微波集成电路学习资料3:微波混合集成电路
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第1章绪论微波电路开始于40年代应用的立体微波电路[1],它是由波导传输线、波导元件、谐振腔和微波电子管组成。
随着微波固态器件的发展以及分布型传输线的出现,60年代初,出现了平面微波电路,它是由微带元件、集总元件、微波固态器件等利用扩散、外延、沉积、蚀刻等制造技术将这些无源微波器件和有源微波元件制作在一块半导体基片上的微波混合电路[2],即HMIC。
它属于第二代微波电路。
与以波导和同轴线等组成的第一代微波电路相比较,它具有体积小、重量轻等优点,避免了复杂的机械加工,而且易与波导器件,铁氧体器件连接,可以适应当时迅速发展起来的小型微波固体器件。
又由于其性能好、可靠性强、使用方便等优点,因此即被用于各种微波整机,并且在提高军用电子系统的性能和小型化方面起了显著的作用[3]。
70年代,GaAs材料制造工艺的成熟,对微波半导体技术的发展有着极为重要的影响。
GaAs材料的电子迁移率比Si高七倍,而且漂移速度也比Si高的多,这种高频高速性能是由其材料特性决定的。
又由于GaAs材料的半绝缘性(其电阻率可达105Ω/cm)可以不需要采用特殊的隔离技术而将平面传输线,所以无源元件和有源元件集可以成在同一块芯片上,更进一步地减小了微波电路的体积。
正是由于GaAs技术的问世与GaAs材料的特性而促成了由微波集成电路向单片集成电路的过渡。
与第二代的微波混合电路HMIC相比较,MMIC的体积更小、寿命更长、可靠性高、噪声低、功耗小、工作的极限频率更高等优点。
例如在在HMIC与MMIC就高增益放大器的比较中可以发现(见表1-1)[4]:放大器的尺寸,MMIC元件数,连线接头数均比要HMIC少,且二者的电器性能相近,MMIC的极限频率和增益要比HMIC大。
因此,受到广泛的重视。
尽管MMIC技术发展很快,但至今为止仍然存在这某些互联困难。
某些性能指标的常规电路元件不能制造,开发费用高等问题。
我国MMIC受到投资不足,技术水平低等条件的限制,发展一直比较缓慢。
参考书目:1、微波集成电路国防工业出版社2、毫米波工程基础薛良全国防工业出版社3、Radio Frequency and Microwave Electronics Illustrated4、RF Circuit Design Theory and Application 科学出版社5、Secrets of RF Circuit Design 电子工业出版社本门课程主要讲述固态器件在微波、毫米波电路中的基本工作原理和技术,另外再补充介绍一些微波毫米波固态电路中的新进展(MMIC、MCM等等)。
教材主要分为三部分:1)传输线与电路、半导体物质基本原理的回顾(2、3、4章)2)二端固态器件应用(5、6、8、9、10、11章)3)三端固态器件、电路和应用(12、13、14、15、16章)另外,第7章介绍接收机设计中涉及的噪声系数和其它一些系统参数。
Chap.1 Introduction微波技术适用的频率范围为300MHz~300GHz.1.1 HISTORY OF MICROW A VE SOLID-STATE DEVICE AND CIRCUITS在二十世纪六十年代以前,微波电路与设备基本上都是由波导、同轴线和真空电子器件组成,在六十年代,微波领域有两上较大的技术变革:一、研制出多种微波固态有源器件。
二、微波平面传输线的深入研究与实用化。
Microwave solid-state active devices.比如:1)Varactors:主要用于倍频和参量放大。
Gunn device、IMPATT diode:用于负阻振荡。
PIN :开关。
2)bipolar transistor 工作范围一般在4GHz 以下。
GaAs MESFET (metal-semiconductor field-effect transistor )可用至100GHz 。
