內嵌套第二變壓器。第二變壓器包括第三繞組和第四變壓器，第三繞組具有8字型結構，第四繞組具有8字型結構。在第三繞組的相應回路內嵌套第四繞組的回路。

本公開內容的更多適用領域將從具體實施方式、請求項和附圖中變得清楚。具體實施方式和具體示例旨在於僅舉例說明而並非旨在於限制公開內容的範圍。

10‧‧‧無線通信電路

12‧‧‧信號發生器模組

14‧‧‧轉換器模組

15‧‧‧功率放大器電路

16、18、20‧‧‧變壓器

22、24‧‧‧功率放大器

26‧‧‧天線

27‧‧‧混頻器

28‧‧‧局部振盪器

30‧‧‧濾波器模組

32‧‧‧第一輸出端子

34‧‧‧第二輸出端子

36‧‧‧接地參考

50‧‧‧變壓器電路

52‧‧‧干擾器(第一變壓器)

54‧‧‧被干擾器(第二變壓器)

56‧‧‧第一(初級)繞組

57、59‧‧‧回路

58‧‧‧第二(次級)繞組

60‧‧‧輸入端子

62‧‧‧輸出端子

64‧‧‧第三(初級)繞組

66‧‧‧第四(次級)繞組

68、70、72、74‧‧‧回路

76‧‧‧輸入端子

78‧‧‧輸出端子

79‧‧‧第一交連件

80‧‧‧第一中心

81‧‧‧第二交連件

82‧‧‧第二中心

83‧‧‧豎軸

84‧‧‧第三中心

85‧‧‧水準軸

90、92、94‧‧‧磁場

100‧‧‧變壓器電路

102‧‧‧干擾器

104‧‧‧被干擾器

106‧‧‧第一(初級)繞組

107、109‧‧‧回路

108‧‧‧第二(次級)繞組

110‧‧‧輸入端子

112‧‧‧輸出端子

114‧‧‧第三(初級)繞組

116‧‧‧第四(次級)繞組

118、120、122、124‧‧‧回路

121、125‧‧‧並聯導體

126‧‧‧輸入端子

128‧‧‧輸出端子

130‧‧‧第一中心

132‧‧‧第二中心

134‧‧‧第三中心

135‧‧‧豎軸

140、142、144‧‧‧磁場

150‧‧‧變壓器

152‧‧‧第一繞組

154‧‧‧第二繞組

156、158、160‧‧‧回路

159‧‧‧交連件

162‧‧‧輸入端子

164‧‧‧輸出端子

170‧‧‧變壓器

172‧‧‧第一繞組

174‧‧‧第二繞組

176‧‧‧第三繞組

178、180、184、186‧‧‧回路

182‧‧‧交連件

188‧‧‧輸入端子

190‧‧‧第一輸出端子

192‧‧‧第二輸出端子

200‧‧‧變壓器

202‧‧‧第一繞組

204‧‧‧第二繞組

206‧‧‧第三繞組

208、210、214、216‧‧‧回路

212‧‧‧交連件

218‧‧‧輸入端子

220‧‧‧第一輸出端子

222‧‧‧第二輸出端子

250‧‧‧變壓器電路

252‧‧‧第一變壓器

254‧‧‧第二變壓器

256‧‧‧第三變壓器

258、260、266、268、274、276‧‧‧繞組

262、264、270、272、278、280‧‧‧交連件

282、284、286、288‧‧‧回路

290、294、298‧‧‧輸入端子

292、296、300‧‧‧輸出端子

302‧‧‧變壓器電路

304‧‧‧第一變壓器

306‧‧‧第二變壓器

308‧‧‧第一繞組

309‧‧‧第一回路

310‧‧‧第二繞組

311‧‧‧第二回路

312‧‧‧第一繞組

314‧‧‧第二繞組

316、318、322、324‧‧‧回路

320、326‧‧‧交連件

328、332‧‧‧輸入端子

330、334‧‧‧輸出端子

350‧‧‧變壓器

352‧‧‧第一繞組

354‧‧‧第二繞組

356、358、360、362、364、366、368、370‧‧‧回路

359、361、363、365、367、369‧‧‧交連件

372‧‧‧輸入端子

374‧‧‧輸出端子

400‧‧‧變壓器電路

402‧‧‧變壓器

404‧‧‧第一繞組

405‧‧‧第一回路

406‧‧‧第二繞組

407‧‧‧第二回路

410‧‧‧輸入端子

412‧‧‧輸出端子

430‧‧‧積體電路

432‧‧‧變壓器

434‧‧‧輸入端子

436‧‧‧輸出端子

438‧‧‧第一繞組

440‧‧‧第二繞組

444、446‧‧‧交連件

450、452‧‧‧中心抽頭端子

454、456‧‧‧中心抽頭

460‧‧‧積體電路

462‧‧‧變壓器

464‧‧‧輸入端子

466‧‧‧輸出端子

468、469‧‧‧中心抽頭端子

470、471‧‧‧中心抽頭

500‧‧‧積體電路

502‧‧‧變壓器

504、506、508、509‧‧‧回路

507‧‧‧輸入端子

510‧‧‧七層

511‧‧‧輸出端子

518‧‧‧第一交連件

513‧‧‧第一(第一外)金屬層

