Monolitik mikrodalga entegre devresi - Monolithic microwave integrated circuit

Bir GaAs MMIC'nin fotoğrafı (2–18 GHz'lik bir üst dönüştürücü)
MMIC MSA-0686.

Monolitik mikrodalga entegre devre veya MMIC (bazen "mimik" olarak telaffuz edilir), mikrodalga frekanslarında (300 MHz ila 300 GHz) çalışan bir tür entegre devre (IC) cihazıdır . Bu cihazlar tipik olarak mikrodalga karıştırma , güç amplifikasyonu, düşük gürültülü amplifikasyon ve yüksek frekanslı anahtarlama gibi işlevleri yerine getirir . MMIC cihazlarındaki girişler ve çıkışlar, sıklıkla 50 ohm'luk bir karakteristik empedansa eşleştirilir . Bu, MMIC'lerin basamaklandırılması için harici bir eşleştirme ağı gerektirmediğinden, kullanımlarını kolaylaştırır . Ek olarak, çoğu mikrodalga test ekipmanı 50 ohm'luk bir ortamda çalışacak şekilde tasarlanmıştır.

MMIC'ler boyutsal olarak küçüktür (yaklaşık 1 mm²'den 10 mm²'ye kadar) ve seri üretilebilir, bu da cep telefonları gibi yüksek frekanslı cihazların çoğalmasına olanak sağlamıştır . MMIC'ler orijinal olarak bir III-V bileşik yarı iletken olan galyum arsenit (GaAs) kullanılarak üretildi . IC gerçekleştirme için geleneksel malzeme olan silikona (Si) göre iki temel avantajı vardır : cihaz ( transistör ) hızı ve yarı yalıtkan bir alt tabaka . Her iki faktör de yüksek frekanslı devre fonksiyonlarının tasarımına yardımcı olur. Bununla birlikte, transistör özellik boyutları küçüldükçe Si tabanlı teknolojilerin hızı giderek arttı ve MMIC'ler artık Si teknolojisinde de üretilebilir. Si teknolojisinin birincil avantajı, GaAs ile karşılaştırıldığında daha düşük üretim maliyetidir. Silikon gofret çapları daha büyüktür (GaAs için 4" ila 8" ile karşılaştırıldığında tipik olarak 8" ila 12") ve gofret maliyetleri daha düşüktür, bu da daha ucuz bir IC'ye katkıda bulunur.

Başlangıçta, MMIC'ler aktif cihaz olarak metal yarı iletken alan etkili transistörler (MESFET'ler) kullandılar. Daha yakın zamanlarda yüksek elektron hareketli transistörler (HEMT'ler), psödomorfik HEMT'ler ve heterojunction bipolar transistörler yaygınlaştı.

İndiyum fosfit (InP) gibi diğer III-V teknolojilerinin kazanç, daha yüksek kesme frekansı ve düşük gürültü açısından GaA'lara üstün performans sunduğu gösterilmiştir. Bununla birlikte, daha küçük gofret boyutları ve artan malzeme kırılganlığı nedeniyle daha pahalı olma eğilimindedirler.

Silisyum germanyum (SiGe), geleneksel Si cihazlarından daha yüksek hızlı transistörler sunan ancak benzer maliyet avantajlarına sahip Si tabanlı bir bileşik yarı iletken teknolojisidir.

Galyum nitrür (GaN), MMIC'ler için de bir seçenektir. GaN transistörleri, GaAs transistörlerinden çok daha yüksek sıcaklıklarda çalışabildikleri ve çok daha yüksek voltajlarda çalışabildikleri için mikrodalga frekanslarında ideal güç yükselteçleri yaparlar.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  • Pratik MMIC Tasarımı , Steve Marsh, Artech House tarafından yayınlandı ISBN  1-59693-036-5
  • RFIC ve MMIC Design and Technology , editörler ID Robertson ve S. Lucyszyn, IEE (Londra) tarafından yayınlandı ISBN  0-85296-786-1