如何為射頻電路選擇適合的電感
在射頻電路中，電感是非常重要的無源器件，在射頻電路中可以實現匹配、濾波、諧振及去耦等作用。下面是小編整理的如何為射頻電路選擇適合的電感，希望大家喜歡。
如何為射頻電路選擇適合的電感
rf電感的用途
大部分電子器件都含有rf電感。“為了跟蹤動物，在我們家養動物的皮膚中植入的玻璃管內部都含有一個電感”，普萊默公司的一位研發工程師maria del marvillarrubia說，“每次啟動汽車的時候兩個電感之間都會產生無線通信，一個在汽車內部，另一個在鑰匙內部。”
不過，正如這種元件的無所不在一樣，rf電感也有著非常具體的用途。在諧振電路中，這些元件通常與電容結合使用，以便選擇特定的頻率(如振蕩電路、壓控振蕩器等)。
rf電感也可以用于阻抗匹配應用，以便實現數據傳輸線的阻抗平衡。這是為了確保ic間高效的數據傳輸所必需的。
作為rf扼流圈使用時，電感串聯在電路中，起到rf濾波器的作用。簡單來說，rf扼流圈是個低通濾波器，它會給較高的頻率造成衰減，而較低的頻率則暢通無阻。
q值是什么
在討論電感性能時，q值是最重要的衡量指標。q值是一種衡量電感性能的指標，它是一個無量綱的參數，用于比較振蕩頻率和能量損耗速率。
murata公司的高級產品經理deryl j.kimbro說：“q值越高，電感的性能就越接近于理想的無損電感。也就是說，它在諧振電路中的選擇性更好。”
高q值的另一個好處是損耗低，也就是說電感消耗的能量少。低q值會造成帶寬較寬，而且在振蕩頻率處及其附近的諧振幅度較低。
電感值
除了q因子以外，電感的真正的量度當然是它的電感值。對于音頻和電源應用而言，電感取值通常是數亨利，而高頻率應用通常需要小得多的電感，通常在毫亨或微亨范圍內。
電感值取決于幾個因素，其中包括結構、鐵芯尺寸、鐵芯材料以及實際的線圈匝數。電感既有電感值固定的，也有電感值可調的。
其他規格
電感值并不是唯一重要的取值。直流電阻、電流以及自諧振頻率(srf)是rf電感的數據單中所提供的一些更加有用的規格。
del marvillarrubia說：“根據應用場合的不同，每種特性都可能是需要重點考慮的因素并決定其他特性。例如，如果元件將用在輪胎壓力監測系統中，那么電感在很寬的溫度范圍內的穩定性是很重要的，而這種要求將會確定磁芯的選擇。”
額定電流
在選擇電感時，工作電流應該低于說明書中的額定電流。如果工作電流超過額定電流，就可能會損壞產品。
直流電阻(dcr)
kimbro稱，直流電阻(dcr)與額定電流有很大的關聯。以線圈電阻為基準，直流電阻等于電感的損耗。如果繞線的直徑增加，那么直流電阻會減小，而額定電流會增加。較大的繞線直徑降低了損耗并改善了電流處理能力。
vishay公司電感部門的產品市場經理douglillie說：“直流電阻會限制在不過熱或不發生飽和(感應系數急劇降低)的情況下器件可以傳輸的直流電流。”
自諧振頻率(srf)
電感中的每一匝繞線都可以看成一塊電容器極板，匝與匝之間以及線圈與鐵芯之間電容的總體效果可以用與電感并聯的單個電容來表示，稱為分布電容(cd)。這種并聯結構的諧振頻率就稱為自諧振頻率(srf)。
lillie說：“在這個頻率，電感看起來就像帶有阻抗的純電阻。如果頻率超過自諧振頻率，這種并聯結構的容抗將成為主要因素。”
疊層片式電感
疊層片式電感是使用陶瓷材料結構通過集成工藝制成的。陶瓷材料結構可以在高頻處提供很好的性能，而疊層片式工藝以提供各種各樣的電感值。
疊層片式器件的電感值范圍要比薄膜或空芯線圈類的電感廣，但是比不上線繞式元件的電感取值范圍或額定電流。疊層片式技術因其很好的電特性，特別是其低廉的成本，而越來越流行。
薄膜電感
薄膜電感是使用光刻工藝生產的，這種工藝可以在陶瓷基底上生產出非常精確的線圈模式，從而滿足苛刻的電感公差。陶瓷基板使得這些電感成為rf應用的理想元件。但是，薄膜電感能傳輸的電流較小，而且電感值范圍有限。
線繞式電感
線繞式電感通常用于低頻應用之中。線繞式電感是將銅線繞在陶瓷(氧化鋁)磁芯上制成的。
因其結構和材料的原因，線繞式電感可以提供很好的電特性。水平繞線結構使得公差很小而雜散電容很小，而銅線使得直流電阻很小，從而增加了品質因子性能以及額定電流。
錐形電感
錐形電感是面向寬帶和高頻應用的，它的結構可以展寬線圈的帶寬。錐形電感的實際尺寸較小，通常是用細線繞成的，因此雜散電容較小。
在超寬帶bias-t器件中，錐形電感同時提供了直流偏置提取或注入路徑，它可以將電源與有源器件隔離。
磁芯的選擇
高頻器件通常使用空心或惰性(也就是陶瓷)磁芯。它們提供了比磁性鐵芯更好的熱性能，但是其電感取值有限。
如何為射頻電路選擇適合的電感
在手機應用中，目前蜂窩移動通信設備工作的頻率一般在6GHz以下頻段，此頻段常用的電感類型有基板繞線電感、鍵合線電感和表貼電感器件。
基板繞線電感是通過基板Layout走線形成電感，這類電感的缺點是占用基板面積較大，不適用于設計大電感，一般基板繞線感值范圍在5nH以下；
鍵合線電感是利用芯片封裝時的鍵合線來形成電感，這類電感的品質因數很高（可以到50甚至以上），但電感值比較小，一般在1nH以下，并且電感量受鍵合線精度影響，難以精確控制。經驗上，1mm長鍵合線的感值以0.6nH簡單估計；
表貼電感器件是將電感表貼器件（Surface Mounted Devices，SMD）使用引腳直接焊到PCB上，這類電感使用方便，感值范圍大，標準尺寸下有不同感值、Q值及DC電阻值的器件可供選擇，在射頻系統中使用廣泛。下圖為表貼電感器件在射頻前端模組PAMiD及手機PCBA的使用 [2]，圖中帶有藍色的表貼器件均為電感。
在射頻電路中，電感一旦被使用，均是在對射頻性能影響明顯的重要位置。而表貼器件的性能參數與封裝、工藝有很大關聯，電感的Q值也有較大差異（10～40）。所以需要對表貼電感元件的特性有深入的認識，確保正常使用。
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