514‧‧‧第二(第一內)金屬層

516‧‧‧第三(第二內)金屬層

522‧‧‧第二交連件

523‧‧‧第四(第二外)金屬層

524、526、528‧‧‧絕緣(孔)層

530‧‧‧積體電路

532‧‧‧變壓器

534、536‧‧‧交連件

538、540、542、544‧‧‧回路

550‧‧‧第一層

552‧‧‧第二層

553‧‧‧絕緣層

554‧‧‧第三層

556‧‧‧襯底

560‧‧‧絕緣層

600‧‧‧功率放大器電路

601‧‧‧天線

602、604‧‧‧差分功率放大器

606、607、608、609‧‧‧推挽電晶體

610、612、620、622‧‧‧電晶體

614、616、624、626‧‧‧變壓器

617‧‧‧端子

630‧‧‧電壓源端子、電壓參考端子

640、642、644、646‧‧‧電容器

650、651‧‧‧第一輸出節點

652、654、664、668‧‧‧電感器

660、661‧‧‧第二輸出節點

670‧‧‧耦合器

圖1是併入根據本公開內容的變壓器的無線通信電路。

圖2是圖示在第一變壓器(或者干擾器)與第二變壓器(或者被干擾器)之間的電感耦合的變壓器電路的示意圖，其中被干擾器具有8字型結構，該8字型結構具有串聯連接的回路。

圖3是圖示在第一變壓器(或者干擾器)與第二變壓器(或者被干擾器)之間的電感耦合的變壓器電路的示意圖，其中被干擾器具有8字型結構，該8字型結構具有並聯連接的回路。

圖4是如下變壓器的示意圖，該變壓器具有在另一繞組的回路中嵌套的繞組。

圖5是如下變壓器的示意圖，該變壓器具有在另一繞組的回路中嵌套的繞組。

圖6是如下變壓器的示意圖，該變壓器具有在單個繞組的相應回路中嵌套的多個繞組以及非相對的輸入和輸出端子。

圖7是併入多個變壓器的變壓器電路的示意圖，這些變壓器具有在變壓器的相應回路中嵌套的8字型結構。

圖8是併入變壓器的變壓器電路的示意圖，該變壓器具有在具有非8字型結構的另一變壓器中嵌套的8字型結構。

圖9是具有雙8字型結構的變壓器的示意圖。

圖10是包括變壓器的變壓器電路的示意圖，該變壓器具有在具有非8字型結構的另一變壓器內嵌套的雙8字型結構。

圖11是積體電路的俯視圖，該俯視圖圖示如下變壓器的佈局，該變壓器具有8字型結構以及相對的輸入和輸出端子。

圖12是積體電路的俯視圖，該俯視圖圖示如下變壓器的佈局，該變壓器具有8字型結構以及非相對的輸入和輸出端子。

圖13是積體電路的俯視圖，該俯視圖圖示具有8字型結構和豎直堆疊的回路的變壓器。

圖14A至圖14K是圖13的積體電路沿著截面線A-K的截面側視圖。

圖15是積體電路的俯視圖，該俯視圖圖示具有8字型結構的變壓器，該8字型結構具有在不同層上的交連件(crossover)和回路。

圖16是圖14的積體電路沿著截面線A-A的截面側視圖。

圖17是如下功率放大器電路的示意圖，該功率放大器電路併入根據本公開內容的電感器和/或變壓器。

在附圖中，可以重用標號以標識相似和/或相同單元。

穿過回路(比如電感器的回路)的改變的磁場在該回路中感應電流。感應的電流生成相對的磁場。以下公開具有電感器和變壓器的變壓器電路。電感器、變壓器的繞組(或者電感器)和變壓器可以具有8字型和/或雙8字型結構。設計這些結構以最小化和/或抵消在電路元件之間的磁耦合以及關聯的感應電流。

具有8字型結構的電感器或者繞組包括經由交連件相互傳導地耦合的至少兩個回路。至少兩個回路不同心並且相互分離，使得回路中的至少一個回路未定位(嵌套)於其他回路之一內。具有雙8字型結構的電感器或者繞組包括經由至少三個交連件相互傳導地耦合的至少四個回路。具有雙8字型結構的電感器或者繞組具有經由交連件傳導地耦合的兩個8字型結構。在至少圖2至圖12中示出具有8字型結構的電感器和繞組的示例。

具有8字型結構的變壓器包括具有8字型結構的至少一個繞組。如果變壓器包括具有8字型結構的多個繞組，則可以在變壓器的第二繞組中嵌套變壓器的第一繞組。在至少圖2至圖12中示出具有8字型結構的變壓器的示例。

由這裡公開的電感器、繞組和變壓器的結構提供的磁場抵消允許電感器、繞組和變壓器放置(嵌套)於其他電感器、繞組和變壓器中。這最小化電感器、繞組和變壓器利用的空間。這裡公開的變壓器(包括具有8字型結構和雙8字型結構的變壓器)可以是豎直堆疊的變壓器、同心變壓器或者其他類型的變壓器。在圖13至圖14中示出豎直堆疊的變壓器的示 例。在圖2至圖12中示出同心變壓器和/或具有同心回路的變壓器的示例。

可以配置和/或使用這裡公開的變壓器作為平衡-不平衡變換器(balun)。平衡-不平衡變換器可以指代將相對於接地參考而平衡的第一電信號轉換成第二電信號的電變壓器。第二電信號相對於接地參考不平衡。平衡-不平衡變換器也可以將相對於接地參考不平衡的電信號轉換成相對於接地參考而平衡。

