Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Особенности проектирования СВЧ ГИС.






Одной из новых областей, в которую интенсивно проникает микроэлектроника, является электроника СВЧ-диапазона, охватывающая спектр электромагнитных колебаний в пределах от единиц до сотен гигагерц. Полупроводниковая СВЧ - микросхема выполняется на высокоомных полупроводниковых подложках. В настоящее время лучшими для применения в СВЧ - микросхемах являются подложки из арсенида галлия, так как они обладают наиболее стабильными параметрами. Наибольшее распространение получили гибридные СВЧ - микросхемы, изготавливаемые на диэлектрических и ферритовых подложках. Пассивные элементы таких микросхем формируются на основе тонких или толстых пленок, а активные элементы в корпусном или бескорпусном исполнении крепятся к подложке и электрически соединяются с соответствующими элементами.

Поскольку основными областями применения СВЧ ИМС являются радиолокация и связь, важнейшую проблему представляет здесь повышение уровня мощности при одновременном увеличении частоты колебаний, расширение полосы усиления и снижение коэффициента шума. До частот 1…2 ГГц при производстве СВЧ ГИС может использоваться толстопленочная технология. Выше этих частот необходимо применять тонкопленочную технологию, поскольку она обеспечивает более высокую степень разрешения геометрических размеров. В качестве активных компонентов в СВЧ ГИС используются биполярные кремниевые СВЧ - транзисторы (до частот 10 ГГц), полевые транзисторы с затворами Шотки на основе арсенида галлия (до частот 10…30 ГГц), диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды (до 100 ГГц). Пассивные элементы СВЧ ГИС создаются на основе передающих линий с распределенными параметрами (микрополосковых линий) или в виде элементов с сосредоточенными параметрами, как и для ГИС, работающих в диапазоне более низких частот. В последнем случае размеры элементов должны быть во много раз меньше длины волны, на которой работает устройство (для частот до 10 ГГц). Основным конструктивным элементом СВЧ ГИС с распределенными параметрами является микрополосковая линия (МПЛ). Она является плоским аналогом объемной коаксиальной линии и представляет собой узкую металлическую пленочную полоску на диэлектрической плате с экранированной обратной стороной (рис. 2.12).

Основными электрическими параметрами МПЛ являются волновое сопротивление Z, длина волны l и затухание a. Для уменьшения размеров МПЛ и подавления возникающих в ней гармоник целесообразно уменьшать ширину полоски b. Однако это приводит к возрастанию потерь в линии. К возрастанию потерь приводит также и уменьшение толщины платы h, хотя уменьшение h желательно для минимизации размеров МПЛ и снижения потерь на излучение. Стандартные размеры толщины: h =0, 25; 0, 5; 1, 0 мм.

На рис. 2.13 показаны конструкции элементов с распределенными параметрами, используемые в СВЧ ГИС на микрополосковых линиях, а также их эквивалентные схемы. Размеры подобных элементов соизмеримы с длиной волны, на которой работает СВЧ-микросхема (размеры элементов l/8).

Герметизация СВЧ ГИС осуществляется с помощью корпусов. Иногда микросхемы СВЧ не помещают в индивидуальные корпуса, а герметизируют с помощью лаков и компаундов с последующей групповой защитой от внешних воздействий в составе микроэлектронной аппаратуры кожухом и т.п. Корпуса СВЧ ГИС выполняются обычно в виде массивных металлических конструкций, имеющих высокочастотные коаксиально-полосковые соединители, служащие для подачи и отвода СВЧ-сигнала. Помимо герметизации, корпус обеспечивает механическую прочность, отвод выделяющегося тепла и экранирование СВЧ электромагнитного поля.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.