Co to są mikrofalowe układy scalone?

Mikrofalowe układy scalone (MIC) są rodzajem półprzewodników mikroczipowych zaprojektowanych specjalnie do pracy na częstotliwościach mikrofalowych, często z częstotliwością 1 gigaherca (GHz) lub wyższą. Specyficzna zdolność do przesyłania mikrofalami jest zwykle tym, co odróżnia MIC od innych typów układów scalonych. MIC są szeroko stosowane w małych urządzeniach elektronicznych, które działają na częstotliwościach elektronicznych i elektromagnetycznych, takich jak telefony komórkowe, urządzenia GPS, systemy zdalnie sterowane i urządzenia do przetwarzania obrazu. Ich niewielki rozmiar pozwala na ich stosowanie w wielu przenośnych urządzeniach bezprzewodowych, a natura MIC sprawia, że ​​jeden układ może działać jako samodzielne urządzenie, wykorzystując tylko jeden półprzewodnikowy wafel.

MIC zostały po raz pierwszy zaprojektowane w latach 40. XX wieku i wyewoluowały z podstawowego obwodu mikrofalowego, ponieważ zapotrzebowanie i technologie tamtych czasów umożliwiły postęp w wytwarzaniu obwodów opartych na waflach. Od tego czasu mikrofalowe układy scalone dojrzewały od prostych obwodów jednofunkcyjnych do złożonych, wielofunkcyjnych obwodów o coraz mniejszych rozmiarach i złożonych możliwościach. Stanowią one podstawę przemysłu mikrofalowego i produkcji półprzewodników, a wiele typów MIC może być tanio i wydajnie produkowanych masowo do użytku w elektronice użytkowej, nauce i przemyśle.

Wyspecjalizowane typy MIC mają różne zalety i zastosowania, które często są określone przez ich metodę produkcji. Hybrydowe mikrofalowe układy scalone (HMIC) powstają poprzez umieszczenie dyskretnych elementów na płytce drukowanej, zwanej podłożem . Poszczególne elementy mogą być kondensatorami, rezystorami, tranzystorami lub innymi układami scalonymi. Razem tworzą cały MIC. Materiały użyte do produkcji i lutowania komponentów mogą wpływać na częstotliwość, właściwości elektryczne i ogólną wydajność obwodu.

Monolityczne mikrofalowe układy scalone, znane również jako MMIC, wymagają bardziej złożonej konstrukcji, w której cały obwód jest zaprojektowany jako pojedynczy układ scalony, a wszystkie elementy są wytwarzane na półprzewodnikowym podłożu. MMIC są często stosowane w systemach satelitarnych, które wymagają małych, niedrogich obwodów, które nadal oferują wysoką prędkość i wydajność. Obwody te działają w pasmach od 300 megaherców (MHz) do 300 GHz i są zdolne do wykonywania wielu funkcji manipulacji częstotliwością i mocą.

Wielu użytkowników uważa, że ​​MMIC mają znaczącą przewagę nad obwodami hybrydowymi ze względu na różnice konstrukcyjne i możliwości wydajności. Nowoczesna koncepcja mikrofalowego układu scalonego ogólnie odnosi się do MMIC - który jest uważany za postęp w stosunku do oryginalnego, większego, cięższego MIC - pomimo ograniczeń MMIC, które mogą obejmować funkcjonalną sztywność po początkowej produkcji. W przypadku bardziej niezawodnych, skalowalnych i elastycznych układów scalonych wiele integruje wiele wielofunkcyjnych, wyspecjalizowanych MMIC w większe, bardziej złożone mikrofalowe układy scalone.