圖1示出包括信號發生器模組12、轉換器模組14、功率放大器電路15和天線26的無線通信電路10，該功率放大器電路具有變壓器16、18、20和功率放大器22、24。信號發生器模組12接收和/或生成將經由天線26發送的信號。轉換器模組14可以將基帶信號轉換成射頻(RF)信號。轉換器模組14可以包括一個或者多個混頻器(示出一個混頻器27)、一個或者多個振盪器(示出一個局部振盪器28)和濾波器模組30。局部振盪器28生成振盪信號。混頻器27混頻將發送的信號與振盪信號以生成第一輸出信號。第一輸出信號由濾波器模組30濾波。

變壓器16、18、20和功率放大器22、24分別轉換和放大第一輸出信號的電壓以生成經由天線26發送的第二輸出信號。第三(或者最後)變壓器20的電壓和/或電流水準可以大於其他變壓器16、18中的一個或者多個變壓器的電壓和/或電流水準，並且出於至少這一原因而可以稱為干擾器。其他變壓器16、18可以稱為被干擾器。雖然示出特定數目的變壓器和功率放大器，但是可以例如在轉換器模組14與天線26之間包括和/或串聯連接任何數目的每項。變壓器16、18、20中的每個變壓器可以替換為這裡公開的變壓器中的任何變壓器。在圖17中示出可以取代功率放大器電路15而 使用的功率放大器電路。

第一輸出信號和第二輸出信號可以是差分信號。變壓器16、18、20和功率放大器22、24可以具有如示出的用於接收和發送差分信號的差分輸入和輸出。第三變壓器20具有差分輸出，該差分輸出具有第一輸出端子32和第二輸出端子34。第三變壓器18的第一輸出端子32連接到天線26。第三變壓器20的第二輸出端子34連接到接地參考36。

變壓器16、18、20中的一個或者多個變壓器可以具有用於最大化在電感器和/或變壓器之間的感應和磁耦合的抵消並且最小化電路特徵的8字型結構。電路特徵可以包括局部振盪器牽引、在電路部件之間的串擾和在功率放大器之間的回饋。此外，變壓器16、18、20可以具有相對於彼此的預選取向以進一步最大化感應和磁耦合的抵消並且最小化電路特徵。例如具有相同長度的距離可以存在於(i)干擾器的回路的中心與(ii)被干擾器之一的回路的中心之間。這提供在(i)干擾器的回路與(ii)被干擾器的回路之間的相等量的感應和/或磁耦合。關於圖2至圖3進一步描述這一點。

圖2示出包括干擾器(或者第一變壓器)52和被干擾器(或者第二變壓器)54的變壓器電路50。雖然示出干擾器52為具有非8字型結構並且示出被干擾器54為具有8字型結構，但是干擾器52可以具有8字型結構並且被干擾器54可以具有非8字型結構。備選地，干擾器52和被干擾器54可以均具有8字型結構。干擾器52包括具有回路57的第一(或者初級)繞組56和具有回路59的第二(或者次級)繞組58。次級繞組58可以如圖所示嵌套於初級繞組56內。初級繞組56具有輸入端子60。次級繞組58具有輸出端子62。

被干擾器54具有第三(或者初級)繞組64和第四(或者次級)繞組66。繞組64、66中的每個繞組具有8字型結構。第三繞組64具有兩個回路68、70。第四繞組66具有分別嵌套於回路68、70中的兩個回路72、74。第三繞組64具有輸入端子76。第四繞組66具有輸出端子78。回路68、72在輸入端子76與輸出端子78之間分別與回路70、74串聯連接。回路68經由第一交連件79連接到回路70並且與回路70傳導地耦合。回路72經由第二交連件81連接到回路74並且與回路74傳導地耦合。交連件79、81中的每個交連件具有一對導體。交連件79、81中的導體中的每個導體相互交叉以連接到回路68、70、72、74中的兩個回路。

干擾器52的回路57、59可以同心並且具有第一中心80。第三繞組64的回路68、70與第四繞組66的相應回路72、74同心。被干擾器54的回路68、72具有第二中心82。被干擾器54的回路70、74具有第三中心84。

在干擾器52與被干擾器54之間的磁耦合抵消量依賴於回路68、70、72、74的尺寸和形狀以及回路68、70、72、74相對於干擾器52的取向。回路68、70、72、74中的回路被定尺寸並且定位以最大化從在干擾器52與被干擾器54之間的感應和/或磁耦合生成的電流的抵消。回路68、70關於豎軸83對稱、相同尺寸並且與變壓器52、繞組56、58、回路57、59和/或中心80等距。豎軸83經過中心80和交連件79、81延伸。回路72、74關於豎軸83對稱、相同尺寸並且與變壓器52、繞組56、58、回路57、59和/或中心80等距。在中心80、82之間的第一距離等於在中心80、84之間的第二距離。相對於干擾器52旋轉被干擾器54而使得第二距離不同於第一距離會減少抵消量。第一距離與第二距離之差越大，抵消就越少。磁耦合和/或感應 的電流量的少量衰減和/或抵消提高電路性能。

在操作期間，干擾器52生成在符號90代表的第一方向上定向的第一磁場。生成的磁場90在被干擾器54的回路68、70、72、74中感應電流。在被干擾器52的回路68、70、72、74中生成的電流生成由符號92、94代表的相應磁場。在第二方向上定向磁場92、94。第二方向與第一方向相反。在回路68、72中感應地生成的電流(由實線箭頭代表)抵消在回路70、74中感應地生成的電流(由虛線箭頭代表)。

