Монолитная интегральная схема СВЧ

Монолитная микроволновая интегральная схема , или MMIC (иногда произносится как «имитационная»), представляет собой тип устройства на интегральной схеме (ИС), работающего на микроволновых частотах (от 300 МГц до 300 ГГц). Эти устройства обычно выполняют такие функции, как смешивание микроволнового излучения , усиление мощности, малошумящее усиление и высокочастотное переключение. Входы и выходы устройств MMIC часто согласованы с характеристическим сопротивлением 50 Ом. Это упрощает их использование, поскольку для каскадного подключения MMIC не требуется внешняя согласующая сеть . Кроме того, большая часть микроволнового испытательного оборудования рассчитана на работу в среде с сопротивлением 50 Ом.

MMIC имеют небольшие размеры (около 1 мм). ² до 10 мм ²) и могут производиться серийно, что позволило распространить высокочастотные устройства, такие как сотовые телефоны . Первоначально ММИЦ изготавливались с использованием арсенида галлия (GaAs), полупроводникового соединения III-V . Он имеет два фундаментальных преимущества перед кремнием (Si), традиционным материалом для реализации ИС: быстродействие устройства ( транзистора ) и полуизолирующая подложка . Оба фактора помогают при проектировании функций высокочастотных цепей. Однако скорость технологий на основе Si постепенно увеличивалась по мере уменьшения размеров элементов транзисторов, и теперь MMIC также можно изготавливать по технологии Si. Основным преимуществом технологии Si является более низкая стоимость изготовления по сравнению с GaAs. Диаметр кремниевых пластин больше (обычно от 8 до 12 дюймов по сравнению с 4–8 дюймов для GaAs), а стоимость пластин ниже, что способствует снижению стоимости ИС.

Первоначально в MMIC использовались металл-полупроводниковые полевые транзисторы в качестве активного устройства (MESFET). В последнее время транзисторы с высокой подвижностью электронов (HEMT), псевдоморфные HEMT и биполярные транзисторы с гетеропереходом стали широко распространены .

Было показано, что другие технологии III-V, такие как фосфид индия (InP), превосходят GaAs по характеристикам с точки зрения усиления, более высокой частоты среза и низкого уровня шума. Однако они также имеют тенденцию быть более дорогими из-за меньших размеров пластин и повышенной хрупкости материала.

Кремний-германий (SiGe) — это технология полупроводниковых соединений на основе кремния, предлагающая более быстродействующие транзисторы, чем обычные кремниевые устройства, но с аналогичными ценовыми преимуществами.

Нитрид галлия (GaN) также является вариантом для MMIC. ^[1] Поскольку GaN-транзисторы могут работать при гораздо более высоких температурах и гораздо более высоких напряжениях, чем GaAs-транзисторы, они являются идеальными усилителями мощности на микроволновых частотах.

См. также

Ссылки

Практический дизайн MMIC , Стив Марш, опубликовано Artech House ISBN 1-59693-036-5
RFIC и MMIC Design and Technology , редакторы И.Д. Робертсон и С. Луцишин, опубликовано IEE (Лондон) ISBN 0-85296-786-1

^ «Отсрочка для закона Мура: чип milspec пишет следующую главу вычислений» . Арс Техника . 09.06.2016 . Проверено 14 июня 2016 г.

[at-2016-radar-1] «Отсрочка для закона Мура: чип milspec пишет следующую главу вычислений» . Арс Техника . 09.06.2016 . Проверено 14 июня 2016 г.

[1]