Circuitul integrat monolitic cu microunde (MIS) este un circuit integrat fabricat folosind tehnologia în stare solidă și proiectat să funcționeze la frecvențe de microunde (300 MHz - 300 GHz). MMIC-urile cu microunde îndeplinesc de obicei funcțiile unui mixer, a unui amplificator de putere, a unui amplificator cu zgomot redus, a unui convertor de semnal și a unui comutator de înaltă frecvență. Ele sunt utilizate în sistemele de comunicații (în primul rând celulare și prin satelit ), precum și în sistemele radar bazate pe rețele de antene active în fază (AFAR) [1] .
MMIC-urile sunt mici (de ordinul a 1-10 mm2) și pot fi produse în cantități mari, ceea ce contribuie la utilizarea pe scară largă a dispozitivelor de înaltă frecvență (de exemplu, telefoanele mobile ).
Intrările și ieșirile MMIC pentru microunde sunt adesea conduse la o impedanță de 50 ohmi pentru a simplifica potrivirea în mai multe etape. În plus, echipamentele de testare cu microunde sunt de obicei proiectate să funcționeze într-un mediu de 50 ohmi.
MMIC-urile sunt fabricate folosind arseniura de galiu (GaAs), care oferă două avantaje majore față de siliciul tradițional (Si) - viteza tranzistorului și un substrat semiconductor . Cu toate acestea, viteza dispozitivelor bazate pe tehnologia siliciului crește treptat, iar dimensiunea tranzistoarelor este în scădere, iar MMIC-urile pot fi deja fabricate pe baza de siliciu. Diametrul plachetei de siliciu este mai mare (de obicei 8 sau 12 inchi față de 4 sau 6 inci pentru arseniura de galiu) și prețul este mai mic, rezultând un cost IC mai mic.
Inițial, tranzistoarele cu efect de câmp cu dopaj pe canal uniform (MESFET) au fost utilizate ca element activ al MMIC. Mai târziu, tranzistoarele bipolare cu heterojoncție ( HBT ) au devenit utilizate pe scară largă, iar de la sfârșitul anilor 1990 au fost înlocuite treptat cu tranzistoare cu efect de câmp cu mobilitate mare a electronilor (HEMT, pHEMT, mHEMT) [2] .
Performanța superioară în ceea ce privește amplificarea, frecvența de tăiere mai mare, precum și nivelurile scăzute de zgomot sunt demonstrate de tehnologiile cu fosfură de indiu (InP). Dar datorită dimensiunii mai mici a plăcilor și a fragilității crescute a materialului, acestea rămân în continuare scumpe.
Tehnologia bazată pe un aliaj de siliciu și germaniu (SiGe), dezvoltată de IBM în 1996, a devenit una dintre principalele în fabricarea de transceiver cu microunde (în special, pentru telefoane mobile). Vă permite să creați structuri de tranzistori mai rapide (comparativ cu cele convenționale din siliciu) cu o liniaritate mai bună a caracteristicilor, cu o creștere ușoară (10-20%) a costului proceselor. Cu toate acestea, poate cea mai semnificativă valoare a acestei tehnologii este ușurința formării unor astfel de tranzistori pe un singur cip cu circuite convenționale de siliciu, ceea ce este important pentru crearea sistemelor cu un singur cip [2] .
Cea mai promițătoare este tehnologia care utilizează nitrură de galiu (GaN) [2] . Astfel de tranzistoare pot funcționa la temperaturi și tensiuni mult mai ridicate. La mijlocul anilor 2000, au fost demonstrate dispozitive GaN HEMT cu o putere de ieșire de 176 W, o tensiune de funcționare de 63 V și o eficiență de 54,8% cu un câștig de 12,9 dB la o frecvență de 2,1 GHz [3] , precum și cu o densitate de putere de 32 .2 W/mm și o tensiune de funcționare de 120 V la o frecvență de 4 GHz [4] .