MMIC衰減器的設(shè)計與研究.pdf

1、單片微波集成電路MMIC具有體積小、功耗低、成本低、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍用電子和民用電子工業(yè)中。衰減器是功率增益控制元件,用于電平調(diào)整的電路,比如放大器,信號接收器,信號發(fā)送器等,都需要對信號或者功率進(jìn)行衰減調(diào)節(jié)。我國MMIC技術(shù)相對于國外來說發(fā)展比較緩慢,加上國外對先進(jìn)技術(shù)的封鎖,目前使用在射頻/微波電路中的 MMIC衰減器芯片都是從國外進(jìn)口的,價格昂貴,購貨周期長,嚴(yán)重阻礙了我國航天航空事業(yè)以及高科技武器

2、的發(fā)展。因此,將單片微波技術(shù)與衰減器相結(jié)合,自主研制高性能、小面積、高帶寬、穩(wěn)定性好的MMIC衰減器就成為了一項非常有價值和必要性的科研活動。
　　衰減器主要電路結(jié)構(gòu)是由電阻組成,是一種吸收型衰減器?；倦娐酚腥N:T型、π型和橋T型。當(dāng)衰減量一定的時候,T型結(jié)構(gòu)中的電阻阻值相對于π型結(jié)構(gòu)來說要小很多,反映到設(shè)計中,反而需要占用較大的面積來實現(xiàn)相應(yīng)的小阻值,這樣不能滿足設(shè)計要求的尺寸;對于用于金絲鍵合裝配的衰減器來說,增大了寄生效

3、應(yīng),使得端口駐波惡化。π型結(jié)構(gòu)中的電阻相對較大,緩解了設(shè)計尺寸與工藝尺寸的矛盾。本設(shè)計選擇π型電路作為主要結(jié)構(gòu)來設(shè)計衰減器,并把T型結(jié)構(gòu)作為比較對象來進(jìn)行仿真實驗。
　　衰減器主要器件是電阻,衰減器的設(shè)計主要包括了電阻材料和工藝的選擇,權(quán)衡各電阻材料的優(yōu)缺點(diǎn),本設(shè)計選擇能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境,并且有良好的 TCR特性的氮化鉭作為電阻材料;綜合性能、價格等多種因素,選擇了氧化鋁基片和砷化鎵基片作為芯片襯底材料。工藝的選擇包括合理的工藝過

4、程和工藝監(jiān)控方式。由于時間和條件限制,并未加工成品,但對工藝加工基本流程和主要的步驟進(jìn)行了一定的研究和介紹。
　　HFSS作為設(shè)計行業(yè)內(nèi)被廣泛使用的電磁仿真軟件,被默認(rèn)為是三維電磁場分析兼設(shè)計的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),非常適合微波無源器件的仿真工作。利用HFSS軟件,針對π型和T型兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分別采用薄膜工藝和GaAs工藝,對兩種不同的裝配方式:表貼裝配和金絲鍵合,進(jìn)行仿真、研究。經(jīng)過不斷的改進(jìn)、調(diào)試,最終得到幾款MMIC固定衰減器,仿真結(jié)果