文档介绍：第9章高频电路的集成化与EDA
高频电路的集成化
高频集成电路
高频电路EDA
高频电路的集成化
高频集成电路的类型
集成电路是为了完成某种电子电路功能,以特定的工艺在单独的基片之上或基片之内形成并互连有关元器件,从而构成的微型电子电路。
高频集成电路都可以归纳为以下几种类型:
(1)按照频率来划分,有高频集成电路、甚高频集成电路和微波集成电路(MIC)等几种。
(2)与普通集成电路一样,高频集成电路可分为单片高频集成电路(MHIC)和混合高频集成电路(HHIC)。
(3)从功能或用途上来分,高频集成电路有高频通用集成电路和高频专用集成电路(HFASIC)两种。
高频电路的集成化技术
纷繁众多的高频集成电路,其实现方法和集成工艺除薄/厚膜技术等混合技术外,通常有以下几种:
(Si)技术
1958年美国得克萨斯仪器公司(TI)和仙童公司研制成功第一批集成电路,接着在1959年发明了制造硅平面晶体管的“平面工艺”,利用半导体平面工艺在硅片内制作元器件,并按电路要求在硅片表面制作互连导体,从而制成高密度平面化的集成电路,完善了集成电路的生产工艺。
2.***化钾(GaAs)技术
以***化钾材料替代硅材料形成的***化钾技术主要用在微波电路中。***化钾集成电路自1974年由HP公司首创以来,也都一直用在微波系统中。作为无线通信用高频模拟集成电路的选择,***化钾器件也只是近几年的事情。
***化钾MESFET的结构如图9―1所示,它是在一块半绝缘的***化钾衬底上用外延法生长一层N型***化钾层,在其两端分别引出源极和漏极,在两者之间引出栅极。对于***化钾MESFET,栅长是一个决定最大工作频率(fmax)的关键参数。
图9―1 ***化钾MESFET的结构
首次出现于1980年的高电子迁移率晶体管(HEMT)可以最大限度地利用***化钾的高电子迁移率的特性。耗尽型的HEMT场效应管是在半绝缘的GaAs衬底上连续生长不掺杂或轻掺杂的GaAs、掺硅的n型AlxGa1-xAs层和掺硅的n型GaAs层,在AlxGa1-xAs层内形成耗尽层。再利用AlGaAs和GaAs电子亲和力之差,在未掺杂的GaAs的表面之下形成二次电子气层,如图9-2所示
图9―2 耗尽型的HEMT场效应管结构
另一种GaAs异质结器件GaAsHBT也越来越受关注,它属于改进型的双极晶体管,其发射极和基极被制作在不同材料的禁带中,如图9―3所示。