Подложка ИС - монолитная микроволновая ИС

Моноличные микроволновые ИС представляют собой устройства с интегральными схемами (ИС), работающие на микроволновых частотах (от 300 МГц до 300 ГГц). Эти устройства обычно выполняют такие функции, как микроволновое смешивание, усиление мощности, усиление с низким уровнем шума и высокочастотные переключатели. Входы и выходы на устройствах с монолитными микроволновыми ИС обычно соответствуют характеристическому сопротивлению 50 Ом. Это делает их более простыми в использовании, поскольку каскадные монолитные микроволновые интегральные схемы не требуют внешней сети соответствия. Кроме того, большинство микроволновых испытательных устройств предназначены для работы в условиях 50 Ом.

Иногда называемый радиочастотными интегральными схемами (RFIC), высокочастотный усилитель, появившийся с развитием технологии производства полупроводников, особенно с повышением уровня управления ионным легированием и зрелостью технологии самосборки транзисторов. В устройствах этого типа каждый резистор, используемый в качестве компонента обратной связи и смещения постоянного тока, использует тонкопленочный резистор с высокочастотными характеристиками и инкапсулируется на чипе с каждым активным устройством, в результате чего между компонентами практически нет соединений, что минимизирует индуктивность схемы и минимизирует распределенную емкость. Таким образом, он может использоваться в монолитных микроволновых интегральных усилителях с высокой рабочей частотой и высокой пропускной способностью.

Небольшие размеры монолитных микроволновых интегральных схем (от 1 до 10 квадратных миллиметров) позволяют производить их в больших масштабах, что делает высокочастотные устройства, такие как мобильные телефоны, популярными. Моноличные микроволновые интегральные схемы были первоначально изготовлены с использованием арсенида галлия (GaAs), который является полупроводником соединения III - V. По сравнению с традиционным материалом кремния (Si), используемым для реализации IC, он имеет два основных преимущества: скорость устройства (транзистора) и полуизоляционная подложка. Оба эти фактора способствуют проектированию высокочастотных схем. Тем не менее, с уменьшением характеристик транзисторов скорость технологии на основе кремния постепенно ускоряется, и теперь кремниевая технология также может быть использована для создания монолитных микроволновых интегральных схем. Основным преимуществом технологии Si по сравнению с GaAs является ее низкая стоимость производства. Кремниевые пластины имеют больший диаметр, что снижает стоимость чипа, что помогает снизить стоимость IC.

Применение монолитных микроволновых интегральных схем

Однополосные микроволновые интегральные схемы стали важной опорой для разработки различных высокотехнологичных вооружений и широко используются в различных передовых тактических ракетах, системах электронной войны, системах связи, наземных, морских и воздушных радарах с фазированной решеткой (особенно бортовых и бортовых радарах). Они также используются в мобильной телефонной связи, беспроводной связи, сетях персональной спутниковой связи и глобальных системах определения местоположения.

Особенности монолитных микроволновых ИС

1) Поскольку подложечные материалы, такие как GaAs и InP, обладают высокой подвижностью электронов, широкополосным зазором, широким диапазоном рабочих температур и хорошими характеристиками микроволновой передачи, монолитные микроволновые интегральные схемы имеют характеристики низкой потери схемы, низкого шума, широкополосного диапазона, большого динамического диапазона, высокой мощности и высокой дополнительной эффективности, Сильная сопротивляемость электромагнитному излучению.

2) Гибкая конструкция монолитных микроволновых интегральных схем, высокая плотность элементов, меньше выводов и точек сварки. По сравнению с микроволновыми / миллиметровыми волновыми схемами, изготовленными из дискретных элементов или гибридных схем, они имеют преимущества небольшого размера, легкого веса, высокой надежности, ширины рабочей полосы частот и низкого энергопотребления. Они могут использоваться для интеграции систем радиоэлектронной борьбы, бортовых РЛС с синтезированной апертурой, терминалов систем спутниковой связи и оборудования управления терминалами высокоточных боеприпасов.

В зависимости от конструкции производственных материалов и внутренних схем монолитные микроволновые интегральные схемы можно разделить на две категории: MMIC на основе кремниевых транзисторов и монолитные микроволновые интегральные схемы на полевом транзисторе арсенида галлия (GaAs FET). Уникальные микроволновые интегральные схемы типа GaAs FET имеют характеристики высокой рабочей частоты, широкого диапазона частот, большого динамического диапазона и низкого шума, но дорогостоящие и менее прикладные; Силиконовые транзисторные монолитные микроволновые интегральные схемы имеют отличную производительность, удобный в использовании, недорогой и широкий спектр применений.