Was sind integrierte Mikrowellenschaltungen?

Integrierte Mikrowellenschaltungen oder MICs sind eine Art Mikrochip-Halbleiter, der speziell für den Betrieb über Mikrowellenfrequenzen entwickelt wurde, häufig bei 1 Gigahertz (GHz) oder höher. Die spezifische Fähigkeit, über Mikrowellen zu senden, unterscheidet MICs normalerweise von anderen Arten von integrierten Schaltkreisen. MICs werden häufig in kleinen elektronischen Geräten verwendet, die über elektronische und elektromagnetische Frequenzen funktionieren, z. B. Mobiltelefone, GPS-Geräte, ferngesteuerte Systeme und Bildgebungsgeräte. Aufgrund ihrer geringen Größe können sie in mehreren drahtlosen Handheld-Geräten verwendet werden, und die Art des MIC ist so, dass ein Chip als eigenständiges Gerät mit nur einem einzigen Halbleiterwafer betrieben werden kann.

MICs wurden erstmals in den 1940er Jahren entwickelt und entwickelten sich aus der grundlegenden Mikrowellenschaltung heraus, da Bedarf und Technologien der Zeit Fortschritte bei der Herstellung von Wafer-basierten Schaltkreisen ermöglichten. Seitdem sind integrierte Mikrowellenschaltungen von einfachen Schaltungen mit einer Funktion zu komplexen Schaltungen mit mehreren Funktionen mit immer kleineren Abmessungen und komplexen Fähigkeiten gereift. Sie bilden die Wurzel der Mikrowellen- und Halbleiterindustrie, und viele Arten von MICs können für den Einsatz in der Unterhaltungselektronik, Wissenschaft und Industrie kostengünstig und effizient in Massenproduktion hergestellt werden.

Spezielle Arten von MICs haben unterschiedliche Vorteile und Anwendungen, die häufig durch ihre Herstellungsmethode bestimmt werden. Integrierte Hybrid- Mikrowellenschaltungen (HMICs) werden hergestellt, indem diskrete Komponenten auf einer Leiterplatte, die als Substrat bezeichnet wird, platziert werden . Die einzelnen Komponenten können Kondensatoren, Widerstände, Transistoren oder andere Chips sein. Zusammen bilden sie das gesamte MIC. Die bei der Herstellung und beim Löten von Bauteilen verwendeten Materialien können die Frequenz, die elektrischen Eigenschaften und die Gesamtleistung der Schaltung beeinflussen.

Monolithische integrierte Mikrowellenschaltungen, auch als MMICs bekannt, erfordern einen komplexeren Aufbau, bei dem die gesamte Schaltung als ein einziger Chip ausgelegt ist und alle Komponenten auf dem Halbleitersubstrat hergestellt werden. MMICs werden häufig in Satellitensystemen verwendet, die kleine, kostengünstige Schaltungen erfordern, die dennoch hohe Geschwindigkeit und Leistung bieten. Diese Schaltungen arbeiten in Bändern von 300 Megahertz (MHz) bis 300 GHz und können mehrere Frequenz- und Leistungsmanipulationsfunktionen ausführen.

Viele Benutzer finden, dass MMICs aufgrund der Designunterschiede und Leistungsfähigkeiten signifikante Vorteile gegenüber Hybridschaltungen bieten. Das moderne Konzept des integrierten Mikrowellenschaltkreises bezieht sich im Allgemeinen auf den MMIC - der als Fortschritt gegenüber dem ursprünglichen, größeren, schwereren MIC angesehen wird - trotz MMIC-Einschränkungen, die nach der anfänglichen Herstellung eine funktionelle Inflexibilität beinhalten können. Für robusteres, skalierbares und flexibleres Schaltungsdesign integrieren viele spezialisierte Multifunktions-MMICs in größere, komplexere integrierte Mikrowellenschaltungen.