|
電感是電子電路阻止電流改變的一種性質(zhì)。注意“改變”一詞的物理意義，這點非常重要，有點像力學(xué)中的慣性。一個電感器被用在磁場中儲存能量，你會發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象非常重要。為了理解電感的概念，必須了解三個物理現(xiàn)象： （1）當(dāng)一個導(dǎo)體相對磁場運動時，導(dǎo)體中會感生電流。從而在導(dǎo)體的兩端會產(chǎn)生感生電動勢。 （2）當(dāng)導(dǎo)體處在變化的磁場中，導(dǎo)體內(nèi)部會產(chǎn)生感生電流。像第一種情況一樣，導(dǎo)體內(nèi)也會產(chǎn)生感生電動勢。 （3）當(dāng)導(dǎo)體中有電流流動時，導(dǎo)體周圍會產(chǎn)生磁場。 根據(jù)楞次定律．電路中的感生電動勢是描述電路中抵消或補償其自身的增加或減少的一個物理量。從這個原理出發(fā)，會有以下效應(yīng)： （1）無論導(dǎo)體和磁場發(fā)生相對運動還是磁場變化，都會產(chǎn)生感生電流。感生電流的方向是其激發(fā)的磁場與原磁場的變化趨勢相反的方向。 （2）導(dǎo)體中電流改變時，由此電流激發(fā)的磁場會發(fā)生變化，磁場的變化會感生新的電流以阻礙原電流的變化。 （3）由電流變化感生的電動勢與產(chǎn)生電流變化的電勢的極性相反。 電感的單位是亨E［利］（H）。如果導(dǎo)體中的電流以IA／s的速率變化，會感生IV的電動勢，那么此導(dǎo)體的電感就為1H。這個關(guān)系可以表示為: V=L(ΔI/Δt) 式中，V為感生的電動勢，V；L為電感，H；r為電流，A；t為時間，s；△為微小改變量。 亨E［利］這個單位適用于在直流電源供電的連續(xù)濾波腔體中使用的電感器，但對于射頻和中頻電路來說，它的量綱太大了。在這些電路中通常使用的是輔助單位毫亨（mH）和微亨（μH）。它們之間的換算關(guān)系是： 1H=1000mH=1000000μH 所以， 1mH＝10-3H， 1μH＝10-6H 這里有一個值得注意的現(xiàn)象叫做自感：當(dāng)電路中的電流變化時，電流激發(fā)的磁場也相應(yīng)變化。磁場的變化會感生一個反向電流阻礙原電流的變化。這個感生電流也會產(chǎn)生一個電動勢，稱作反向電動勢。和其他形式的電感一樣，自感的單位也是亨E［利］和它的輔助單位。 雖然電感的概念涉及一系列現(xiàn)象，但是單獨使用時通常是指自感。所以，本章中的討論除非特別說明（比如互感等），電感都是指自感。不過要記住：該專業(yè)術(shù)語擁有比一般理解更多的含義。 |
|
IBM使用石墨烯制造模擬IC，與電感器等實現(xiàn)“混載” — —制作出了最大工作帶寬超過10GHz的混頻器IC 美國IBM公司于當(dāng)?shù)貢r間2011年6月9日宣布，在SiC晶元上集成使用石墨烯作為通道的晶體管（GFET）和電感器，制作出了最大工作帶寬超過10GHz的混頻器IC。詳細內(nèi)容已經(jīng)在2011年6月10日的學(xué)術(shù)雜志《科學(xué)》（Science）上發(fā)表（論文）。 混頻器是無線通信電路中用于調(diào)制頻率的重要電路。這次的混頻器IC由1個柵極長為550nm的GFET、2個電感器以及4個端子焊盤組成。電感器采用了當(dāng)局部振蕩器（LO）的頻率為5GHz左右時，轉(zhuǎn)換損耗最小的設(shè)計。1枚芯片的尺寸約為900μm×600μm。 工作情況基本與設(shè)計相符，在輸入4GHz LO頻率和3.8GHz模擬信號時，輸出了7.8GHz的頻率和以及200MHz的頻率差。高次諧波在與GFET連接的電感器上獲得了大幅衰減。 該IC的寄生電容影響和特性溫度依賴性較小。而且還具備無需外置被動部件的特征。溫度依存性更是遠小于一般的混頻器IC，即使把溫度從300K提高到400K，轉(zhuǎn)換損耗的變化也不到1dB，無需補償電路。當(dāng)LO頻率為4GHz時，轉(zhuǎn)換損耗為27dB。 論文指出在此之前，能夠在數(shù)GHz下工作的混頻器已經(jīng)有基于GaAs的類型。GaAs混頻器在LO為1.95GHz時，轉(zhuǎn)換損耗為7dB。但另一方面，由于無法混載電感器等元件，因此需要外置被動部件。 使用SiC熱分解法制造GFET 使用GFET制作混頻器電路此前也曾有過先例。但形成石墨烯薄膜的方法大多是利用膠帶從石墨上剝離石墨烯的機械式剝離法和CVD法。而且，使用這些方法時，GFET呈現(xiàn)兩極性，會根據(jù)加載的柵極電壓，轉(zhuǎn)變?yōu)閚型或p型。 此次，IBM使用SiC分解法，在SiC晶元上形成了2～3層石墨烯薄膜。此時，GFET只顯示n型特性。 SiC熱分解法是把SiC基板的表面加熱到1400℃以上，只使Si脫離的方法。在形成石墨烯薄膜后，向其表面涂布PMMA，進而形成HSQ（hydrogen silsesquioxane）薄膜的。此時，使用電子光束（EB），通過光刻形成圖案。當(dāng)EB照射到HSQ時，會產(chǎn)生氧等離子。氧等離子與石墨烯的C發(fā)生反應(yīng)，從而形成圖案。 端子焊盤和柵極電極使用的是Pd和Au，GFET的絕緣層使用的是Al2O3。電感器是疊加Al層之后，通過利用EB形成圖案制成的。 --來源：技術(shù)在線 |
