单片微波集成电路

单片微波集成电路或MMIC（有时称为“模拟”）是一种以微波频率（300 MHz至300 GHz）工作的集成电路（IC）设备。这些设备通常执行诸如微波混合，功率放大，低噪声放大和高频切换之类的功能。MMIC设备上的输入和输出通常与50欧姆的特性阻抗匹配。这使它们更易于使用，因为级联的MMIC不需要外部匹配网络。此外，大多数微波测试设备都设计为在50欧姆的环境中运行。

单片微波集成电路尺寸很小（从1平方毫米到10平方毫米），并且可以批量生产，这使诸如手机之类的高频设备得以普及。MMIC最初是使用砷化镓（GaAs）（一种III-V化合物半导体）制造的。与传统实现IC的传统材料硅（Si）相比，它具有两个基本优势：器件（晶体管）速度和半绝缘衬底。这两个因素都有助于设计高频电路功能。但是，随着晶体管特征尺寸的减小，基于Si的技术的速度逐渐提高，并且现在也可以采用Si技术来制造MMIC。Si技术的主要优点是与GaAs相比，其制造成本更低。硅晶片的直径更大（与GaAs的4“到8”相比，通常为8“到15”），晶片的成本更低，从而有助于降低IC的成本。

最初，MMIC使用金属半导体场效应晶体管（MESFET）作为有源器件。最近，高电子迁移率晶体管（HEMT），假晶型HEMT和异质结双极晶体管已变得很普遍。

磷化铟（InP）等其他III-V技术在增益，更高的截止频率和低噪声方面均表现出优于GaAs的性能。然而，由于较小的晶片尺寸和增加的材料易碎性，它们也往往更昂贵。

硅锗（SiGe）是一种基于Si的化合物半导体技术，与传统的Si器件相比，它提供了更高的晶体管速度，但具有相似的成本优势。

氮化镓（GaN）也是MMIC的一种选择。由于GaN晶体管可以比GaAs晶体管在更高的温度下工作并且可以在更高的电压下工作，因此它们是理想的微波频率功率放大器。