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上面逐一介绍了每个流程,非线性分析(即大信号分析)和稳定性分析是整个电路分析的重点,得益于目前强大的仿真软件,这部分的工作方便了很多,可以利用ADS、Microwave等仿真工具详细的分析电路的状况,并进行优化。匹配和版图布线是基础知识和艺术的结晶,匹配中需要很多技巧。偏置电路部分是大家经常容易忽略的一块(听名字好像是从属部分,不重要似的),做过电路的就知道,这块带来的影响很大。聊到这里,这次就到此为止吧,前段时间项目比较紧,见谅!
[ 本帖最后由 随心 于 2009-12-21 15:36 编辑 ]
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1、 综合设计指标和工艺条件,选择工艺类型。工艺类型包括衬底厚度,有源器件类型以及使用的无源器件。设计指标中明确给出了电路的工作频率以及增益等,根据这些要求,结合能采用的工艺,确定使用的工艺。下面就以确定了GaAs pHMET工艺为例进一步说明;
2、 分析器件特性,确定pHEMT器件尺寸和电路拓扑结构。明确了工艺类型之后,接下来我们应选择合适的器件以及电路拓扑结构。考察该工艺下不同尺寸的pHEMT器件的直流和交流特性,判断电路中使用的器件大小,确定器件的偏置条件,规划电路拓扑结构:电路采用两级还是三级放大结构,各级电路的“分工”(比如从电路增益及输出功率的指标,我们就需要规划每级电路增益和输出功率各需要达到多少,输出级电路是否需要功率合成结构等等);
前两步相当于是构建整个电路的蓝图,下面开始填砖盖瓦。
3、 分析pHEMT器件的稳定性。上面已经确定了使用的器件和放大器的拓扑结构,接下来对pHEMT器件进一步分析。采用foundry提供的模型,通过仿真工具,分析器件的稳定性,搭建器件的稳定电路结构,保证器件在整个频带内稳定工作,到这里我们把稳定电路和pHEMT部分看作为一个cell;
4、 搭建匹配电路。通过仿真工具确定整个cell部分的输入输出阻抗,根据前面分析的结果,搭建各级电路的输入输出电路,匹配结构对电路性能影响不言而喻,匹配电路的选择决定了电路性能的优劣,对单级电路匹配。各级电路符合指标之后,把各级电路级联起来,优化电路性能,确保整体电路性能符合指标要求。对各部分电路以及整个电路的设计及优化都是先进行小信号分析然后考虑大信号,小信号相当于给电路设计确定了一个基调,仔细琢磨的是大信号分析,大信号这块需要进行大量的分析;
5、 搭建偏置电路。偏置电路即加载直流的电路,这部分电路的基本作用是保证电路的去耦效果,通俗的说就是别让射频信号泄露出去,当然它的作用不止这么一点。好的偏置电路是一个电路正常工作的必要保障;
6、 稳定性分析。考察各级电路以及整个电路的稳定性,保证电路绝对稳定(小信号和大信号工作状态下),如果一个放大器开始振荡了,那它就什么都不是了,(可以称之为不是个“东西”)所以这部分的工作尤其重要。这部分的是和第4步、第5步同时进行的,为了表示它的重要性,专门拉出一条谈一谈;
7、 容差分析。工艺加工过程往往有一定的偏差,不能保证100%的一致性,在设计电路时就要确保电路的容差,保证电路在一定容差范围内正常工作;
8、 绘制版图。确定电路各方面指标符合要求之后,接下来绘制电路版图,版图部分对电路性能影响也很大,布版过程中,应尽量避免元件间的电磁耦合;如果对电路设计过程熟悉的话,画电路的过程中就会综合考虑布版时的情况,对于经验比较少的设计人员,画版时还需要调整一下电路结构,保证版图效果,同时考虑一下视觉效果(最好看起来养眼,实用又美观,何乐而不为呢)。
9、 后仿。画好版图后,该对版图进行后仿了。很多软件都有版图仿真功能,通过这部分的工作验证是否跟电路设计相吻合,如果有偏差的话就需要重复回到之前的工作进行修正。如果后仿结果与电路仿真相符,满足指标要求,送到foundry去加工,然后烧柱高香等结果出来吧^_^。
10、 测试及调试。对于新手工程师来说,很少有MMIC芯片会一次流片成功,尽管MMIC芯片调试的范围很小,但我们在设计版图时,可以在一些关键部位留出一些可以调试的器件(例如在一些关键的部位利用空气桥压出一段微带,测试过程中我们就可以通过挑断空气桥来进行一定的调试)。调试的部分可以作为下次设计的依据,方便改版。到这里一次MMIC设计周期就结束了,如果测试结果不符合要求的话,就需要继续修正设计,从前面第3步开始。到此就神功练成了。
[ 本帖最后由 随心 于 2009-12-21 15:37 编辑 ]
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五年。。。思维想象确实够快
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电路要做精还是需要花很大功夫的,接下来和大家聊一聊设计过程
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建议加个SPI口上去哈
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4.国内概况
