5.1 电阻

1. 常见电阻包括，多晶硅电阻，扩散区电阻，阱电阻，互连线电阻；

2. 工作在线性区的MOS管也可以当做电阻用，两个优点：单位面积电阻大，节省面积；电阻可以通过VGS来控制。缺点：非线性电阻，精度很低，温度系数高。

5.2 电容

1.常见电容：PN结电容，MOS电容，MIM电容，多晶硅电容，互连线电容等。

2.PN结反偏时，电容为

C_j = C_j0/(1-V_F/Ф)ⁿ

其中C_j0为PN结零偏时电容量，V_F为PN结上的正向电压，Ф为PN结的内建电势，n是一个与掺杂情况有关的参数。PN结为突变结的时候，n≈1/2，PN结为缓变结的时候，n≈1/3。

3.MOS电容由多晶硅，氧化层，衬底构成电容，单位面积电容较大，一般用来实现较大电容，但是它的电容会随着栅压变化。

在积累区，氧化层下的衬底表面会积累一层高浓度载流子，使得电压变化主要导致导致的电荷变化主要集中在衬底表面，这时是一个平行板电容；

在耗尽区，MOS电容由氧化层电容和耗尽层电容串联而成；当外加电压增加时，MOS电容会减小；

当外加电压增加到一定程度时，MOS电容将进入反型层，这时电容随着偏压增加而增加，当外加偏压大于阈值电压时，MOS进入强反型区，这时在氧化层下的衬底形成一个高浓度的反型区，这时外加电压变化又是只会导致衬底表面电荷变化，又回到平行板电容。

4.由于互连线的边缘电容随着宽度W变化比较平缓，而互连线的寄生电阻随着W增加而大比例下降，因此增大互连线的宽度可以减小互连线的RC延迟。

5.3 电感

1. 射频集成电路中的电感一般分为两类：片上平面螺旋电感，键合线电感。前者由于衬底损耗和金属线寄生电阻影响，Q值一般不超过10；后者是利用芯片封装时的键合线来形成电感，可以有很高的Q值，50~100，但是电感的感值很难控制。也可以用有源电路来等效电感，但是有源电感噪声大，失真严重，功耗大，只能用于某些要求不高的场合。

2.一般来说，理想的圆形电感具有更高的品质因数。但是绝大多数版图工具不支持这种格式，只能采用正六边形或者正八边形来替代。

3.片上电感的非理想效应：

金属的有限电导率引起的损耗，高频时的趋肤效应和其他磁场效应使得这种损耗更加严重；

高频时非绝缘的衬底与电感之间的电磁场相互作用引起的损耗，在现在的CMOS工艺中，衬底的电阻率一般都很低，衬底损耗成为限制片上电感损耗的主要因素；

金属与衬底的寄生电容，限制了片上电感的自谐振频率。

4. 提高电感质量的方法：并联多层金属线来减小金属线损耗；采用最顶层金属制作电感来减小衬底损耗；在电感下面使用最底层金属或者多晶硅制作接地隔离层将电感和衬底隔离，可以避免隔离层出现涡流损耗，减小衬底损耗。

5.衬底通过三种方式引入损耗：电场耦合引入位移电流引起的损耗；磁场耦合在衬底引入的涡流引起的损耗；电磁场辐射引起的损耗。第三种一般可以忽略。

6.衬底损耗与衬底的掺杂浓度密切相关，掺杂浓度较低时，衬底损耗较小，这时主要由金属的损耗决定，但是当衬底掺杂较高时，衬底损耗就很大。现代标准CMOS工艺一般采用外延性衬底，衬底电阻率较小，衬底引入的损耗限制了电感的品质因数。尤其是在高频时，影响不能忽略。

7.使用最顶层金属形成电感可以提高品质因数，原因有：顶层金属电阻率小；顶层金属离衬底远，可以减小衬底损耗。

8.接地隔离层一般采用最底层金属或者多晶硅，使用隔离层会减小片上电感，但是提高了电感的品质因数。但是在高频时未必。除了会降低电感之外，接地隔离层还会降低电感的自谐振频率。

9.增加电感长度不仅可以增加电感值还可以增加Q值，但是是以面积为代价的，进一步增加时，Q值会下降，因为增加面积会增加衬底损耗；

增加线宽会导致电感值急剧下降，因为增加金属线宽会导致金属之间的互感减小，而且增加金属线宽对片上电感的Q值提高是非常有限的。

增加金属线间间距会使得电感值和Q值急剧下降，所以应该选用最小的金属间距；

刚开始增加金属线的圈数，电感值和Q值会迅速提高，但是增加到一定量的时候电感值就基本不增加了，Q值也开始下降，这时因为磁场引起的涡流在电感中心最强，而靠近中心的金属线圈由于面积小，对电感量贡献有限，但是涡流效应却会给电感引入极大的损耗。这就是使用空心螺旋电感的原因。一般来说内径与外径大概1:3的比例最优。

10.长度为1mm的键合线电感在低频时约为1nH电感，但是在高频时将下降。

11. 对于差分信号来说，变压器的两个外部端口的有效电感为：

                    L_diff = (1+K₁₂)L_1,2  

其中K₁₂为电感耦合系数，对于共模信号来说，有限电感为：

                L_com = (1-K₁₂)L_1,2

12.互感M与耦合系数之间的关系为：

           K₁₂ = M/(L₁L₂)^1/2

13.容抗管包括：反向二极管，调谐范围小，Q值高，线性度高，电容随电压变化较平缓；

MOS晶体管：工作在反型区的MOS管可以做容抗管；