應用于單片微波集成電路的連接線以及連接線的設計方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及集成電路制造技術領域，尤其涉及一種應用于單片微波集成電路的連 接線以及連接線的設計方法。
【背景技術】
[0002] 隨著微電子技術以及微波技術的發展，單片微波集成電路在微波通訊系統中的應 用越來越廣泛。與傳統的混合集成電路相比，單片微波集成電路具有體積小、重量輕、成本 低、一致性高等優點，正是由于這些優點，單片微波集成電路芯片正在逐漸地取代體積巨大 的混合成集成電路模塊。這種發展趨勢對單片微波集成電路提出了越來越高的要求，結構 復雜的多功能單片微波集成電路芯片的需求越來越高。
[0003] 現在的單片微波集成電路芯片中往往包含多個子功能電路，芯片設計師在設計芯 片時一般都需要先設計各個子功能電路，然后通過連接線將各子功能電路連接在一起形成 整體電路。然而在微波和毫米波頻段，因為射頻信號的波長變短到可以和連接線的長度相 比擬，連接線具有傳輸線效應，不再等同于理想的連線，會對電路性能造成巨大的影響。
[0004] 目前為了減小連接線對單片微波集成電路性能的影響，芯片設計師通常會采用以 下三種方法：
[0005] 1.使用50 Q特性阻抗傳輸線進行子電路連接，如果各子電路的輸入輸出端均很 好地匹配到50 Q，則采用50 Q特性阻抗傳輸線連接電路不會影響到電路的匹配，一般不會 對電路的性能產生任何的影響；
[0006] 2.盡量使用最短的連接線，連接線越短，其對電路的性能影響越小；
[0007] 3.將連接線作為整體電路匹配的一部分。
[0008] 雖然以上三種方法可以一定程度地減小連接線對電路性能的影響，但是它們具有 以下缺點：
[0009] 1. 50 Q特性阻抗傳輸線經常用于混合微波集成電路中，但是對于單片微波集成電 路來說50D特性阻抗傳輸線的寬度太大，會占用很大的空間，從而增加芯片的成本，并且 50 Q特性阻抗傳輸線的使用不方便芯片的版圖布局；
[0010] 2.在微波、毫米波頻段，幾十微米長的連接線便會對電路的性能產生巨大的影 響，并且在很多時候連接線的長度都在100微米以上，因此即使把連接線的長度減小到最 小，其也會對電路性能造成不可忽略的影響；
[0011] 3.將連接線作為整體電路匹配的一部分可以保證電路的整體性能，但是這種方法 意味著需要對各子電路進行重新的優化設計，這無疑將會占用大量的時間。
【發明內容】
[0012] 本發明的目的在于克服上述技術的不足，提供一種應用于單片微波集成電路的連 接線以及連接線的設計方法，該連接線可以有效的減小連接線對單片微波集成電路性能 的影響，提高工程師設計單片微波集成電路的效率。
[0013] 本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：一種應用于單片微波集成電路的連 接線，由第一連接線、電容和第二連接線構成，所述第一連接線和第二連接線分別與兩個子 電路相連，所述第一連接線和第二連接線之間連接有電容。
[0014] 一種連接線的設計方法，步驟一、首先需要先設計出集成電路的各個子電路模 塊，將它們的輸入輸出端均匹配到50歐姆；步驟二、根據公式（8) 11= 12= 1/2和公式 (9)
【主權項】
1. 一種應用于單片微波集成電路的連接線，其特征在于：由第一連接線、電容和第二 連接線構成，所述第一連接線和第二連接線分別與兩個子電路相連，所述第一連接線和第 二連接線之間連接有電容。
2. -種連接線的設計方法，其特征在于：步驟一、首先需要先設計出集成電路的各個 子電路模塊，將它們的輸入輸出端均匹配到50歐姆；步驟二、根據公式（8) 11= 12= 1/2和 公式（9)
角定出電容的大小和位置，設計出連接線；步驟三、最 后只需要用該連接線將各個子電路模塊連接在一起便可以實現整體單片微波集成電路的 設計； 其中，公式（8)和公式（9)按照下述方法取得：假設子電路的輸入輸出端均匹配到 50D，假設第一連接線和第二連接線的寬度一致；令連接線的寬度為w，長度分別為1:和12， 電容的大小為C，在實際電路應用中連接線的總長度1 = 1:+12，由電路板圖的布局決定，連 接線的寬度w可以根據版圖的布局調節， 在單片微波集成電路中，連接線一般為微帶線，根據連接線的寬度《，可以計算出連接 線的特性阻抗Z。，如 公式1所示
上式中&和e^分別為真空中的磁導率和介電常數，eeff為介質材料的有效介電常 數，h為介質基板的厚度。 經過長度為h的連接線的阻抗變換，從右向左看點b處的阻抗變換為：
上式中0為傳播常數，其值為電磁波角頻率與相速度之比，如公式3所示： # = 7 公式⑶ 再經過電容C的阻抗變換，從右向左看點C處的阻抗變換為：
公式（4) 經過長度為12的連接線的阻抗變換，從左向右看點c處的阻抗變換為：
為了使連接線對電路性能不產生影響，則UPZ。2應該共軛匹配，即Z。:和Z。2的實部 應該相等，虛部應該相反，如公式6和7所示：
解公式6和公式7,得出： 1, = 1 ,= 1/2 公式
（8)
【專利摘要】本發明涉及集成電路制造技術領域，尤其涉及一種應用于單片微波集成電路的連接線。由第一連接線、電容和第二連接線構成，所述第一連接線和第二連接線分別與兩個子電路相連，所述第一連接線和第二連接線之間連接有電容。該連接線與傳統連接線相比，最大的改變在于在連接線的中間加入一個電容，該電容可以抵消掉連接線的傳輸線效應，且不會占用太大的面積，不會影響芯片的整體布局。該連接線在工作頻率附近可以看作一段理想的連接線，不會對電路性能產生影響。
【IPC分類】H01L23-66, G06F17-50
【公開號】CN104617081
【申請號】CN201510050434
【發明人】周鵬, 全金海
【申請人】全金海
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月30日