高頻電路原理與分析(已修改)
2025-05-28 21:48 本頁面
【正文】 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 高頻電路的集成化 高頻集成電路 高頻電路 EDA 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 高頻電路的集成化 集成電路是為了完成某種電子電路功能 ,以特定的工藝在單獨(dú)的基片之上或基片之內(nèi)形成并互連有關(guān)元器件 ,從而構(gòu)成的微型電子電路 。 高頻集成電路都可以歸納為以下幾種類型 : 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA (1)按照頻率來劃分 ,有高頻集成電路 、 甚高頻集成電路和微波集成電路 （ MIC） 等幾種 。 (2)與普通集成電路一樣 ,高頻集成電路可分為單片高頻集成電路 （ MHIC ） 和混合高頻集成電路（ HHIC） 。 (3)從功能或用途上來分 ,高頻集成電路有高頻通用集成電路和高頻專用集成電路 （ HFASIC） 兩種 。 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 紛繁眾多的高頻集成電路 ,其實(shí)現(xiàn)方法和集成工藝除薄 /厚膜技術(shù)等混合技術(shù)外 ,通常有以下幾種 : 1． 傳統(tǒng)硅 （ Si） 1958年美國得克薩斯儀器公司 （ TI） 和仙童公司研制成功第一批集成電路 ,接著在 1959年發(fā)明了制造硅平面晶體管的 “ 平面工藝 ” ,利用半導(dǎo)體平面工藝在硅片內(nèi)制作元器件 ,并按電路要求在硅片表面制作互連導(dǎo)體 ,從而制成高密度平面化的集成電路 ,完善了集成電路的生產(chǎn)工藝 。 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 2． 砷化鉀 （ GaAs） 以砷化鉀材料替代硅材料形成的砷化鉀技術(shù)主要用在微波電路中 。 砷化鉀集成電路自 1974年由 HP公司首創(chuàng)以來 ,也都一直用在微波系統(tǒng)中 。 作為無線通信用高頻模擬集成電路的選擇 ,砷化鉀器件也只是近幾年的事情 。 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 砷化鉀 MESFET的結(jié)構(gòu)如圖 9― 1所示 ,它是在一塊半絕緣的砷化鉀襯底上用外延法生長一層 N型砷化鉀層 ,在其兩端分別引出源極和漏極 ,在兩者之間引出柵極 。對(duì)于砷化鉀 MESFET,柵長是一個(gè)決定最大工作頻率（ fmax） 的關(guān)鍵參數(shù) 。 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 圖 9―1 砷化鉀 MESFET的結(jié)構(gòu) 源極n ＋ G a A s柵極漏極“溝道”N 型 G a A s半導(dǎo)體 G a A s 襯底《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 首次出現(xiàn)于 1980年的高電子遷移率晶體管 （ HEMT）可以最大限度地利用砷化鉀的高電子遷移率的特性 。 耗盡型的 HEMT場效應(yīng)管是在半絕緣的 GaAs襯底上連續(xù)生長不摻雜或輕摻雜的 GaAs、 摻硅的 n型 AlxGa1xAs層和摻硅的 n型 GaAs層 ,在 AlxGa1xAs層內(nèi)形成耗盡層 。 再利用AlGaAs和 GaAs電子親和力之差 ,在未摻雜的 GaAs的表面之下形成二次電子氣層 ,如圖 92所示 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 圖 9― 2 耗盡型的 HEMT場效應(yīng)管結(jié)構(gòu) 柵極源極 漏極nG a A s不摻雜 G a A snAlxGal － xAs半絕緣 G a A s 襯底二次電子氣層《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 另一種 GaAs異質(zhì)結(jié)器件 GaAsHBT也越來越受關(guān)注 ,它屬于改進(jìn)型的雙極晶體管 ,其發(fā)射極和基極被制作在不同材料的禁帶中 ,如圖 9― 3所示 。 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 圖 9―3 GaAsHBT 結(jié)構(gòu) Bp＋n＋Ep＋Bp＋p＋pn ＋G a A sCn ＋G a A sCn － G a A sn ＋ G a A sv《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 硅鍺技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單 、 低功耗 、低成本 、 一致性好 ,頻率特性介于傳統(tǒng)硅器件和砷化鉀器件之間 。 一種典型的 SiGeHBT的電特性參數(shù)示于表 9― 1中 。 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA 表 9― 1 典型的 SiGeHBT的電特性參數(shù) 《 高頻電路原理與分析 》 第 9章 高頻電路的集成化與 EDA （ 更細(xì)工藝 ） 集成電路發(fā)展的核心是集成度的提高。 集成度的提高依賴于工藝技術(shù)的提高和新的制造方法 。 21世紀(jì)的 IC將沖破來自工藝技術(shù)和物理因素等方面的限制繼續(xù)高速發(fā)展 ,可以概括為 : 1） （ 超 ） 超微細(xì)加工的關(guān)鍵是形成圖形的曝光方式和光刻方法
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