Circuits intégrés hyperfréquences
Composants à semiconducteurs pour hyperfréquences

4.1 Introduction

Un circuit intégré monolithique micro-ondes (MMIC) consiste en une intégration sur le même substrat semiconducteur (Si, GaAs, InP, GaN) d'éléments actifs et passifs réalisant une fonction complète (amplificateur, mélangeur, oscillateur...). Le concept de MMIC est ancien et la commercialisation de ces circuits date du milieu des années 1980. Par rapport au circuit hybride où les différentes puces (transistors...) sont reportées sur un circuit imprimé, le circuit monolithique présente les avantages suivants :

• absence de connexions par fils impliquant une réduction des éléments parasites et une meilleure fiabilité dans la mesure où les connexions sont à l'origine de la plupart des défauts de fonctionnement ;

• réduction de la taille des circuits ;

• composants actifs et passifs optimisés individuellement ; les choix du concepteur ne sont pas limités par un catalogue de composants ;

• coût du circuit non proportionnel à sa complexité (tout problème de rendement de fabrication mis à part) ;

• possibilité de tests hyperfréquences sur plaques réduisant le coût global du test des circuits.

Les principaux inconvénients des circuits monolithiques par rapport aux circuits hybrides sont :

• le coût d'équipement très élevé ;

• aucune possibilité d'accord entre les éléments ;

• substrat à permittivité relative élevée (≈ 12) (intégration d'antenne difficile) ;

• des couplages parasites entre les éléments ou avec le plan de masse.

Bien que des circuits intégrés d'usage courant (amplificateur faible bruit, amplificateur de puissance, amplificateur large bande, mélangeur, commutateur, diviseur de fréquence...) soient disponibles au catalogue des constructeurs, l'utilisation d'une fonderie pour la réalisation de MMIC s'est développée rapidement. Le principe de la fonderie est de proposer une réalisation de MMIC spécifiques sur la base d'une technologie établie et de règles de dessins précises. L'utilisation d'une fonderie est donc tout à fait intéressante pour la fabrication de circuits réalisant des fonctions spécifiques ou ayant des performances bien précises. Le processus de conception puis de réalisation des MMIC est...