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■MMIC设计中的异质结双极晶体管(HBT)和二极管以及传输线介绍( 五 )


其他传输线 ， 例如共面条带和槽线 ， 也都可用于MMIC中 ， 但它们的应用主要在用于混频器和天线的平衡 - 不平衡转换器（ baluns）领域中 。
低电阻率衬底上的传输线存在几个问题 ， 这些问题对于高电阻率衬底可以忽略不计 。 这些问题包括慢波效应 ， 传输线损耗增加 ， 以及精确表征传输线的难度增加 。
■MMIC设计中的异质结双极晶体管(HBT)和二极管以及传输线介绍
本文插图

图13、使用CPW传输线的44.5 GHz直接调制器
例如 ， 用于标准CMOS工艺的硅衬底具有大约1到20??/ cm的电阻率;结果 ， 这些基板上的无源组件和互连具有高损耗和低Q因子 ， 尤其是在微波和毫米波频率下 。 已经开发出技术来克服这个问题 ， 例如使用高电阻率（1,500?W/ cm）硅衬底 ， 屏蔽从硅衬底的组件[45] ， 并用微机电系统（MEMS）工艺去除组件周围的硅 。 这些技术正在实现最先进的性能 ， 并且允许对低电阻率衬底进行全面表征 ， 但它们与商业硅工艺处理步骤的兼容性还有很长的路要走 。 但是 ， 如果铸造代工厂可以提供高电阻率的基板 ， 并且设计人员可以使用CPW等传输线 ， 那么损耗可以降至接近通常用GaAs衬底基板相关的水平 。 事实上 ， 越来越多的使用基于硅技术的高频芯片公布出来 ， 这正在形成这样一个证据：现在很明显 ， 硅MMIC和射频集成电路（RFIC）是在微波频率频率范围内具有商用可能性 。
传输线结 ， 其中一条传输线连接到具有不同尺寸的另一条传输线 ， 连接到多于一条其它传输线上 ， 或连接到组件 ， 都倾向于在不连续点的位置产生非传播的渐逝凋零模式 ， 以满足麦克斯韦方程 。 这些模式随着距离结的距离增加而快速消失 ， 但可以产生使结看起来像小的集总电感或电容的效果 。
【■MMIC设计中的异质结双极晶体管(HBT)和二极管以及传输线介绍】当一个金属层上的传输线穿过另一个金属层上的传输线时 ， 它们仅通过它们之间的介质层分开 。 这会导致它们之间的电容耦合 ， 并且可以计算为重叠金属区域的平行板电容 ， 使用它们之间的介电层的平均介电常数和金属层的分隔距离以及我们在后面的章节中会介绍公式来计算 。


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