(1)衬底:混合微波电路将器件制作在绝缘衬底上,而单片微波电路是将器件集成在半绝缘衬底上。
(2)无源元件:混合微波电路用分立元件或者厚膜淀积方法形成的元件,而单片微波电路用薄膜淀积方法制成元件。
(3)有源元件:混合微波电路使用分立元件,而单片微波集成电路则是在基片上通过光刻、淀积等工艺来制成元器件。
(4)器件互连:混合微波电路的器件之间的互连通常采用导线或键合方法实现,很少甚至不用厚膜淀积的方法来实现互连,而单片微波电路器件之间的互连主要采用淀积、光刻的方法实现。
(5)加工方法:混合微波电路的生产是逐个电路完成,而单片微波电路的生产是批量完成。单片微波集成电路与混合集成电路相比有很多突出优点,如电路体积小、重量轻,大规模生产成本低,批量生产重复性好,电路寄生效应小,工作频率高,带宽宽,可靠性高等特点。
2.2 MMIC的分类
根据有源器件的制作材料和结构的不同,可将 MMIC 分为三大类:
一类是基于 Si 晶体管的 MMIC;一类是基于 GaAs FET 的 MMIC;另一类是基于 INP FET的 MMIC。
基于硅(Si)的 MMIC 晶体管技术已经广泛应用在各种通信系统中,如移动电话、基站、蓝牙技术等,其优良的性能、低廉的价格以及使用的便捷性使得硅基MMIC 技术尤其是硅 CMOS 技术成为低 RF 频段市场的一匹黑马,采用标准体效应的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,可以将硅基 MMIC 的工作频率提高到100GHz 以上,这将给毫米波系统的发展产生重大影响。尽管先进的硅基晶体管技术已经能够满足以上各种应用的要求,但由于低阻性硅基片器件寄生电容大,损耗高以及无源器件品质因数低的特性也给硅基电路的设计尤其是无源器件的设计带来了挑战,此外,基于硅的 CMOS 技术在毫米波频率范围内很难获得较高的输出功率。随着各种先进工艺的发展,相信基于硅的晶体管技术的局限性在不久的将来将获得突破,届时硅基 MMIC 技术在其应用领域内将会获得更大的成功。
基于砷化镓(GaAs)场效应管的 MMIC 技术的出现大大促进了单片微波集成电路的发展。目前,砷化镓是最适合作 MMIC 的基板材料,大多数有源器件仍然被制作在砷化镓基板上,砷化镓场效应管具有工作频率高、频带宽、噪声低、动态范围大的特点,其中 GaAs MESFET 的高击穿和高 fmax 的特性使得其在射频功率应用方面占有很大优势;GaAs HBT 除具有 Si BJT 的优点外还具有射频功率所要求的高 fmax 和高击穿电压的特点,因此,在典型的射频收发机中,GaAs HBT 几乎可应用于除射频开关外所有的射频功能块,砷化镓基的 MMIC 的不足之处在于其价格较高。
相对硅和砷化镓,基于 InP 的 MMIC 晶体管能够获得更高的跨导和特征频率,因此基于 InP 的 MMIC 技术能够在更高的频率处获得更好的性能,工作在 300GHz以上的 InP HEMT MMIC 已经被研制出来,基于 InP 的 MMIC 的不足之处在于其价格昂贵并且易脆,同时其加工处理非常困难,尽管其性能非常优良,但是离大规模商用还需时日。源:自~751-·论`文'网·www.751com.cn/
近几年,SiC 基 GaN 技术也开始发展起来,基于 SiC 的 GaN 晶体管击穿电压高、导热性好,其放大器导热性好、输出功率和效率高,随着 MMIC 技术向更高频段发展,未来 SiC 基 GaN 技术的优势将会逐渐显现出来。根据应用的不用,MMIC 可以分为军用和商用两大类。在军事应用方面:严酷的战场环境很大程度上推动了 MMIC 技术的发展,用于武器系统的 MMIC 器件技术已经逐渐成熟,智能引信和导引头 MMIC 芯片已经被成功应用到各种智能武器中,各种地面、机载、星载和舰载相控阵雷达(一部采用 X 波段的地面相控阵雷达有 25,344 个 MMIC 收发组件,一部机载雷达估计需要 9000 块收发组件,若装备一架飞机则需要 9 万块 MMIC 芯片)、火箭与导弹以及用于电子对抗的 MMIC 芯片也已经投入使用多年,总之,MMIC 技术的发展极大地改变了战争的方式,未来战争必定是一场 MMIC 技术的战争。在民用方面:MMIC的应用主要有 GPS 卫星导航系统、工业测量、各种无线通信、防撞报警以及智能交通系统等。随着大量 MMIC芯片投入商用市场,芯片成本逐渐降低,有力地促进了MMIC的发展。