육각 나선형 박막 인덕터의 주파수 특성에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 무선 신호전송을 위한 비접촉 방식의 AC 커플링 기반 육각 나선형 박막 인덕터의 주파수 특성을 분석하였다. 사각 나선형 인덕터와 육각 나선형 인덕터에 대하여 권선수 변화, 도체 선 폭 및 선 간격을 변화에 따른 주파수 특성을 비교 분석하였다. 육각 나선형 인덕터는 사각 나선형 인덕터와 비교하여 동일한 인덕턴스를 갖기 위하여 더 많은 권선수를 갖게 되지만 전체적인 도선의 길이는 짧아지게 된다. 이는 자기인덕턴스는 감소하고 상호인덕턴스가 증가하여 전체적인 인덕턴스는 같은 값을 가질 수 있다. 또한 전체적인 도선의 길이가 짧아지고 자기저항이 감소하므로 품질계수와 자기공진주파수의 성능을 확보할 수 있다. 제안된 육각 나선형 박막 인덕터는 2GHz에서 3.54nH의 인덕턴스와 5.0GHz에서 최댓값 14.00의 품질계수를 가지며, 약 11.3GHz에서 자기공진주파수를 가진다. In this paper, we analyzed the frequency characteristics of hexagonal spiral thin-film inductor based on non-contact AC coupling for wireless signal transmission. We compared and analyzed the frequency characteristics of the rectangular spiral inductor and the hexagonal spiral inductor according to the number of turns, the line width and the line spacing of the conductor. Hexagonal spiral inductor has more number of turns to has the same inductance as rectangular spiral inductor, but the overall length of the conductors is shortened. This reduces the self inductance and increases the mutual inductance so that the overall inductance can have the same value. Also, since the overall length of the conductor is shortened and the magnetic resistance is reduced, the quality factor and the self-resonant frequency performance can be secured. The proposed hexagonal spiral thin-film inductor has the inductance of 3.54nH at 2GHz, the quality factor of max 14.00 at 5.0GHz and the self-resonant frequency at about 11.3GHz.