美国、日本和西欧是目前国际上半导体集成电路工业的主要三大地区,我国MMIC起步与美国比,晚了10~15年,目前也取得了较大成绩,尤其近年来,获得迅速发展。自80年代以来,共研制出覆盖X、S、C、Ku、Ka等波段的几十种单片微波集成电路及模块,尤其在微波单片低噪声放大器、功率放大器、GaAs单片行波放大器、衰减器、混频器、矢量调制器、数字分频器、有源环行器、单片接收机、开关、T/R模块等电路与子系统方面取得了一系列新成果。主要差距在于我国MMIC材料工艺基础与设计力量比较薄弱,性能水平尚待大幅度提高。我国MMIC发展中面临的主要问题是集成度低,功率放大模块增益带宽小,一般MMIC带宽与频率上限不够,成品率低,参数一致性差,成本高等几个方面。
如果大家感兴趣,回头以MMIC PA作实例为大家讲述。
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down了,楼主不要蒙我们啊
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经30年左右的研究开发,MMIC已经实用化。其发展趋势有以下几方面:
(a)采用更为先进的材料生产技术,广泛应用异质结构双极晶体管(HBT)和高电子迁移率晶体管(HEMT)。几乎所有的金属-半导体场效应晶体管(MESFET)和HEMT材料都用MBE技术生长,大部分HBT材料也由MBE生长,只有小部分由MOCVD技术生长,而且电路大都采用HEMT和HBT。HBT、HEMT等器件的进一步改进,已在100GHz以及更高频率获得良好的增益、效率、噪声及输出功率。现在生产的主流技术是全离子注入工艺和细栅条工艺,并用标准生产线生产。全离子注入工艺的应用对提高电路性能,提高芯片的可靠性及成品率有很大作用。为了进一步提高器件、电路性能,栅条做得越来越细。
(b) MMIC的 CAD技术继续发展,并发展成“混合信号设计”。目前GaAs MMIC的CAD已经逐渐成熟,减少设计风险率是设计追求的目标,经过这些年的努力,用计算机辅助设计距离一次设计成功的目标已为时不远了。另有专家预言,下一代GaAs MMIC将要发展到“混合信号设计”,即把模拟、微波和数字诸功能集成在同一芯片上。 (c) MMIC重点在于系统集成。经过多年的研究开发,已将重点转向系统集成,其中主要涉及T/R组件、高速光通信系统、一点对多点的通信系统、卫星通信系统等。
(d) MMIC向商用(民用)转移。随着MMIC的工艺技术改进,成本降低以及世界格局的变化,MMIC向民用转移的比例逐年增高。
国庆多准备了些! 大家有问题欢迎讨论!
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MMIC最适宜的频率范围是分米波的高频端及毫米波和亚毫米波,它的突出优点是:(a)电路的体积、重量大大减小,成本降低。与以前的微波混合集成电路(HMIC)比较,体积可缩小90%~99%,成本可降低80%~90%。(b)便于批量生产,电性能一致性好。制造MMIC是采用半导体批量加工工艺,一旦设计的产品验证后就可大批量生产;电路在制造过程中不需要调整。(c)可用频率范围提高,频带成倍加宽。由于避免了有源器件管壳封装寄生参量的有害影响,所以电路工作频率和带宽大大提高。(d)可靠性高,寿命长MMIC一般不需要外接元件,清除了内部元件间的人工焊接,当集成度较高时,接点和互连线减少,整机零部件数减少97%以上,所以可靠性大大提高(可提高100倍)。如下图是一款MMIC芯片装配图,图中所示的MMIC芯片仅3.3×2.1mm大小。
MMIC是一项综合性很强的技术,涉及到化工、冶金、精密仪器、光学、自动控制和计算机技术等各学科领域。归纳起来,其主要关键技术包括:①GaAs等化合物半导体材料制备,分子束外延(MBE)和金属有机化学汽相淀积(MOCVD)。②亚微米(0.1~0.5μm)光刻技术(远紫外、电子束或x射线光刻、聚焦离子束FIB)。③全离子注入技术、干刻蚀技术、高温栅技术。④计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助测试(CAT)。⑤封装技术。
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女生入了MMIC这一行,那肯定是越来越PP啊,因为这是美眉 IC嘛
我们放假了,刚好挂你们论坛,刷钱:lol
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:lol 我们就叫它美眉IC的,吸引男同胞的眼球
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:P 美女管理员的关注是发帖的强大动力
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;P 不是一般的强悍
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失败。。。。。。。
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T H A N K Y O U
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论坛在RF和微波方面应该是刚刚做起来,加油!以后好常来xiaoxi