СВЧ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА

Класс интегральных схем, выполняющих функции генерирования, усиления и преобразования электро-магн. колебаний в диапазоне СВЧ. СВЧ ИС являются разновидностью аналоговых ИС; в ряде случаев СВЧ ИС выполняют специфич. ф-ции, характерные для элементов приёмо-передающей СВЧ аппаратуры, в т. ч. такие виды преобразования СВЧ сигналов, как детектирование, модуляция, изменение фазы, преобразование частоты, деление и суммирование мощности.

В отличие от др. классов ИС, степень интеграции СВЧ ИС невелика - не свыше неск. десятков элементов на подложку (или кристалл), но кол-во разл. типов элементов, используемых в одной СВЧ ИС, обычно больше, а требования к точности их изготовления выше. Кроме того, связь между электрич. параметрами СВЧ ИС и параметрами её элементов, как правило, оказывается более сложной, чем в ИС др. классов. Поэтому при проектировании СВЧ ИС широко используют ЭВМ (см. Автоматизация проектирования изделий электронной техники).

Конструктивно СВЧ ИС отличаются от ИС др. классов тем, что в СВЧ ИС используются линии передачи. В основном это линии с двумерной (плоскостной) конфигурацией электродов. Чаще всего линиями передачи служат микро-полосковые линии, представляющие собой систему из узкого и широкого металлич. электродов, расположенных на противоположных сторонах тонкой (десятые доли мм) изолирующей подложки. Кроме микрополосковых линий в СВЧ ИС применяют и др. типы двухпроводных линий, например компланарные волноводы, у которых и узкий (сигнальный), и широкий (заземлённый) проводники лежат в одной плоскости на поверхности изолирующей подложки. Волновое сопротивление входных и выходных линий передачи СВЧ ИС обычно равно 50 Ом. Все проводники линий передачи выполняют по тонкоплёночной (реже толстоплёночной) технологии.

В зависимости от соотношения между линейными размерами элементов СВЧ ИС и рабочей длиной волны А различают элементы с сосредоточенными и распределёнными параметрами. Первые из них имеют размеры, пренебрежимо малые по сравнению с А (менее 0,1 А); к ним относятся ПП диоды, транзисторы, а в области сравнительно больших X - катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы невысоких номиналов. Чаще всего такие элементы изготовляют на подложке СВЧ ИС по тонкоплёночной технологии. Катушки индуктивности и резисторы выполняют преим. в виде меандров или плоских спиралей, конденсаторы - в виде гребёнок, встроенных одна в другую, или трёхслойной структуры металл - диэлектрик - металл. В гибридных СВЧ ИС (СВЧ ГИС) используются также малогабаритные керамич. конденсаторы. Линейные размеры элементов с распределёнными параметрами сравнимы с X. Обычно их строят на отрезках линий передачи длиной порядка 0,25 А, имеющих разл. значения волнового сопротивления. Использование элементов с распределёнными параметрами характерно только для СВЧ ИС.

Для уменьшения рабочей длины волны и, следовательно, уменьшения размеров СВЧ ИС в качестве подложек используют диэлектрики с высоким значением относит, диэлектрич. проницаемости (обычно св. 10; в СВЧ ГИС применяют диэлектрич. резонаторы с диэлектрич. проницаемостью до неск. сотен). Для элементов, обеспечивающих однонаправленное распространение электро-магн. волны, в качестве подложек используют ферриты (в циркуляторах и вентилях); для изготовления узкополосных электрич. фильтров и высокодобротных резонаторов в ниж. части диапазона СВЧ (до 2 ГГц) применяют подложки из пьезоэлектриков (в устройствах, работающих на поверхностных акустических волнах).

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.