Substrat IC - Sirkuit integrasi gelombang mikro monolitik

Sirkuit terpasang mikrogelombang monolitik adalah peranti sirkuit terpasang (IC) yang berfungsi pada frekuensi mikrogelombang (300 MHz hingga 300 GHz). Peranti ini biasanya melakukan fungsi seperti campuran gelombang mikro, amplifikasi kuasa, amplifikasi bunyi rendah, dan penggantian frekuensi tinggi. Input dan output pada peranti sirkuit integrasi gelombang mikro-satu cip biasanya sepadan dengan impedance karakteristik 50 ohms. Ini membuatnya lebih mudah digunakan, kerana sirkuit terpasang mikrogelombang monolitik berkaskad tidak memerlukan rangkaian yang sepadan luaran. Selain itu, kebanyakan peralatan ujian gelombang mikro dirancang untuk beroperasi dalam persekitaran 50-ohm.

Kadang-kadang juga dikenali sebagai Radio Frekuensi Lingkaran Terintegrasi (RFIC), ia adalah jenis peranti amplifikasi frekuensi tinggi yang telah muncul dengan pembangunan teknologi pembuatan setengah konduktor, terutama peningkatan aras kawalan doping ion dan dewasa teknologi pengangkutan diri transistor. Dalam jenis peranti ini, setiap penentang yang digunakan sebagai komponen balas balik dan bias DC mengadopsi penentang filem tipis dengan ciri-ciri frekuensi tinggi dan dipakai pada cip bersama dengan setiap peranti aktif, membuat hampir tiada sambungan antara komponen, dengan itu mengurangkan induktansi sirkuit dan mengurangkan kapasitas yang disebarkan. Oleh itu, ia boleh digunakan dalam penyampai sirkuit terpasang mikrogelombang-tunggal dengan frekuensi operasi tinggi dan lebar band.

Sirkuit integri mikrogelombang monolitik adalah sangat kecil dalam saiz (dari 1 milimeter kuasa dua hingga 10 milimeter kuasa dua) dan boleh dihasilkan-massa, menjadikan peranti frekuensi tinggi seperti telefon bimbit popular. Sirkuit terpasang mikrogelombang monolitik dimuat asalnya menggunakan arsenid galium (GaAs), jenis semikonduktor komponen III-V. Berbanding dengan bahan silikon tradisional (Si) yang digunakan untuk melaksanakan ICs, ia mempunyai dua keuntungan asas: kelajuan peranti (transistor) dan substrat setengah-isolasi. Kedua-dua faktor ini berkontribusi kepada rancangan fungsi sirkuit frekuensi tinggi. Namun, sebagaimana saiz karakteristik transistor menurun, kelajuan teknologi berasaskan Si bertambah secara perlahan-lahan, dan kini teknologi Si juga boleh digunakan untuk menghasilkan sirkuit terintegrasi mikrogelombang monolitik. Keuntungan utama teknologi Si adalah biaya penghasilan yang lebih rendah dibandingkan dengan GaAs. Diameter wafer silikon lebih besar, menghasilkan biaya cip yang lebih rendah, yang membantu mengurangi biaya ICs.

Penggunaan Lingkaran Terintegrasi Microwave Monolitik

Sirkuit mikrogelombang monolitik telah menjadi pilar penting dalam pembangunan pelbagai senjata teknologi tinggi, dan telah digunakan secara luas dalam pelbagai rudal taktik maju, perang elektronik, sistem komunikasi, darat, laut, dan radar tatasusunan berasaskan udara (terutama radar udara dan angkasa). Mereka juga digunakan dalam telefon bimbit, komunikasi tanpa wayar, rangkaian komunikasi satelit peribadi, dan sistem posisi global Pasar besar sedang berkembang dengan cepat di kawasan seperti penerimaan satelit langsung dan sistem pengelakan kolasi automatik gelombang milimeter.

Karakteristik Lingkaran Terintegrasi Microwave Monolitik

1) Kerana pergerakan elektron tinggi, jarak bandgap lebar, julat suhu operasi lebar, dan prestasi penghantaran mikrogelombang yang baik bahan substrat seperti GaAs dan InP, litar mikrogelombang terintegrasi monolitik mempunyai ciri-ciri kehilangan sirkuit rendah, bunyi rendah, band frekuensi lebar, julat dinamik besar, kuasa tinggi, efisiensi tambahan tinggi, Dan perlawanan kuat terhadap radiasi elektromagnetik.

2) Sirkuit mikrogelombang tunggal mempunyai rancangan fleksibel, ketepatan komponen tinggi, dan beberapa petunjuk dan kongsi askar. Berbanding dengan sirkuit gelombang mikrogelombang/milimeter yang dibuat dari komponen diskret atau sirkuit hibrid, mereka mempunyai keuntungan seperti saiz kecil, berat ringan, kepercayaan tinggi, band frekuensi operasi lebar, dan konsumsi kuasa rendah. Mereka boleh digunakan dalam sistem perang elektronik terintegrasi, radar terbuka sintetik di udara, terminal sistem komunikasi satelit, dan peranti kawalan terminal peluru yang dipandu ketepatan.

Menurut perbezaan dalam bahan-bahan pembuatan dan struktur sirkuit dalaman, sirkuit integrasi mikrogelombang monolitik boleh dibahagi kepada dua kategori: satu adalah MMICs berdasarkan transistor silikon, dan yang lain ialah sirkuit integrasi mikrogelombang monolitik berdasarkan transistor-efek medan arsenid galium (GaAs FETs). Sirkuit integrasi mikrogelombang monolitik jenis GaAs FET mempunyai ciri-ciri frekuensi operasi tinggi, julat frekuensi lebar, julat dinamik besar, dan bunyi rendah, tetapi ia mahal dan oleh itu mempunyai sedikit aplikasi; Sirkuit mikrogelombang tunggal terpasang silikon transistor mempunyai prestasi yang baik, penggunaan yang selesa, dan harga rendah, membuat ia digunakan secara luas.