微波集成电路

目 录

第1章 绪论 1
1.1 集成电路概述 1
1.2 微波频率简介 2
1.3 微波集成电路的发展和应用 4
1.3.1 微波集成电路的起源 5
1.3.2 微波混合集成电路 6
1.3.3 微波单片集成电路 7
习题 10
参考文献 10
第2章 微波集成传输线 11
2.1 微波集成传输线概述 11
2.2 微波集成传输线分析方法 12
2.2.1 概述 12
2.2.2 传输线分布参数元件的定义 14
2.2.3 微波集成传输线分布参数等效
电路 17
2.2.4 微波集成传输线材料及特性 20
2.3 微带线 24
2.3.1 概述 24
2.3.2 微带线中的主模和高次模 25
2.3.3 微带线的特性阻抗和相速 28
2.3.4 微带线的损耗 38
2.3.5 微带线的品质因数 45
2.3.6 微带线的色散特性 47
2.4 其他类型的微波集成传输线 51
2.4.1 带状线 51
2.4.2 悬置微带和倒置微带 54
2.4.3 槽线 55
2.4.4 共面波导 56
2.4.5 鳍线 58
2.4.6 介质集成波导 59
习题 61
参考文献 61
第3章 微波无源集成电路 62
3.1 概述 62
3.2 微带集成电路中的不连续性 63
3.2.1 概述 63
3.2.2 微带线的截断端 64
3.2.3 微带线的阶梯跳变 66
3.2.4 微带间隙 68
3.2.5 微带线拐角 69
3.2.6 微带线T接头 71
3.2.7 微带线十字接头 71
3.2.8 微带线实现集总元件 72
3.3 耦合微带线定向耦合器 76
3.3.1 耦合微带线 76
3.3.2 平行耦合微带线定向耦合器 80
3.3.3 Lange耦合器 86
3.4 微带线三端口功分器 86
3.4.1 概述 86
3.4.2 微带Wilkinson功分器 88
3.5 微带分支线电桥和微带环形电桥 90
3.5.1 概述 90
3.5.2 微带分支线电桥 90
3.5.3 微带环形桥 92
3.6 微波集成滤波器 94
3.6.1 概述 94
3.6.2 低通原型滤波器及其转换 95
3.6.3 微波滤波器的实现 106
3.6.4 小型化滤波器设计 114
习题 121
参考文献 122
第4章 微波固态器件 123
4.1 半导体物理基础 123
4.1.1 晶体的能带结构和导电机理 123
4.1.2 半导体电磁场基本方程 126
4.2 微波固态器件基础 128
4.2.1 微波半导体材料特性 128
4.2.2 PN结 129
4.2.3 金属-半导体接触 135
4.3 二极管 137
4.3.1 肖特基二极管 137
4.3.2 变容二极管 139
4.4 双极晶体管 139
4.4.1 双极晶体管 139
4.4.2 异质结双极晶体管（HBT） 148
4.5 场效应晶体管（MESFET、HEMT、
PHEMT） 149
4.5.1 金属半导体场效应晶体管
（MESFET） 149
4.5.2 异质结场效应晶体管
（HEMT、pHEMT） 155
习题 160
参考文献 160
第5章 微波混合集成电路 161
5.1 概述 161
5.2 微带混合集成晶体管放大器 161
5.2.1 微波晶体管放大器理论 162
5.2.2 微波晶体管放大器的设计 171
5.3 微波振荡器 182
5.3.1 微波振荡器基本原理 182
5.3.2 二极管振荡器 183
5.4 微波混频器 186
5.4.2 单端混频器 188
5.4.3 平衡混频器 189
5.5 微波倍频器 193
5.5.1 微波倍频原理 193
5.5.2 二极管倍频器 196
5.5.3 FET倍频器 199
5.6 微带混合集成技术 200
5.6.1 屏蔽盒体 200
5.6.2 转换接头 203
5.6.3 偏置电路 206
5.6.4 隔直（DC-block） 209
5.6.5 微波电路中固体器件的安装 211
5.7 微波多芯片组件技术 218
5.7.1 概述 218
5.7.2 低温共烧陶瓷多层集成电路技术
（LTCC） 219
5.7.3 微波LTCC电路 228
5.7.4 LTCC在微波毫米波系统中
的应用 233
习题 236
参考文献 237
第6章 微波单片集成电路 239
6.1 概述 239
6.2 元部件技术 241
6.2.1 无源元件 242
6.2.2 有源器件 247
6.2.3 MMIC设计流程 257
6.3 MMIC工艺 258
6.3.1 衬底材料生长和晶元生长 259
6.3.2 典型MMIC工艺步骤 262
6.4 MMIC电路设计实例 264
6.4.1 MMIC低噪声放大器设计 264
6.4.2 四次谐波镜像抑制混频器MMIC
设计 278
6.5 版图 288
6.6 MMIC测试 292
习题 295
参考文献 295
部分习题参考答案 297