變壓器54抵消變壓器52沿著豎軸83生成的干擾或者感應的電流。也沿著穿過中心82、84的水準軸85抵消干擾和感應的電流。這裡公開的其他變壓器也提供相似抵消。

圖3示出包括干擾器(或者第一變壓器)102和被干擾器(或者第二變壓器)104的變壓器電路100。干擾器102具有非8字型結構。被干擾器104具有8字型結構。干擾器102包括具有回路107的第一(或者初級)繞組106和具有回路109的第二(或者次級)繞組108。次級繞組108可以如圖所示嵌套於初級繞組106內。初級繞組106具有輸入端子110。次級繞組108具有輸出端子112。

被干擾器104具有第三(或者初級)繞組114和第四(或者次級)繞組116。繞組114、116中的每個繞組具有8字型結構。第三繞組114具有兩個回路118、120。第四繞組116具有分別嵌套於回路118、120中的兩個回路122、124。回路118、120經由並聯導體121相互連接。並聯導體121連接到輸入端子126。回路122、124經由並聯導體125相互連接。並聯導體125連接到輸出端子128。回路118、122在輸入端子126與輸出端子128之間分別 與回路120、124並聯連接。

干擾器102的回路107、109可以同心並且具有第一中心130。第三繞組114的回路118、120分別與第四繞組116的回路122、124同心。被干擾器104的回路118、122具有第二中心132。被干擾器104的回路120、124具有第三中心134。

回路118、120關於豎軸135對稱、相同尺寸並且與變壓器102、繞組106、108、回路107、109和/或中心130等距。豎軸135經過中心130並且在回路118、120之間延伸。回路122、124關於豎軸135對稱、相同尺寸並且與變壓器102、繞組106、108、回路107、109和/或中心130等距。為了最大化從在干擾器102與被干擾器104之間的感應和/或磁耦合生成的電流的抵消，在中心130、132之間的第一距離等於在中心130、134之間的第二距離。相對於干擾器102旋轉被干擾器104而使得第二距離不同於第一距離會減少抵消量。第一距離與第二距離之差越大，抵消就越少。

在操作期間，干擾器102生成在符號140代表的第一方向上定向的第一磁場。生成的磁場140在被干擾器104的回路118、120、122、124中感應電流。在被干擾器104的回路118、120、122、124中生成的電流生成由符號142、144代表的相應磁場。在第二方向上定向磁場142、144。第二方向與第一方向相反。在回路118、122中感應地生成的電流(由實線箭頭代表)抵消在回路120、124中感應地生成的電流(由虛線箭頭代表)。

圖4示出具有第一繞組152和第二繞組154的變壓器150。第一繞組152磁性地和電感地耦合到第二繞組154。第一繞組152具有8字型結構，該8字型結構具有回路156、158和交連件159。第二繞組154具有單個回 路160並且嵌套於第一繞組152的第二回路158中。回路160可以與第二回路158同心。第一繞組152具有輸入端子162。第二繞組154具有與輸入端子162相對(即在變壓器150的相對側上並且從輸入端子162跨越)的輸出端子164。

圖5示出具有第一繞組172、第二繞組174和第三繞組176的變壓器170。第一繞組172磁性地和電感地耦合到繞組174、176。第一繞組172具有8字型結構，該8字型結構具有回路178、180和交連件182。第二繞組174具有單個回路184並且嵌套於第一繞組172的第一回路178中。第三繞組176具有單個回路186並且嵌套於第一繞組172的第二回路180中。第二繞組174的回路184可以與第一回路178同心。第三繞組176的回路186可以與第二回路180同心。

第一繞組172具有輸入端子188。第二繞組174具有與輸入端子188相對的第一輸出端子190。第三繞組176具有在變壓器170的與輸入端子188相對的側上、但是未從輸入端子188直接跨越的第二輸出端子192。

圖6示出具有第一繞組202、第二繞組204和第三繞組206的變壓器200。第一繞組202磁性地和電感地耦合到繞組204、206。第一繞組202具有8字型結構，該8字型結構具有回路208、210和交連件212。第二繞組204具有單個回路214並且嵌套於第一繞組202的第一回路208中。第三繞組206具有單個回路216並且嵌套於第一繞組202的第二回路210中。第二繞組204的回路214可以與第一回路208同心。第三繞組206的回路216可以與第二回路210同心。

第一繞組202具有輸入端子218。第二繞組204具有在變壓器200的與輸入端子218不同側上、但是未與輸入端子218相對的第一輸出端子 220。第三繞組206具有在變壓器200的與輸入端子218不同側上、但是未與輸入端子218相對的第二輸出端子222。

雖然這裡公開的輸入端子和輸出端子在變壓器的某些側上，但是輸入端子和輸出端子可以在變壓器的其他側上。這裡公開的每個電感器、繞組和/或變壓器可以具有任何數目的輸入端子和/或輸出端子。

變壓器的8字型結構提供的磁抵消允許變壓器嵌套於其他變壓器中而維持在變壓器之間的某個程度的隔離。這最小化變壓器利用的空間，這在變壓器實施於積體電路(或者晶片)中時尤其有益。

