高频软磁薄膜及平面电感仿真

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本文首先围绕高频软磁薄膜电感中的磁性薄膜进行了研究,探讨了多层膜代替单层膜的各种优势,系统的研究了[C043.3Fe34,2Zr22.5/Si02]n静态及动态下的磁学性能。通过实验表明,掺杂的Zr具有细化晶粒、改善薄膜软磁性能的作用。随着Zr含量的增加,Hce从23 Oe降为2 Oe,同时Ms随着Zr含量的增加线性下降。此外,将电感中的单层磁性薄膜用多层膜代替,不仅提高了薄膜的电阻率,抑制了薄膜的涡流损耗,降低为原来的1/n2,同时还具有良好的高频软磁性能,其共振频率达到2.32 GHz。用Si02作为中间层,能够调节多层膜的各向异性场,进而调节薄膜的铁磁共振频率,扩展薄膜电感的高频应用范围。其次,通过HFSS有限元电磁仿真软件对螺旋形薄膜电感进行了一些理论研究,本文主要研究了空心结构薄膜电感线圈的各个参量对电感值和品质因数的影响,以获得更加优异的性能。模拟结果表明,线间距、导线电阻和线圈匝数对电感的性能有密切关系。另外,对用不同性质的单层磁性薄膜覆盖的电感线圈进行了模拟,系统的研究了磁性薄膜的厚度、磁导率、铁磁共振及阻尼系数对电感性能的影响。在本文的平面螺旋电感结构中,单磁性薄膜能提高78%的电感值,磁性薄膜的阻尼系数越大,电感值和Q越小,且.fr制约着电感的最大工作频率上限。
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