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微波单片集成电路Microwave Monolithic Integrated Circuit 简称MMIC,是随着半导体技术的发展,特别是离子注入水平的提高和双极晶体管自对准工艺技术的成熟而出现的一类高频器件。微波单片集成电路相比混合集成电路的优点是:体积小,成本低;电性能一致性好,电路不需调整,使用方便,便于批量生产;可靠性高,寿命长。未来的MMIC应用逐渐向着宽频带、高增益、多功能方向发展。
本文以硅微波电路和硅微波双极晶体管的理论为基础,对硅微波低噪声放大器单片电路进行了设计和研制。单片电路结构采用三级级联放大方案:第一级控制噪声,后两级组成达林顿结构提高增益。通过理论计算推导出单片电路中各个电阻值,之后建立了双极晶体管的模型,再利用ADS软件对电路进行了仿真和优化;研制过程中采用了双层外延、隔离槽工艺、等平面自对准亚微米制造工艺等一系列的先进工艺技术,实现了MMIC 高增益、宽频带的特性。在VCC=5.5V,I=16mA的工作条件下,得到的硅微波单片低噪声放大器电学特性测试结果为:3dB 带宽为DC~0.8GHz,在DC~0.8GHz 内功率增益达23dB,噪声系数小于3dB,带内平坦度不超过±1.5dB,输入输出驻波比小于2.4dB。