圖7示出包括第一變壓器252、第二變壓器254和第三變壓器256的變壓器電路250。變壓器252、254、256中的每個變壓器具有8字型結構。可以磁性地和電感地耦合變壓器252、254、256。然而由於變壓器252、254、256的8字型結構和變壓器252、254、256的相對放置而可以最小化和/或抵消由於這一耦合生成的電流。變壓器252具有繞組258、260和交連件262、264。繞組258、260相互磁性地和電感地耦合。變壓器254具有繞組258、260和交連件270、272。繞組266、268相互磁性地和電感地耦合。變壓器256具有繞組274、276和交連件278、280。繞組274、276相互磁性地和電感地耦合。第二變壓器254嵌套於第一變壓器252的回路282、284中。第三變壓器256嵌套於第一變壓器252的回路286、288中，繞組258、260、266、268、274、276中的每個繞組具有8字型結構。

第一變壓器252具有輸入端子290和與輸入端子相對的輸出端子292。第二變壓器254具有輸入端子294和與輸入端子294相對的輸出端子296。第三變壓器256具有輸入端子298和與輸入端子298相對的輸出端子 300。端子290、292在第一變壓器252的與端子294、296、298、300不同的側上。端子294、298在第一端子252的相同側上。

圖8示出具有第一變壓器304和第二變壓器306的變壓器電路302。第一變壓器304具有非8字型結構。第二變壓器306具有8字型結構並且嵌套於第一變壓器304中。可以磁性地和電感地耦合變壓器304、306。然而第二變壓器306的8字型結構和/或第二變壓器306相對於第一變壓器304的放置可以最小化和/或抵消由於這一耦合而在第二變壓器306中生成的電流。

第一變壓器具有第一繞組308和第二繞組310，該第一繞組具有第一回路309，該第二繞組具有第二回路311。第一繞組308磁性地和電感地耦合到第二繞組310。第二變壓器306嵌套於第一變壓器304的回路309、311內。第二變壓器306包括第一繞組312和第二繞組314。第一繞組312磁性地和電感地耦合到第二繞組314。繞組312、314中的每個繞組具有8字型結構。第一繞組312具有回路316、318和交連件320。第二繞組314具有回路322、324和交連件326。

第一變壓器304具有輸入端子328和與輸入端子328相對的輸出端子330。第二變壓器306具有輸入端子332和與輸入端子332相對的輸出端子334。端子328、330在第一變壓器304的與端子332、334不同的側上。

回路316、318相互傳導地耦合。回路316、318未嵌套於彼此中。回路322、324相互傳導地耦合。回路322、324未嵌套於彼此中。變壓器306的結構與圖7的變壓器254、256的結構相似。這樣，變壓器254、256的繞組266、268、274、276的回路具有與變壓器306的回路316、318、322、324相似的關係。

圖9示出具有雙8字型結構的變壓器350。雙8字型結構減輕磁抵消對8字型結構的取向的依賴。變壓器350包括第一繞組352和第二繞組354。第一繞組352磁性地和電感地耦合到第二繞組354。繞組352、354中的每個繞組具有雙8字型結構。第一繞組具有回路356、358、360、362和交連件359、361、363。第二繞組具有回路364、366、368、370和交連件365、367、369。回路364、366、368、370中的每個回路可以與回路364、366、368、370中的相應回路同心和/或嵌套於其中。第一繞組352具有輸入端子372。第二繞組354具有輸出端子374。輸入端子352可以在變壓器350的與輸出端子374相同、不同和/或相對的側上。

第一繞組352的回路和交連件串聯連接。第二繞組354的回路和交連件串聯連接。雖然針對雙8字型結構示出繞組352、354中的每個繞組為具有四個回路和三個交連件，但是在其他實現方式中，繞組中的每個繞組可以具有更少回路和交連件或者附加回路和交連件。如果包括更少回路和交連件，則對應結構不是雙8字型結構。如果包括附加回路和交連件，則結構可以根據回路和交連件的佈局而具有雙8字型結構。

回路356、358、360、362中的每個回路均未嵌套於回路356、358、360、362中的任何其他回路內。回路356、358、360、362相互傳導地耦合。回路364、366、368、370中的每個回路均未嵌套於回路364、366、368、370中的任何其他回路內。回路364、366、368、370相互傳導地耦合。雙8字型結構無論變壓器350的結構相對於其他電感器和/或變壓器的取向如何都在所有方向上提供磁感應的電流抵消。

現在也參照示出變壓器電路400的圖10。變壓器電路400包括 在另一變壓器402中嵌套的變壓器350。變壓器402具有第一繞組404和第二繞組406，該第一繞組具有第一回路405，該第二繞組具有第二回路407。第一繞組404磁性地和電感地耦合到第二繞組406。第二回路407嵌套於第一回路405內並且可以與第一回路405同心。在第二回路407內嵌套變壓器350。第一繞組404具有輸入端子410。第二繞組406具有與輸入端子410相對的輸出端子412。端子410、412在變壓器402的與變壓器350的端子372、374不同的側和回路上。

圖11示出積體電路(IC)430，該圖圖示變壓器432的佈局。變壓器432具有8字型結構和與輸出端子436相對的輸入端子434。變壓器432具有第一繞組438和第二繞組440。繞組438、440中的每個繞組具有兩個重疊8字型結構。第一繞組438具有四個回路，這些回路具有8個節段A和A’。第二繞組440具有四個回路，這些回路具有8個節段B和B’。繞組438、440中的每個繞組具有在變壓器432的相對的側上的交連件444、446中的相應交連件。第一繞組438的交連件444在變壓器432的與輸入端子434相對的側上。交連件446在與變壓器432的與輸出端子436相對的側上。

