GaAs单片电路的一些设计考虑

<正> 一、引言半绝缘 GaAs 是一种低损耗,高介电常数、适合于微波集成电路使用的介质材料,例如用做微带衬底。这些性质与 GaAs MESFET 器件优良的微波性能相结合,不管是模拟器件、还是高速开关,都第一次真正单片地找到解决微波集成电路的方法。所谓单片,指的是一种方法,在这种方法中,把所有的有源和无源电路元件以及连线都通过一定的淀积方法,例如外延生长、离子注入、溅射、蒸发以及其他方法加工在 GaAs 半绝缘衬底的本体或表面上。     

1.0×1.6mm 4GHz GaAs单片接收机

<正> 电子系统通常要求成本低、体积小、多功能的组合件。本文将描述一个4GHz全单片接收机,它作为集成电路组合件适用于各种微波系统。单片接收机做在1.6mm~2的GaAs片上,其中包括一级双平衡混频器和5级射频放大器,图1说明,当把混合电路制成单片电路便可实现大量节约。单片接收机的研制成功为微波电路的设计者提供一种方便,即在设计数字和低频模拟电路系统时,预先就可以知道集成电路的性能和优点。如图2所示,单片接收机是在未掺杂的GaAs液相外延片上采用选择离子注入技术制     

双芯片GaAs单片集成Ku波段锁相环微波合成器

为了获得一种体积小、重量很轻的微波合成器,已研制了两种新型多功能单片GaAs MMIC和LSI。MMIC(单片微波集成电路)包括压控振荡器、双输出缓冲放大器、平衡一不平衡变换器和动态/静态预定标器。为了把这些功能集成在一个单片上,利用一种单面MMIC结构,就使每个电路的尺寸大大减小。LSI(大规模集成电路)包括双模预定标器、可编程计数器和相位/频率比较器。通过将这两个单片并入到一个结构上,一种Ku波段微波合成器便成功地制造在一个11×23mm~2的平面封装内。     

GaAs单片集成电路超宽带低噪声放大器

<正> 一、序言 GaAsFET作为有低噪声、高增益特征的微波放大器,正在不断地开展着研究,现在已处在实用化阶段。最近几年,使其更加发展的GaAs单片集成电路化的工作日趋活跃。 GaAs集成电路(简称IC)首先从千兆赫分频器等高速逻辑着手,但最近几年正在向除此之外的模拟IC范围扩大。考虑到模拟IC中的宽带放大器在各种无线电设备前端等的     

S波段GaAs单片可变增益放大器

<正>微波单片集成电路(MMIC)是新一代微波产品。它把有源和无源元件,采用可批量生产的集成技术制作在同一GaAs衬底上完成一定微波功能,具有成本低、产量高、可靠性高、体积小、重量轻等突出的优点。南京电子器件研究所1991年研制的MMIC产品WD64型S波段GaAs单片可变增益放大器如图1所示。其芯片尺寸为4.5mm×1.6mm×0.15mm,双栅     

微波单片集成电路进展

一、单片集成电路的优势和应用预测半导体集成电路开创了电子技术的新时代.1975年以来,GaAs单片集成电路开始振兴.它的振兴得力于几个重要因素,首先是得力于GaAs材料和器件工艺的进展,GaAs场效应晶体管的平面结构和电路多用性,以及GaAs单片电阻率可达10~8Ω.cm的半绝缘衬底特性,为单片上的有源与无源单元兼容提供了有利条件.单片集成打破了有源与无源元件的工艺界限,器件或电路均按预定计划作为整个工艺流程的某     

三菱出售卫星通信用的GaAs器件

<正> 三菱电机已开始出售用于商业通信系统发射信号放大的GaAs器件,它们是五种大功率GaAs FET和一种GaAs单片微波集成电路。 GaAs FET(MGFK)系列输入输出阻抗在管壳内部匹配成50Ω,用14～14.5GHz频率,输出功率0.3～5.5W,是用MBE法制造的。为了在高感应率衬底上形成内匹配电路而缩小了电路尺寸。单片集成电路(MGF 7201),最适用于14～14.5GHz小信号放大,除了连接规定的电源以外,还能得到18dB的功率增益,输出     