二级电子气的HEMT (high electron mobility transistor )和异质结场效应管HFET (heterojunction FET ),目前在100G 范围内占主导地位。
在当今的智能手机、平板电脑、无人驾驶汽车等高科技产品中,微波混合集成电路和单片集成电路一直扮演着关键的角色。
它们是现代电子设备中不可或缺的组成部分,为设备的高性能和高效率提供了坚实的基础。
本文将从深度和广度层面对微波混合集成电路和单片集成电路进行全面评估,并据此撰写一篇有价值的文章,帮助读者更深入地理解这两个重要的电子技术。
1. 微波混合集成电路微波混合集成电路是一种在微波频率范围内工作的集成电路。
它主要用于无线通信系统、雷达系统和卫星通信系统等领域。
微波混合集成电路能够实现高频信号的变换、合成和放大,为无线通信系统的稳定运行提供了强大支持。
1.1 微波混合集成电路的组成微波混合集成电路通常由混频器、放大器、滤波器、耦合器和功率分配器等组件组成。
这些组件通过精密的工艺和复杂的布局,实现了对高频信号的精确处理和控制,为系统的性能提升奠定了坚实基础。
1.2 微波混合集成电路的应用微波混合集成电路广泛应用于5G通信系统、毫米波雷达系统、卫星通信系统等高频率设备中。
它们能够实现信号的变频、合成和放大,为高频信号的处理提供了重要支持。
1.3 个人观点和理解从我个人的角度来看,微波混合集成电路在现代无线通信系统中扮演着至关重要的角色。
它们为高频信号的处理和传输提供了坚实的技术支持,为无线通信技术的发展贡献了重要力量。
2. 单片集成电路单片集成电路是把整个电路集成在一块单一的硅片上,它是现代电子设备中最常见的集成电路类型之一。
单片集成电路能够实现复杂的功能,包括了逻辑运算、存储、数字信号处理等,为现代电子设备的高性能提供了重要保障。
2.1 单片集成电路的组成单片集成电路通常由晶体管、电阻、电容、存储器单元和控制逻辑单元等组件组成。
这些组件通过微电子制造工艺,实现了对复杂功能的高度集成,为电子设备的智能化提供了坚实基础。
2.2 单片集成电路的应用单片集成电路广泛应用于微处理器、存储器、通讯芯片等各种电子设备中。
微波混合集成电路单片集成电路微波混合集成电路单片集成电路1. 引言在当今的通信和电子领域,微波混合集成电路和单片集成电路无疑是两个备受关注的重要主题。
微波混合集成电路是指将微波集成电路与其他传输媒介相结合,以实现信号的混合、变频、放大等功能。
而单片集成电路则是指集成了大量电子元器件和电路功能的微型芯片,是现代电子设备中的核心之一。
本文将围绕这两个主题展开深入探讨,并分享个人观点和理解。
2. 微波混合集成电路微波混合集成电路是微波通信系统中的关键组成部分,具有较高的频率和带宽特性,常用于雷达、通信和射频前端等领域。
其核心技术包括微带线、耦合器、滤波器、放大器等。
在微波混合集成电路中,微带线起着连接和传输信号的作用,耦合器用于信号的耦合和分配,滤波器用于滤波和频率选择,放大器用于信号的放大和增益控制。
3. 单片集成电路单片集成电路是现代电子设备中不可或缺的部分,它将大量的电子元器件和电路功能集成在一个芯片上,实现了设备的小型化、轻便化和功能化。
单片集成电路广泛应用于计算机、智能手机、家电、车载电子等领域。
其核心技术包括MOS管、CMOS工艺、芯片设计、布线和封装等。
在单片集成电路中,MOS管是实现电路功能的基本元件,CMOS工艺为芯片提供了低功耗、高集成度的优势,芯片设计和封装则是确保芯片功能和性能的关键环节。
4. 个人观点和理解作为一名电子工程师,我对微波混合集成电路和单片集成电路有着深刻的理解和经验。
我认为微波混合集成电路的发展将会在雷达、通信和射频领域发挥更加重要的作用,其在高频率、高带宽等方面的优势将会得到更广泛的应用。
而单片集成电路的发展则将会进一步推动电子设备的智能化和功能化,为人们的生活和工作带来更多的便利和可能性。
5. 总结与展望通过本文的深入探讨,我对微波混合集成电路和单片集成电路有了更为全面、深刻和灵活的理解。
微波混合集成电路和单片集成电路作为电子领域中的重要主题,其发展将对通信、电子设备和信息技术产生深远的影响。