繞組438、440的部分C(用虛線示出)在IC 430的與繞組438、440的其他部分(用實線示出)不同的層上。部分C可以在第一層上，並且繞組438、440的其他部分可以在第二層上。可以在第一層與第二層之間設置絕緣層。部分C可以由絕緣層中的過孔或者其他適當導體連接到其他部分。這允許部分C與其他部分的節段重疊而未接觸這些節段，這減少變壓器432利用的空間。

作為示例，節段A、B可以在第一金屬層上。節段C可以在 第二金屬層上。第二A’、B’可以在第三金屬層上。任何數目的絕緣層可以在第一金屬層與第二金屬層之間和在第二金屬層與第三金屬層之間。第二金屬層可以設置於第一金屬層與第三金屬層之間。交連件444、446的與節段A、A’關聯的分段可以在與交連件444、446的與節段B、B’關聯的分段不同的層上。

變壓器432也可以包括可以連接到中心抽頭454、456的中心抽頭端子450、452。中心抽頭454、456連接到繞組438、440的中心點。作為示例，可以經由中心抽頭端子450、452電壓偏置繞組438、440的中心點。

圖12示出IC 460，該圖圖示變壓器462的佈局。變壓器462除了輸入端子464、輸出端子466、中心抽頭端子468、469和中心抽頭470、471的位置與變壓器432的位置不同之外具有與圖11的變壓器432相似的結構。端子464、468和中心抽頭470在變壓器462的與端子466、469和中心抽頭471不同的側和回路上、但是未與端子466、469和中心抽頭47相對。

圖13和14A至圖14K示出IC 500的俯視圖和截面側視圖，這些圖圖示具有8字型結構以及豎直堆疊的回路504、506和508、509的變壓器502。圖13和14A至圖14K的堆疊的8字型結構可以替換這裡公開的任何其他8字型結構和/或可以修改這裡公開的其他實施例以併入與變壓器502相似的堆疊的回路和/或交連件。

IC 500可以具有任何數目的層和電路部件。如圖所示，IC 500具有可以設置於IC 500的襯底上的七層510。變壓器502具有第一繞組和第二繞組，該第一繞組具有回路504、506和輸入端子507，該第二繞組具有回路508、509和輸出端子511。在回路508上堆疊回路504。在回路509上堆疊回 路506。

第一繞組的第一交連件518位於第一(或者第一外)金屬層513上。回路504、506位於第二(或者第一內)金屬層514上。回路508、509位於第三(或者第二內)金屬層516上。第二繞組的第二交連件522位於第四(或者第二外)金屬層523上。金屬層514、516設置於金屬層513、523之間以分離交連件518、522。絕緣(或者過孔)層524、526、528分別位於金屬層513、514、516、523之間。回路504經由交連件518連接到回路506。回路508經由交連件522連接到回路509。

圖15至圖16示出IC 530的俯視圖和截面側視圖，這些圖圖示變壓器532，該變壓器具有8字型結構以及在不同層上的交連件534、536和回路538、540、542、544。圖15至圖16的8字型結構可以替換這裡公開的任何其他8字型結構和/或可以修改這裡公開的其他實施例以包括與變壓器532相似的在與回路不同的層上的交連件。

變壓器532具有第一繞組和第二繞組，該第一繞組具有回路538、540和交連件534，該第二繞組具有回路542、544和交連件536。回路538、540、542、544在第一層550上。交連件536在第二層552上。交連件534在第二和第三層554上。交連件534、536可以均在相同層上、可以在不同層上和/或可以在多層上。第一交連件534未傳導地耦合到第二交連件536。

第一層550可以設置於第二層552上。第二層552可以設置於第三層554上。第三層554可以設置於襯底556上。任何數目的絕緣層(例如絕緣層560)可以設置於第一層550上和/或層550、552、554中的兩層或者更多層與襯底556之間。一個或者多個絕緣層553可以設置於第二層552與襯底 556之間以分離交連件534、536。

圖17示出功率放大器電路600。功率放大器電路600包括電感器和變壓器。功率放大器電路600的電感器和變壓器中的任何電感器和變壓器可以替換為這裡公開的其他電感器和變壓器中的任何電感器和變壓器。功率放大器電路600包括差分功率放大器602、604。功率放大器電路600可以接收交流(AC)信號(比如射頻(RF)信號)並且升高AC信號的功率。可以在多種設備(比如移動設備、移動電話、電腦(比如膝上型電腦、平板電腦等)和個人資料助理)中包括功率放大器電路600。功率放大器電路600可以用於無線通信。可以經由天線601發送功率放大器電路600的輸出。

功率放大器602、604具有相似電路和相似電路佈局。功率放大器602、604中的每個功率放大器包括推挽電晶體606、607、608、609和電晶體610、612中的相應電晶體。電晶體610、612分別連接於電晶體606、608與變壓器614、616的初級繞組之間。功率放大器602、604還包括分別連接於電晶體607、609與變壓器624、626的次級繞組之間的電晶體620、622。電晶體610、612、620、622可以是推挽電晶體。

電晶體606、608、610、612可以在具有相應公共源極和公共接地的相應共源共柵配置中。更具體而言，電晶體610、612的源極可以連接到電晶體606、608的漏極。電晶體610、612的漏極可以連接到變壓器614、616的初級繞組的第一端，其中變壓器614、616的初級繞組的第二端連接到具有電壓Vdd的電壓源端子630。電晶體610、612的柵極可以如圖所示接地或者連接到電壓源端子630的參考電勢。

