1.由于片上电感可以采用保护环和地屏蔽等方法进行电场屏蔽，使得电感附近的电路不受电感电场的影响。使用标准CMOS工艺，没有方法屏蔽电感磁场而不降低其性能，不可避免的要拉大电感与其他的电路间距，降低电感磁场的耦合，这样就增大了电感的实际芯片占有面积。

2.电感是磁能贮存元件，在自感基础上，通过不同电感线段之间的互感，相互增强实现较大的电感值。

3. 当一个线圈通过交变电流时，它产生的变化磁通量，必将在自己回路中激起感应电动势。这种因为线圈中变化的电流所产生的磁通量变化，而在线圈自身回路中激起感应电动势的现象，称为自感现象，这个电动势称为自感电动势。

4.电感损耗分析：

欧姆损耗，金属走线本身电阻，电流拥挤效应，电感与衬底之间的变压器效应都会增加电感的交流电阻；

电感与衬底之间的电容使得不同部位对应的衬底有压差而导致电容耦合衬底电流的产生，最终以焦耳热的形式消耗掉；

涡流效应，交变的磁场会在衬底感应出与电感电流方向相反的涡流，涡流产生的磁场与产生涡流的磁场方向相反，降低了磁通量，进而降低了电感值；涡流会以焦耳热的形式消耗掉。

5. 电感的串联直流电阻将随着温度的升高而增大。

6. 当交变电流通过导体时，由于导线周围存在电磁场，导线本身就会产生涡流，涡流的磁场会引起高频交变电流趋向导线表面，使导线横截面上电流的分布不均匀，即表面层上的电流密度最大，随着进入导体深度的增大而减小。这种现象称为趋肤效应。

7. 对于工艺优化金属互连线厚度，以及电路的设计人员大量通孔并联金属的层次增大金属的厚度，一个原则就是金属的总厚度（t_total）小于等于该工作频率（ω ）的金属趋肤深度（δ ）的两倍。

8. 由于临近金属的电流流动，产生的交变磁场会通过该金属。根据楞次定律，

该金属会产生涡流来抑制磁场的变化，该现象称为邻近效应。邻近效应在本质上

也是由于涡流引起的，与趋肤效应不同的是，趋肤效应是由流过电流的金属自身

电磁场引起的，而邻近效应是由临近的金属流过电流引起的，在无论有无电流流

过的临近金属产生电磁场引起的涡流。邻近效应的效果随着频率的增大加强。

9. 当两个金属靠近的时候，有电流流动的金属产生的磁场通过临近的金属，在该金属上产生涡流。如果两个金属都有电流，电流方向相同称为偶耦合，电流方向相反称为奇耦合。

10. 片上电感中相邻的两个线圈的电流被设计成相同的方向，相邻线圈是偶耦合方式，这样电流向相邻金属的非相邻边缘聚集。越是内圈，外在的磁场强度越大，

使得内圈的电流被推向靠近中心的线圈边缘；还有由于线圈是环路，中心对称的

线圈电流方向相反，使得以电感的中心对称的线圈之间是奇耦合，促使电流向线

圈的内半径方向聚集，尤其是在奇偶合渐强的内圈。

11. 交变的电感磁场会在衬底产生交变的涡流。涡流会将磁能转换来的电能以焦耳热的形式散发掉。涡流流动方向与电感中电流流动方向相反，使得涡流产生的磁场方向与电感产生的磁场方向相反，降低了电感值，也就降低了总体的电感磁能。

12. 衬底涡流与电感线圈中的电流、电感与衬底的互感、耦合系数成正比；衬底涡流随着衬底电阻的增大而降低；衬底涡流随着频率的升高而增大；衬底的涡流在电感线圈中产生的电流和电感原线圈的电流方向相同，相位相反；衬底的涡流在电感线圈中产生的电流和电感原线圈的电流相比可以忽略。