Si衬底上做GaAs电路

<正> 对于GaAs电路来说,主要障碍在于集成度。虽然GaAs电路速度要比Si集成电路的快得多,但成本却很高。一个4英寸的Si片只需5～10美元,而一个3英寸的GaAs片却需200～300美元。如果把GaAs电路试做在Si衬底上,不仅Si衬底的强度好,导热性好,而且成本也大大下降,但是电路的速度变慢了。在Si衬底上生长GaAs薄膜的主要难题就是要把两种物质的不同的晶体结构合在一起。因此,现在科学家们正在研究。如果这个难题一旦解决, 那么速度既快,价格又便宜的GaAs集成电路     

砷化镓功率场效应晶体管的单片集成

<正> 一、引言由于 GaAs FET 的基本器件结构和固有的良好线性特性,已经表明把有源元件和无源元件集成在同一晶片上,来实现在微波频段工作的小信号放大器是可能的和现实的。这种电路最初是用小栅宽的器件制造 C、X 和 Ku 波段单片宽带单级放大器而被证实的,最近,注意力已集中到实现主要用于功率放大器并集成较大栅宽的 FET GaAs 单片电路上。单级和两级单片放大器已工作在 X 波段,具有中等带宽,其输出功率超过1瓦,增益高达12dB。     

NTT

半导体激光器问世于1960年,半导体光电集成电路(OEIC)的概念提出于1970年,含有GaAs体效应二极管和GaAs MESFET的光电集成电路分别出现在1978年和1983年。半导体光电技术在光通信、光纪录、光读出、光测量和光信息处理等领域已得到广泛的应用,现正在逐步建立起一种新型的光电产业。光电单片集成电路技术以其易于解决光学器件与电子器件间的互连和调制、易于消除由键合点和引线导致的寄生电感和分布电容及易于提高速度、降低噪声、改进可靠性和减小体积等优点而颇受重视。看来,把具有不同功能的光学器件和电子器件集成在一个单片上的CEIC是发展光电器件的必由之路。光电单片集成所需的技术水平极高,目前尚处于实验室的研制阶段,而作为过渡产品的光电混合集成电路却深受欢迎。目前,世界各国,尤其是日本各大公司和研究单位正大力进行OEIC的研究和开发工作,并取得了一定的成果。本专集介绍日本NTT等九家研究单位在OEIC方面的研究方向、研究重点、所用电路结构、制作工艺等情况,并报导了已取得的成果。     

用于雷达和通信的砷化镓单片MIC低噪声放大器

一、引言目前,世界上很多公司都已进行了单片微波集成电路(MMIC)的试验性生产,MMIC已不再是实验室中的珍品了。将各种模拟功能集成到一个小的砷化镓单片上,其好处是很多的,和混合集成相比,其尺寸大约缩小10倍,部件的价格和装配所需要的时间也可大大降低,而且可以实现更加复杂的功能。目前,在高速度低功耗砷化镓数字电路方面已运用增强     

离子注入高频高速GaAs集成电路技术

本文评述了n型掺杂的GaAs离子注入技术,重点是器件的应用,讨论了半绝缘GaAs衬底的选择和注入后的退火技术。描述了一种用于高频高速器件的重复性极好、成本低的离子注入加工技术。讨论了这种加工技术向高速GaAs数字集成电路和单片微波集成电路方面的发展情况,并着重介绍最终能生产大规模集成电路的小功率电路的设计思想。     

砷化镓超高速电路用SI-GaAs材料——Ⅰ.砷化镓超高速电路发展概况;Ⅱ,砷化镓晶体管的基本特性

SI—GaAs(半绝缘砷化镓)材料是研制GaAs VHSIC((超高速集成电路)和MMIC(单片微波集成电路)的重要的衬底材料,SI—GaAs晶片的质量对GaAs集成电路的性能和成品率有很重要的影响。 离子注入掺杂(在SI—GaAs中形成有源层、欧姆接触层、电阻层等),是制造GaAs集成电路的关键工艺。由于GaAs(具有一定极性的Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体)与Si(非极     

Monolithically Fabricated OEICs Using RTD and MSM

报道了GaAs基共振隧穿二极管(RTD)与金属-半导体-金属光电探测器(MSM PD)单片集成的两种光电集成电路,并在室温条件下分别测试了RTD器件、MSM器件和集成电路的电学特性.测试表明:RTD器件的峰谷电流比为4;由于改进了在半绝缘GaAs衬底上制作MSM的方法,5V偏压下的电流由原来的2μA增加到了18μA,基本实现了两种电路的逻辑功能.     

