微波集成电路 课件 第二章 微波集成传输线-2.1概述.pptx

第二章微波集成传输线

2.1概述微波集成传输线是平面传输线，是微波集成电路的基础：“平面”，是相对于波导同轴等立体传输线而言；在（介质或半导体）基片上形成导电膜/条带优点：集成度高→小型化、轻量化可靠性好易于批量生产低成本与波导、同轴立体传输线比较，微波集成传输线具有：缺点损耗大Q值低功率容量低基片：——介质/半导体，介电常数远大于1；——厚度远小于立体传输线尺寸制备工艺：厚膜工艺和薄膜工艺更小的传输线尺寸（横向、纵向），更高的集成度易于批量生产、低成本。

2.1概述微波集成传输线应有的特点：集成度高便于与固态器件（三端器件）连接，电路损耗低便于与其他电路系统连接常见微波集成传输线：微带线带状线悬置微带和倒置微带槽线鳍线共面波导介质集成波导特性参数：·特性阻抗；·相速和波长；·衰减常数；·功率容量设计原则应用领域

较高的介电常数，使电路小型化：2.1概述微波集成传输线的基片材料应具有的特点:其它要求：在给定的频率和温度范围内介电常数稳定；纯度高，性能一致性好；击穿强度高；导热性好，以适用于较大的功率；适应环境能力强。传输线横截面更小导波波长更短低损耗：小的损耗角正切tanδ低的基片导电率机械性能好：硬度强韧性好表面平整、光洁使覆着的金属层面平整、光洁，金属损耗低性价比高

2.1概述材料名称材料类型介电常数损耗正切×10-4表面粗糙度μm热导率W/cm℃应用与特点石英SiO23.781(20GHz以内)0.1~0.50.01低介电常数、低损耗、高光洁度、易碎、金属附着性差、成本高，毫米波陶瓷9.0~10.0（一般9.8）15(20GHz以内)2~150.3高介电常数、损耗小、表面光洁、便于加工，厘米波-毫米波段蓝宝石氧化铝晶体8.6（水平方向）、10.55（垂直方向）150.5~10.4电各向异性，光洁度高、损耗低、价格昂贵，毫米波聚四氟乙烯纤维加强板?2.5~2.810~15(10GHz)??厘米波铁氧体?13~162~5(10GHz)100.03非互易器件/电路氧化铍?6.61(10GHz)2~102.5导热好，功率器件高介陶瓷?20~801~2(10GHz)?0.01~0.05小型化电路TaconicRF60PTFERandomGlassFiber6.15+/-0.25?28（X-band）0.43?复合介质软基片、双面覆铜、硬度低、便于加工成型、机械强度低、导热性差、低成本，应用广泛RT/duroid58702.3312(10GHz)0.22?RT/duroid58802.29(10GHz)??0.20RT/duroid6010LMPTFECeramic10.223(10GHz)?0.86?ULTRALAM3850LiquidCrystallinePolymer2.925??无源器件应用最广泛的硬基片应用最广泛的软基片微波集成传输线的常用介质基片材料

2.1概述微波单片集成电路的常用半导体基片材料名称SiGaAsInPGaNSiC电阻率（Ω·cm）103-105107-109~107≥1010≥1010相对介电常数11.712.9148.940电子迁移率(cm2/(V·s))145085006000800500电子饱和速度(cm/s)9×1061.3×1071.9×1072.3×1072×107抗辐照能力弱很好好优优密度(g/cm3)2.35.34.8?3.1热导率(W/cm·℃)1.450.460.681.34.3工作温度（℃）250350300500500禁带宽度（eV）1.121.421.343.392.86击穿电场(kV/cm)~300400500≥5000≥2000Si：较低的电阻率和电子迁移率，较好的导热率，主要应用低频、高功率器件GaAs：微波单片集成电路的主要基片材料InP：毫米波频段，高增益、低噪声性能。宽禁带材料SiC、GaN：具有出色的热稳定性、化学稳定性和抗辐照能力，适合制做微波高功率MMIC、航空航天、核工业等恶劣环境

2.1概述微波集成传输线的金属材料应具有的特点:高导电率；性能稳定，不易氧化蚀刻性好容易焊接/键合容易淀积或电镀对基板附着力强。材料电阻率Ω/cm趋肤深度μm（2GHz）表面电阻率Ω/cm2×10-7f-1/2热膨胀系数10-5/℃基片附着性银1.59×10-61.42.521差铜1.67×10-61.52.618很差金2.35×10-61.73.015很差铝2.65×10-61.93.325很差钨5.34×10-62.64.74.6好钼5.5×10-62.74.76.0好铬12.7×10-62.74.79.0好钽15.2×10-64.07.26.6很好

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