13. 一般的衬底都是接地电位的，电感的四周接上开路的接地环，用来吸收电感的电场，防止电感和附近的其他电路发生串扰，引入噪声。

14. 电容耦合引起的衬底电压与电感交流电压成正比，与电感的电流没有直接关

系，电感耦合引起的涡流与电感的电流成正比，与电感的电压没有直接关系，这

是区别衬底电容耦合与电感耦合的一个重要标志。

15. 电感和附近其他元器件的衬底耦合是通过两种方式进行的：电感的衬底电容

耦合电压与附近其他元件之间存在电压差，有压差就有电流流动；电感在衬底形

成的涡流影响其他临近电路。衬底的电场耦合可以通过接地环、衬底地屏蔽来降低。地屏蔽层对于磁场的屏蔽是有限的。电感的接地环的设计一定要设计成开路的结构，不能形成环路，防止在该环中形成涡流，从而降低电感的品质因数。

16. 因为金属铝的电阻和电感是串联关系，而衬底电阻和电感是并联关系，衬底电阻起着分流的作用。在高频的时候，衬底电阻的损耗与电感串联电阻相比起着主导作用。这样在低频，电感的品质因数随着温度的增加而降低，在高频，刚好相反。

17. 在同平面的两个线圈之间的耦合系数随着它们的间距增大而降低，在电感圈数较多的时候，采用中空的结构，使得外圈的电感半径和内圈的电感半径比值不大，增大耦合系数。采用中空的电感设计还有邻效应的缘故。

18. 采用pn 结衬底隔离可以降低电感与衬底之间的寄生电容，由于阱和扩散层的电阻小于衬底电阻，为了防止涡流的形成，pn 结还需要设计成类似金属地屏蔽的放射形状。。这样电感与衬底之间的耦合电容就是氧化层电容、pn 结电容与电感衬底电容的串联，就可以降低电感与衬底之间的等效电容。增大pn 结的反偏电压还可以进一步降低电感的C_{m_s}。

19. 在寄生电容要求非常小的情况下，尽量采用底层的地屏蔽层降低寄生

电容；

20. 采用pn 结电感衬底隔离能够在深入降低C_{m_s} 的同时降低衬底涡流、屏蔽电感电场到达衬底的作用。

21. 邻近效应涡流的大小与外加磁场强度成正比，这意味着外加的磁场强度越

大，该处金属的有效电阻越大。在平面螺旋电感中，内圈的磁场强度是外圈磁场强度的叠加，使得越是内圈外在磁场越强，邻近效应也就越大，为此建议采用中空的电感结构，避免相对大的内圈电路拥挤效应。

22. 平面螺旋电感相邻线圈之间的耦合属于偶耦合，电流的分布被推向相邻线圈

的非相邻边，但是由于内圈的外在的磁场强度越大，内圈的电流被推向靠近中心

的线圈边缘。越是内圈电流的拥挤越是严重，使得内圈的外半径边缘没有电流流

动，这样两个相邻线圈之间的有效电流距离被拉大，将线圈中没有电流的部分裁

掉，降低了相邻线圈之间的有效距离，增大了电流的耦合系数，进而增加了电感

的品质因数。

23．不等间距法实际上并没有直接降低电感的串联电阻，内圈的电阻还是比较

大。为此，从电感与衬底之间耦合电容的折中角度考虑，可以采用内圈金属并联

层数多，外圈金属并联层数少的方法，来降低内圈电阻大的问题。

24. 金属之间的最小距离是受工艺的设计规则限制的，为了增大耦合系数，通

常采用最小间距。

25. 一般的射频 CMOS 工艺，在几个GHZ 以内电感的主要损耗是其串连电阻，

在更高的频率电感的主要损耗是其衬底损耗。

26. 采用最底层的金属、多晶硅、n+扩散以及n阱等接地层平铺在电感的底部，

这样电感的电力线就会终止在屏蔽层上表面，不会进一步进入衬底。接地屏

蔽层的目的是屏蔽电场不是磁场屏蔽。屏蔽层在一定程度上会屏蔽磁场，降低电

感的性能。