近年来,随着移动通信和无线局域网等各类无线技术的飞速发展,在移动通信系统的收发及阻抗匹配等模块中,片上螺旋电感以其噪声小、成本低和易于集成等优点已经部分取代分立电感,并预期最终实现射频芯片中的电感全集成。鉴于片上螺旋电感在硅基射频集成电路中的关键作用,本论文在综合电感性能完成设计的基础上,研究了片上螺旋电感的射频电感值计算方法,并应用该算法实现了射频滤波电路中电感的优化设计。当前各类主流的电感值算法大都仅计算近直流区域的低频电感值,而在实际的射频电路中,大多数情况下片上电感都工作在频率较高的射频区,即根据算法设计得到的电感值与实际工作电感值有较大误差。由相关电磁场模拟仿真数据可知,随着频率升高,片上电感的电感值会逐渐增大,在最大Q值频点处的射频电感值与其低频电感值的相对误差可以达到15～20%,有的甚至更高。因而针对射频片上螺旋电感元件的设计和集成应用,研究总结精确高效的射频电感值计算理论并实现该算法,意义重大。本论文首先通过优化信号输入引线宽度来提高电感Q值,并通过优化电感线圈宽度间距比w/s提高电感综合性能。在此优化设计的基础上,分析电感值计算理论,提出了基于低频电感值L_o、自谐振频率f_r、工作频率f_w以及衬底材料影响因子β的射频电感值计算闭合公式,在验证其有效性和精确性后,用于指导片上螺旋电感在LC滤波电路中的应用。本论文采用常规CMOS工艺,在多种衬底上制备了一系列片上螺旋电感样品。通过测试数据与闭合公式的拟合结果比对,表明通过本论文提出的射频电感值计算方法得到的射频电感值与实测数据间的相对误差均小于5%,以表4.3(见正文第44页)中的实验电感样品E1为例,其相对误差仅为0.98%。通过模拟仿真数据比对,表明由射频电感值计算方法指导设计的LC滤波电路的频率特性有明显的改善。本论文提出的提高电感Q值及优化电感综合性能的方法合理可行,片上螺旋电感射频电感值的计算方法有效、准确。