微波集成电路
丛 书 名：
普通高等教育“十三五”规划教材
微电子与集成电路设计系列规划教材
作 译 者：谢小强,徐跃杭,夏雷
出 版 日 期：2018-07-01
书 代 号：G0327090
Ｉ Ｓ Ｂ Ｎ：9787121327094
图书简介：
本书主要内容包括：传输线，不连续性，基本电路单元，无源电路，有源电路，微波混合集成电路，微波单片集成电路和三维立体集成电路（MCM）。为此，本教材围绕微波集成电路传输线结构，基本无源电路单元，有源电路，混合集成电路，单片集成电路和三维立体集成电路，对相应的技术特点，分析方法，实现工艺和相关应用等。
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配 套 资 源
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图 书 内 容
内容简介
本书主要内容包括：传输线，不连续性，基本电路单元，无源电路，有源电路，微波混合集成电路，微波单片集成电路和三维立体集成电路（MCM）。为此，本教材围绕微波集成电路传输线结构，基本无源电路单元，有源电路，混合集成电路，单片集成电路和三维立体集成电路，对相应的技术特点，分析方法，实现工艺和相关应用等。图书详情
ISBN：9787121327094开 本：16开页 数：320字 数：512.0本书目录
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展开前 言
前 言 集成电路已经在各行各业中发挥着非常重要的作用，可以说电路集成技术是现代信息社会发展的基石。作为集成电路的重要组成部分，始于20世纪50年代的微波集成电路已在航天航空、雷达、导航、制导、通信、测量、气象探测、工业检测、智能交通、机场异物检测等军事和民用等领域获得了广泛的应用。在这些微波无线应用系统中，微波信号通常作为信息和能量的载体，系统中的微波电路部分往往位于系统前端，用于处理这些微波信号。因此，微波电路对微波信号处理的技术水平就成为决定微波无线应用系统性能的关键因素。可以说，微波无线系统性能的决定因素在于高性能微波电路设计与实现。因此，随着微波无线技术在民用领域的广泛开展，对于相关领域的科学研究者、设计者和工程应用者来说，高性能、高集成度、高可靠性和低成本的微波电路集成技术显得极其重要。 另外，随着微波电路集成技术及应用需求的发展，新材料、新工艺和新技术逐步在微波集成电路领域的采用与推广，微波集成电路在工作频率、带宽、信号质量、低噪声性能、输出功率能力、功能、功耗、小型化、可靠性和低成本等方面取得了革命性的进步，并促进了微波无线系统在灵敏度、作用半径/距离、信息容量、反应速度、准确性和精度等系统性能上的显著提高，拓展了系统功能和应用领域。反过来，系统需求与应用领域的扩展又进一步推动了现代微波电路集成技术在器件、电路、集成方式和集成规模等方面不断地发展与革新。可以说，现代微波集成技术及其应用发展，彰显了新一代信息技术正经历的持续、快速的革命进程。 本书是电子科技大学规划教材，是作者在微波集成电路科研和教学的基础上逐年积累编写而成的。在当前微波集成技术与系统应用背景下，为适应当前高等学校开展的课程体系与教学内容改革，及时反映微波集成电路教学基础内容与最新研究成果，我们编写了这本微波集成电路基础教材。本书以培养基础理论与基本方法为目标，紧跟现代微波电路集成新技术与新方法，从先进性和实用性出发，基础教学内容与工程实现和应用并重，较全面地介绍了微波集成电路的概念和设计方法。 本书具有如下特色。 l 根据研究型教学理念，采用研究型学习的方法，即“提出问题—解决问题—归纳分析”的问题驱动方式，突出学生主动探究学习在整个教育教学中的地位和作用。 l 在内容及描述上，我们注重对概念和原理上的理解和描述。首先从集成电路概念出发，从实际工艺和实现方法入手，然后基于一定的工艺技术进行相应的集成电路设计，最后采用实际设计案例，加深对每一个概念的理解。 l 本书的基本思路是分两步走。首先，以微波集成电路的组成为一条主线，围绕这条主线介绍微波集成电路基础知识、基本原理和功能特点，同时拓展知识面，介绍各种部件的原理和相关技术。其次，以材料和工艺技术为另一条主线，介绍混合集成电路、多芯片组件和单片集成电路的基本知识、基本原理和设计技术，并通过实例加深不同材料和工艺下设计方法的区别。上述两条主线是一个有机的整体，是相辅相成的，其实质是理论知识与实践应用、传统集成工艺和新兴集成技术完美结合的一条综合知识中轴线。 l 本书注重将微波集成电路的最新发展适当地引入到教学中来，保持了教学内容的先进性。本书源于微波集成电路的科研和教学实践，凝聚了工作在第一线的科研教师和任课教师多年的教学经验与科研成果。 本书语言简明扼要、通俗易懂，具有很强的专业性、技术性和实用性。通过学习本书，你可以： l 了解微波集成电路的概念和应用背景； l 掌握微波集成电路设计方法； l 了解当前最先进的微波集成电路技术。 本书共分6章，参考学时为32～64学时。教学中，可根据教学对象和学时等具体情况对书中内容进行删减和组合，也可以进行适当扩展。 本书可作为高等学校电磁场与微波技术、集成电路、通信、雷达等专业的基础教材，也可供相关工程技术人员学习和参考。 本书第1章、第2章、4.1节和4.2节由谢小强副教授编写，第3、6章由徐跃杭教授编写，4.3～4.5节和第5章由夏雷研究员编写。全书由谢小强副教授统稿。 本书的编写参考了大量近年来出版的国内外相关技术资料，以及电子科技大学微波毫米波电路与系统教研室的研究成果，吸取了许多专家和同人的宝贵经验，在此向他们深表谢意。 在本书的编写过程中，本教研室赵翔、吴永伦、周睿、毛书漫，刘伶、肖玮、董月红等研究生，以及电子工业出版社王羽佳编辑为本书的攥写和出版做了大量工作，在此一并表示感谢！ 由于微波集成电路发展迅速，作者学识有限，书中误漏之处难免，望广大读者批评指正。 编 者展开作者简介
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