電晶體607、609、620、622可以相似地在具有相應公共源極 和公共接地的相應共源共柵配置中。更具體而言，更具體而言，電晶體620、622的源極可以連接到電晶體607、609的相應漏極。電晶體620、622的漏極可以連接到變壓器624、626的初級繞組的相應第一端，其中變壓器624、626的初級繞組的第二端連接到端子617。電晶體620、622的柵極可以接地或者連接到端子617。電晶體606、607、608、609的柵極可以是功率放大器電路600的輸入並且接收輸入信號。

功率放大器602、604也可以包括跨變壓器614、616、624、626的初級繞組的電容器640、642、644、646。電容器640、642、644、646可以用來調諧變壓器614、616、624、626的初級繞組的諧振頻率。

第一輸出節點650、651連接於電晶體610、612與變壓器614、616的初級繞組之間。電晶體606、608的源極可以分別連接到電感器652、654的第一端。電感器652、654的第二端連接到端子617。第二輸出節點660、661分別連接於電晶體620、622與變壓器624、626的初級繞組之間。電晶體607、609的源極連接到電感器664、668的第一端，其中電感器664、668的第二端連接到電壓參考端子630。

耦合器670經由變壓器614、616、624、626的次級繞組被配置用於將跨變壓器電感器614、616、624、626的初級繞組的輸出AC信號電感地耦合到天線601。變壓器電感器614、616、624、626的次級繞組相互連接。

雖然措詞第一、第二、第三等可以這裡用來描述各種線圈、電感器、繞組、端子、變壓器、元件和/或部件，但是這些項目不應受這些措詞限制。這些措詞可以僅用來區分一個項目與另一項目。比如“第一”、 “第二”和其他數值措詞之類的措辭在這裡使用時除非上下文清楚地指示則並不意味著序列或者順序。因此，以下討論的第一項目可以稱為第二項目而未脫離示例實現方式的教導。

各種措詞這裡用來描述在元件之間的物理關係。在第一元件稱為“在……上”、“對接到”、“連接到”或者“耦合到”第二元件時，第一元件可以直接在第二元件上、對接到、連接、設置、應用或者耦合到第二元件，或者居間元件可以存在。應當以相似方式解釋用來描述在元件之間的關係的其他字眼(例如“在……之間”比對“直接在……之間”、“相鄰”比對“直接相鄰”等)。

可以完全或者部分服從IEEE標準802.11-2012、IEEE標準802.16-2009、IEEE標準802.20-2008和/或藍牙核心規範v4.0進行在本公開內容中描述的無線通信和無線通信電路。藍牙核心規範v4.0可以被藍牙核心規範附錄2、3或者4中的一個或者多個附錄修改。在各種實現方式中，IEEE標準802.11-2012可以由草案IEEE標準802.11ac、草案IEEE標準802.11ad和/或草案IEEE標準802.11ah補充。

前文描述在性質上僅為示例並且絕非旨在於限制公開內容、它的應用或者使用。可以用多種形式實施公開內容的廣義教導。因此，儘管本公開內容包括具體示例，但是不應這樣限制公開內容的範圍，因為許多修改將在研讀附圖、說明書和所附請求項時變得清楚。如這裡所用，應當理解短語A、B和C中的至少一個意味著使用非排斥邏輯或者的邏輯(A或者B或者C)。應當理解，可以按照不同順序(或者並行)執行方法內的一個或者多個步驟而不改本公開內容的原理。

在包括以下定義的本申請中，術語模組可以替換為術語電路。術語模組可以指代以下各項、是以下各項的部分或者包括以下各項：專用積體電路(ASIC)；數位、類比或者混合類比/數位分立電路；數位、類比或者混合類比/數位積體電路；組合邏輯電路；現場可編程閘陣列(FPGA)；執行代碼的處理器(共用、專用或者成組)；存儲處理器執行的代碼的記憶體(共用、專用或者成組)；提供描述的功能的其他適當硬體部件；或者以上各項中的一些或者全部比如在片上系統中的組合。

術語代碼如以上所用可以包括軟體、固件和/或微代碼並且可以指代程式、常式、函數、類和/或物件。術語共用處理器涵蓋執行來自多個模組的一些或者所有代碼的單個處理器。術語成組處理器涵蓋與附加處理器組合執行來自一個或者多個模組的一些或者所有代碼的處理器。術語共用處理器涵蓋存儲來自多個模組的一些或者所有代碼的單個記憶體。術語成組記憶體涵蓋與附加記憶體組合存儲來自一個或者多個模組的一些或者所有代碼的記憶體。術語記憶體可以是術語電腦可讀介質的子集。術語電腦可讀介質未涵蓋經過介質傳播的瞬態電和電磁信號，因此可以視為有形和非瞬態。非瞬態有形電腦可讀介質的非限制示例包括非易失性記憶體、易失性記憶體、磁存儲裝置和光學介質。

一個或者多個處理器執行的一個或者多個電腦程式可以部分或者完全實施在本申請中描述的裝置和方法。電腦程式包括在至少一個非瞬態有形電腦可讀介質上存儲的、處理器可執行的指令。電腦程式也可以包括和/或依賴於存儲的資料。

50‧‧‧變壓器電路

52‧‧‧干擾器

54‧‧‧被干擾器

56‧‧‧第一(初級)繞組

57、59‧‧‧回路

58‧‧‧第二(次級)繞組

60、76‧‧‧輸入端子

62、78‧‧‧輸出端子

64‧‧‧第三(初級)繞組

66‧‧‧第四(次級)繞組

68、70、72、74‧‧‧回路

80‧‧‧第一中心

82‧‧‧第二中心

83‧‧‧豎軸

84‧‧‧第三中心

85‧‧‧水準軸

90、92、94‧‧‧磁場

Claims (22)