GaAs基RTD与MSM光电集成

报道了GaAs基共振隧穿二极管(RTD)与金属-半导体-金属光电探测器(MSM PD)单片集成的两种光电集成电路,并在室温条件下分别测试了RTD器件、MSM器件和集成电路的电学特性.测试表明:RTD器件的峰谷电流比为4;由于改进了在半绝缘GaAs衬底上制作MSM的方法,5V偏压下的电流由原来的2μA增加到了18μA,基本实现了两种电路的逻辑功能.     

GaAs pHEMT与Si CMOS异质集成的研究

基于圆片级外延层转移技术,将完成GaAs pHEMT有源器件加工的外延层从原有衬底上完整地剥离下来并转移到完成工艺加工的Si CMOS圆片上,基于开发的异类器件互联以及异类器件单片集成电路设计等一系列关键技术,进行了GaAs pHEMT与Si CMOS异质集成单片电路的工艺加工。研制的GaAs pHEMT与Si CMOS异质集成单片数字控制开关电路与传统的GaAs pHEMT单片电路相比,芯片面积减小15%。     

GaAs场效应晶体管及其单片集成电路

GaAs FET是一种多用途的器件,可在C波段到Ku波段内作微波低噪声放大器、微波大功率放大器、振荡器、混频器、限幅器、倍频器、鉴频器、上变频器、相移器、可变增益放大器和微波开关等应用.GaAs场效应器件由于具有频带宽、噪声低、线性好等优点.它不仅用于空间工程、军事装备,而且也广泛用于科学研究、工农业、医疗以及家用电器等各个领域和部门.GaAs工艺的突飞猛进和GaAs FET水平的不断提高为发展微波单片集成电路奠定了良好的基础.最近几年来,国外许多大公司和实验室都研制成功了各种微波单片集成电路,这也     

混合与单片微波电路的比较——成本问题

近几年来,微波杂志和通俗期刊的读者已经注意到微波研究和发展的一个重要领域——GaAs单片微波集成电路(MMIC)。这些MMIC的工艺和电路设计技巧已影响到很多微波领域的部门,而它们以前是采用普通混合微波集成电路(MIC)或波导元件和系统的。现在,MMIC工艺和电路设计的发展已经表明了高达大约35GHz的惊人结果,其电路设计更多地借助于计算机辅助测试(CAM)和计算机辅助设计(CAD)。到目前为止,大概MMIC最感兴趣的方面是这种单片集成的方式,其中,GaAs MES FET被用于完成多种功能,如:放大、变频、振荡、相移、开关等,特别是在许多情况下,在这些特殊电路范围内,FET优于其它器件。虽然批量生产GaAs MMIC有希望成为一种价格低、性能好、尺寸小和可重复的好方法(这类似于以前的硅集成电路),但对于微波工业,通常还有大量的要求不能满足。另外,混合MIC装配的惊人技艺已在世界范围内建立,而且,对于特殊要求的微波元件,混合MIC可以提供最佳的解决办法。因此,很自然地,许多微波工艺部门持怀疑的态度来看待MMIC,并指出这种特殊方法的缺点。MMIC的设计者们则保持强有力的步调,而致力于混合MIC的设计者们却不断地改善其能力,以生产更多成熟的、小型的和廉价的元件。本文评论了这两种生产微波元件的方法的相对优点和现状,得出了有关这两种竞争工艺前景的几点结论。     

1983年国际微波讨论会与微波和毫米波单片集成电路讨论会

<正>1983年国际单片集成电路和微波技术讨论会于5月30日至6月3日在美国波士顿召开,大会共发表论文189篇.其主要内容有:微波及毫米波单片集成电路、微波滤波器及无源网络、近毫米波技术、毫米波固体器件、微波生物效应、GaAs FET放大器和振荡器、毫米波集成电路、声表面波滤波器、GaAs FET在整机系统中的应用、波导结构中的新效应、微波系统、Impatt二极管功率合成器、MIC微波测量、半导体控制电路、微波集成电路、微波通讯系统、低噪声接收技术、场理论等近20个方面.包括了微波领域中的主要新成就、新技术及新动向,是一年一度的微波技术盛会.下面着重介绍笔者认为比较重要的几个部分.     

Ku波段GaAs微波单片集成电路

本文介绍Ku波段GaAs单片集成电路的设计、研制和测量结果。该单片电路的匹配网络采用对FET进行计算机分析和电路模拟相结合的方法进行设计。研制成功了一个两级单片电路,其尺寸为1.9×3.2×0.1mm,在14.5～15.4GHz的频率范围内,输出功率P_0≥100mW,增益G_P≥5dB,带内增益起伏△G_P≤±0.75dB。