最近几年,无线事业及集成电路行业的飞速成长,使得射频集成电路得到了极大的进步。电感是射频电路的主要的无源器件,其特性好坏将会极大的影响射频电路的功能实现。片上螺旋电感的使用最为普遍,但该电感面积较大、品质因数低,其性能将直接影响电路的整体性能,因此对其进行研究分析有深远的意义。本文首先阐述了片上螺旋电感基本的定义及性能参数,并研究了电感的高频寄生效应及损耗机制。在此理论基础上分析了工艺和结构参量对电感性能的影响,并优化设计了几种新型的电感结构,包括渐变电感、多电流路径电感、差分螺线管电感等。本文在保持电感的面积不变的情况下,使得电感的金属线宽及金属间间距渐变,以降低内圈电感的高频寄生电阻,以改善电感的性能。渐变电感可以在维持电感感值的情况下,使得电感品质因数的最大值增加了17%。为降低高频趋肤效应及邻近效应对片上螺旋电感的影响,将电感的金属线条分割成多条电流路径,并仅在电感的端口处并联,即可以降低低频电阻,又可以抑制高频时的高频电阻。为了减小传统的差分螺旋管电感的层间电容,本文提供了一种改进的差分结构螺线管电感。该电感改变了多层线圈的连线方式,使得电压差相差较大的电感线圈在垂直方向上的间距加大,从而减小了层间线圈电容,电感的自谐振频率提高大约4.5GHz。本文使用JAZZ 0.18um SiGe工艺设计了超宽带低噪声放大器(LNA),讲述了电路的性能参数及电路结构,并将本文优化设计的渐变结构电感运用于该电路中,对该低噪声放大器进行了模拟仿真,并由仿真结果分析渐变结构电感的优化效果。输入匹配网络中的电感采用渐变结构,该结构能够有效的降低高频寄生电阻,使得高频段的噪声系数降低;渐变电感的高频特性较好,输入端的电感采用渐变结构,能够实现较好的高频段阻抗匹配;负载端的并联峰值结构电感采用渐变结构,该结构具有较小的寄生电容,使得电路增益提高,增益的平坦度改善。结果表明,渐变电感能够有效的改善低噪声放大器高频段的性能,高频段匹配较好,高频增益增大,平坦度改善,高频时噪声系数最大降低了0.1dB。最终得出采用渐变结构电感的超宽带低噪声放大器的仿真结果:输入反射系数<-16dB,输出反射系数<-15dB,增益为21.75±0.45dB,反向隔离度<-50dB,噪声系数<3.3dB。