1. 一種變壓器，包括：包括第一組輸入端子的第一多個回路，其中所述第一多個回路包括由第一交連件相互傳導地串聯耦合的至少三個回路；以及包括第一組輸出端子的第二多個回路，其中所述第二多個回路包括由第二交連件相互傳導地串聯耦合的至少三個回路，其中所述第二多個傳導回路中的每個傳導回路電感地耦合到所述第一多個傳導回路中的相應傳導回路並且嵌套於所述相應傳導回路內。
2. 根據請求項1所述的變壓器，其中：所述第一多個回路非同心；並且所述第二多個回路中的每個回路與所述第一多個回路中的相應回路同心。
3. 根據請求項1所述的變壓器，其中所述第一多個回路和所述第二多個回路提供雙8字型結構。
4. 根據請求項1所述的變壓器，其中：所述第一多個回路包括四個回路；並且所述第二多個回路包括四個回路。
5. 根據請求項4所述的變壓器，其中：所述第一組輸入端子是所述第一多個回路的僅有一組輸入端子；並且所述第一組輸出端子是所述第二多個回路的僅有一組輸出端子。
6. 根據請求項4所述的變壓器，其中：所述第一組輸入端子是所述變壓器的僅有一組輸入端子；並且所述第一組輸出端子是所述變壓器的僅有一組輸出端子。
7. 根據請求項1所述的變壓器，其中：所述第一組輸入端子連接到所述第一多個回路中的第一回路；並且所述第一組輸出端子連接到所述第一多個回路中的第二回路。
8. 根據請求項7所述的變壓器，其中所述第二回路嵌套於所述第一回路內。
9. 根據請求項7所述的變壓器，其中：所述第一回路和所述第二回路非同心；並且所述第一組輸入端子在所述變壓器的與所述第一組輸出端子不同的側上。
10. 根據請求項7所述的變壓器，其中：所述第一回路和所述第二回路非同心；並且所述第一組輸入端子在所述變壓器的與所述第一組輸出端子相同的側上。
11. 一種電路，包括：第一變壓器，其中根據請求項1所述的變壓器是所述第一變壓器；以及第二變壓器，包括第三多個回路、第二組輸入端子和第二組輸出端子，其中所述第一變壓器嵌套於所述第三多個回路內。
12. 根據請求項11所述的電路，其中所述第二變壓器具有非8字型結構。
13. 根據請求項11所述的電路，其中：所述第二變壓器包括第四多個回路；所述第三多個回路和所述第四多個回路提供8字型結構；所述第四多個回路中的每個回路嵌套於所述第三多個回路中的相應回路內；並且 所述第一變壓器嵌套於所述第三多個回路中的一個回路內。
14. 一種變壓器，包括：輸入端子組；第一組輸出端子；以及包括第一繞組和第二繞組的多個繞組，其中：所述第一繞組具有8字型結構並且傳導地耦合到所述輸入端子組，所述8字型結構包括第一回路和第二回路，所述第一回路和所述第二回路經由交連件相互傳導地耦合，所述第二繞組不具有8字型結構，所述第二繞組傳導地耦合到所述第一組輸出端子，並且所述第二繞組嵌套於所述第一繞組的所述第一回路和所述第一繞組的所述第二回路中的一個回路中並且電感地耦合到所述一個回路。
15. 根據請求項14所述的變壓器，其中所述第一繞組和所述第二繞組中的一個繞組是初級繞組，並且所述第一繞組和所述第二繞組中的另一繞組是次級繞組。
16. 根據請求項14所述的變壓器，其中：所述第一繞組是初級繞組；並且所述第二繞組是次級繞組。
17. 根據請求項14所述的變壓器，還包括第三繞組，其中：所述第二繞組嵌套於所述第一繞組的所述第一回路中並且電感地耦合到所述第一回路；所述第三繞組嵌套於所述第一繞組的所述第二回路中並且電感地耦合到所 述第二回路；並且所述第三繞組具有第二組輸出端子。
18. 一種變壓器電路，包括：第一變壓器，包括：具有第一回路的第一繞組，以及具有第二回路的第二繞組，其中所述第二回路嵌套於所述第一回路內；以及第二變壓器，嵌套於所述第一變壓器內，其中所述第二變壓器包括：具有8字型結構的第三繞組，以及具有8字型結構的第四繞組，其中所述第四繞組的回路嵌套於所述第三繞組的相應回路內。
19. 根據請求項18所述的變壓器，其中：所述第一變壓器的所述第一繞組具有8字型結構；並且所述第一變壓器的所述第二繞組具有8字型結構，其中所述第二繞組的回路嵌套於所述第一繞組的相應回路內。
20. 根據請求項18所述的變壓器，還包括第三變壓器，其中：所述第二變壓器嵌套於所述第一變壓器的所述第一回路中；並且所述第三變壓器嵌套於所述第一變壓器的所述第二回路中。
21. 根據請求項20所述的變壓器，其中：所述第三變壓器具有8字型結構；並且所述第三變壓器包括：具有8字型結構的第五繞組，以及 具有8字型結構的第六繞組，其中所述第六繞組的回路嵌套於所述第五繞組的相應回路內。
22. 根據請求項18所述的變壓器，其中所述第二變壓器具有雙8字型結構。