使用PIN二極管設(shè)計:離散HMIC還是AlGaAs?
發(fā)布時間:2019-01-22 17:11:12 瀏覽:2272
乍一看,實施固態(tài)射頻或微波開關(guān)似乎并不是一項艱巨的任務(wù):確定并評估適當(dāng)?shù)募呻娐罚↖C)開關(guān),如果不存在,請選擇PIN二極管以包含在離散的定制設(shè)計中。由于操作頻率高,毫米波RF開關(guān)似乎更具挑戰(zhàn)性。
當(dāng)一個人調(diào)查可用于此任務(wù)的產(chǎn)品時,他們的多樣性可能是壓倒性的。硅分立PIN二極管?MACOM的硅異質(zhì)微波集成電路(HMIC TM)PIN二極管集成電路?砷化鎵(GaAs)離散PIN二極管?鋁鎵砷(AlGaAs)IC?對于復(fù)合問題,有幾種可行的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),例如僅串聯(lián)二極管,串聯(lián)并聯(lián)二極管,僅限并聯(lián)二極管等。設(shè)計師如何確定如何進(jìn)行?
分流PIN二極管SPDT
高隔離通用PIN SPDT
離散設(shè)計與集成電路
與設(shè)計分立開關(guān)電路相比,將集成電路開關(guān)實現(xiàn)到系統(tǒng)中通常更容易。IC開關(guān)設(shè)計人員是選擇最佳二極管特性和開關(guān)拓?fù)湟詽M足開關(guān)所需性能規(guī)格的專家。IC開關(guān)用戶只需選擇最好的IC,然后設(shè)計適當(dāng)?shù)目刂菩盘柶媒怦罹W(wǎng)絡(luò)。一些產(chǎn)品,包括MACOM的IC開關(guān),甚至包括偏置去耦網(wǎng)絡(luò)。
離散二極管開關(guān)設(shè)計可以針對IC開關(guān)可能不存在的特殊性能要求進(jìn)行優(yōu)化,例如插入損耗,隔離,功率處理和開關(guān)時間。
HMIC TM開關(guān)過程
MACOM的HMIC技術(shù)將玻璃和硅加入到單一的整體結(jié)構(gòu)中。HMIC工藝使用自動批量工藝制造和測試技術(shù),以生產(chǎn)二極管結(jié)構(gòu),電阻和反應(yīng)集總元件,所有這些元件都可以用于高性能微波集成電路的小尺寸和低損耗。應(yīng)用于晶圓級,這旨在顯著降低器件的尺寸,成本和性能限制,同時還顯著提高傳統(tǒng)二極管,有源,無源,混合和芯片和線微波電路的可重復(fù)性。
由于HMIC晶片工藝的特性,HMIC開關(guān)設(shè)計中的所有PIN二極管必須具有相同的I層厚度。HMIC開關(guān)只能包括硅PIN二極管,其工作頻率上限約為30 GHz。
AlGaAs開關(guān)工藝
MACOM專有的AlGaAs技術(shù)具有顯著優(yōu)勢,包括毫米波段的超寬帶寬能力,低插入損耗,低偏置電流消耗,緊湊的芯片尺寸,BCB劃痕保護(hù)以及集成偏置網(wǎng)絡(luò)的可用性。
在MACOM專有的AlGaAs PIN二極管技術(shù)中,二極管的陽極層摻雜有精心控制的鋁濃度。這可以在P和I層的界面處產(chǎn)生更大的帶隙,最終可以產(chǎn)生比其他相同的GaAs PIN二極管結(jié)構(gòu)具有更低串聯(lián)電阻的PIN二極管(參見:使用二極管設(shè)計:為什么選擇AlGaAs?) 。預(yù)期的結(jié)果是在毫米波頻率達(dá)到和高于100GHz時的性能得到改善。
做出最好的決定
設(shè)計人員選擇遵循實施PIN二極管開關(guān)功能的方法受許多因素的影響:工作頻率和帶寬,功率處理要求,開關(guān)時間要求,最大可接受插入損耗,最小所需隔離,尤其是電路設(shè)計師對開關(guān)設(shè)計的知識和經(jīng)驗水平。MACOM提供HMIC集成電路開關(guān),從單刀雙擲到單刀四擲,AlGaAs集成開關(guān),從單刀單擲到單刀八擲,以及業(yè)界最廣泛的分立硅,GaAs和AlGaAs PIN二極管。
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