El circuito integrado monolítico de microondas (MIS) es un circuito integrado fabricado con tecnología de estado sólido y diseñado para operar en frecuencias de microondas (300 MHz - 300 GHz). Los MMIC de microondas generalmente realizan las funciones de un mezclador, un amplificador de potencia, un amplificador de bajo ruido, un convertidor de señal y un interruptor de alta frecuencia. Se utilizan en sistemas de comunicación (principalmente celulares y satelitales ), así como en sistemas de radar basados en conjuntos de antenas en fase activa (AFAR) [1] .
Los MMIC son pequeños (del orden de 1 a 10 mm2) y se pueden producir en grandes cantidades, lo que contribuye al uso generalizado de dispositivos de alta frecuencia (por ejemplo, teléfonos móviles ).
Las entradas y salidas MMIC de microondas a menudo se conducen a una impedancia de 50 ohmios para simplificar la combinación de etapas múltiples. Además, los equipos de prueba de microondas suelen estar diseñados para funcionar en un entorno de 50 ohmios.
Los MMIC se fabrican con arseniuro de galio (GaAs), que ofrece dos ventajas principales sobre el silicio tradicional (Si): la velocidad del transistor y un sustrato semiconductor . Sin embargo, la velocidad de los dispositivos basados en tecnología de silicio está aumentando gradualmente, y el tamaño de los transistores está disminuyendo, y los MMIC ya se pueden fabricar a base de silicio. El diámetro de la oblea de silicio es más grande (normalmente, 8 o 12 pulgadas frente a las 4 o 6 pulgadas del arseniuro de galio) y el precio es más bajo, lo que se traduce en un menor costo de IC.
Inicialmente, se utilizaron transistores de efecto de campo con dopaje de canal uniforme (MESFET) como elemento activo del MMIC. Más tarde, los transistores bipolares de heterounión ( HBT ) se utilizaron ampliamente y, desde finales de la década de 1990, han sido reemplazados gradualmente por transistores de efecto de campo de alta movilidad de electrones (HEMT, pHEMT, mHEMT) [2] .
Las tecnologías de fosfuro de indio (InP) muestran un rendimiento superior en términos de amplificación, frecuencia de corte más alta y bajos niveles de ruido . Pero debido al tamaño más pequeño de las placas y la mayor fragilidad del material, siguen siendo caras.
La tecnología basada en una aleación de silicio y germanio (SiGe), desarrollada por IBM en 1996, se ha convertido en una de las principales en la fabricación de transceptores de microondas (en particular, para teléfonos móviles). Le permite crear estructuras de transistores más rápidas (en comparación con las de silicio convencionales) con una mejor linealidad de las características con un ligero aumento (10-20%) en el costo de los procesos. Sin embargo, quizás el valor más significativo de esta tecnología es la facilidad para formar tales transistores en un solo chip con circuitos de silicio convencionales, lo cual es importante para crear sistemas de un solo chip [2] .
La más prometedora es la tecnología que utiliza nitruro de galio (GaN) [2] . Dichos transistores pueden operar a temperaturas y voltajes mucho más altos. A mediados de la década de 2000, se demostraron dispositivos GaN HEMT con una potencia de salida de 176 W, un voltaje de funcionamiento de 63 V y una eficiencia del 54,8 % con una ganancia de 12,9 dB a una frecuencia de 2,1 GHz [3] , así como con una densidad de potencia de 32,2 W/mm y una tensión de funcionamiento de 120 V a una frecuencia de 4 GHz [4] .