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TECNOLOGÍAS DE RADIO FRECUENCIA

Introducción

Actualmente la tecnología asociada a la banda de 2.5 GHz está desarrollada comercialmente y se prevee una saturación de la banda más baja en aplicaciones con gran potencial de crecimiento económico como son los sistemas de comunicaciones personales PCS y las redes de área local inalámbricas WLAN. Por lo tanto, no es muy arriesgado pronosticar que habrá un desarrollo importante de circuitos, equipos y sistemas inalámbricos que trabajen en la banda de 5 GHz, por lo que se justifica plenamente el esfuerzo en el diseño tecnológico de estos subsistemas por parte de la Comunidad científica. Dentro de la tecnología de semiconductores, que proporciona dispositivos activos que operan en este rango, se ha desarrollado la tecnología monolítica de circuitos de microondas MMIC, que por las ventajas que ofrece constituye un campo activo de investigación y desarrollo. La esencia de un circuito monolítico integrado es que todos los componentes, tanto pasivos como activos, y sus interconexiones se fabrican sobre el mismo sustrato de material semiconductor. Estos circuitos son descendientes directos de los circuitos integrados híbridos Microstrip HMIC’s en los que los componentes activos y algunos pasivos se montan como elementos discretos sobre sustratos dieléctricos. Para las conexiones, líneas Microstrip, y los componentes pasivos es importante que el sustrato forme un dieléctrico con bajas pérdidas.

Dos de los factores que han contribuido a que la evolución y el desarrollo de esta tecnología en los últimos años hayan sido bastante considerables son:

• La mejora de los procesos tecnológicos de fabricación de los circuitos MMIC, es fundamental para la implantación de la idea de diseño en un chip.
• El desarrollo de paquetes CAD/CAM (Computer-Aided Design/Computer Aided Manufacturing), han hecho más asequible su tarea al diseñador.

Es habitual la existencia de entornos de diseño, que permiten realizar todo tipo de simulaciones así como confeccionar layouts, usados conjuntamente con librerías actualizadas con los modelos de dispositivos proporcionados por la foundry con la que se trabaje.

Historia

El primer CI fue desarrollado en 1958 por el ingeniero Jack Kilby justo meses después de haber sido contratado por la firma Texas Instruments. Se trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma base semiconductora para formar un oscilador de rotación de fase

En el año 2000 Kilby fue galardonado con el Premio Nobel de Física por la contribución de su invento al desarrollo de la tecnología de la información. La historia de los circuitos integrados podría explicar un poco porque nuestro mundo esta lleno de estos. Los circuitos integrados fueron posibles gracias a descubrimientos experimentales que demostraron que los semiconductores pueden realizar las funciones de los tubos de vacío. La integración de grandes cantidades de diminutos transistores en pequeños chips fue un enorme avance sobre el ensamblaje manual de los tubos de vacío (válvulas) y circuitos utilizando componentes discretos. La capacidad de producción masiva de circuitos integrados, confiabilidad y facilidad de agregarles complejidad, impuso la estandarización de los CIs en lugar de diseños utilizando transistores que pronto dejaron obsoletas a las válvulas o tubos de vacío. Existen dos ventajas principales de los CIs sobre los circuitos convencionales: coste y rendimiento. El bajo coste es debido a que los chips, con todos sus componentes, son impresos como una sola pieza por fotolitografía y no construidos por transistores de a uno por vez.

Evolución de las tecnologías integradas de Microondas

Gracias al establecimiento de la Teoría Electromagnética se lograron los siguientes avances:

Cuadro resumen de las tecnologías de Circuitos Integrados de Rafiofrecuencia.

Tecnología no integrada (los precedentes):

• Predicciones (fines s. XIX)
• Propagación E.M. (Maxwell)
• Ondas guiadas (Rayleigh)
• Verificación experimental
• Leyes electrodinámicas (Hertz)
• Radio-tecnología (Marconi)
• Comienzos de Iμo
• Propagación en guías de onda
• Verificación experimental
• Southworth, Barrow, 1936
• Transmisión sin pérdidas

Desarrollo del RADAR (1940):

• Tecnología “no integrada”
• Estructuras de guiado

Guía de Onda:

Características principales :

• alta potencia
• bajas pérdidas
• dispositivos complejos
• ancho-banda limitado
• voluminosidad
• rigidez; no integrable

Cable Coaxial:

Características principales :

• bajas pérdidas
• gran ancho-banda
• calibrado de sistema.
• tamaño reducible
• diseño restringido
• no integrable

Mezcladores:

Los mezcladores tradicionales de los años 50 y 60 incorporan elementos resistivos que estaban basados en la tecnología de los años 40 y 50. Básicamente consistían en un diodo encapsulado formado por un hilo de tungsteno en contacto con un trozo de silicio tipo p. La estructura era esencialmente un metal semiconductor basado en los mecanismos físicos descritos en teoría de rectificación con diodo Schottky [2]. Los dispositivos estaban encapsulados en formatos estándares y montados sobre guías de onda/coaxiales consiguiendo formar acoplo proporcional por T-mágica, etc. A finales de los años 60, un original formato de encapsulado formado por metal-quartz-metal (MQM) introdujo una gran flexibilidad y un aumento del rango frecuencial.

Micro-cintas (microstrip):

Las líneas de transmisión en circuito impreso (microstrip), es una tecnología que se ha usado por algún tiempo. Esta tecnología es ampliamente usada debido a que tiene un ancho de banda muy amplio. Además, proporciona circuitos muy compactos y ligeros. Son económicos de producir y fácilmente adaptables a las tecnologías de fabricación de circuitos integrados híbridos y monolíticos a frecuentas de radio frecuencia y microondas.

La estructura de microstrip forma parte de una familia más grande de líneas de transmisión, llamadas estructuras de guías planas. Las estructuras de guías planas están compuestas de un dieléctrico con metalización en uno o ambos lados. Controlando la dimensión de de la metalización, es posible construir una variedad de circuitos pasivos, líneas de transmisión y circuitos de acoplamiento de impedancias. Adicionalmente, dispositivos activos son intercalados en estas estructuras. Esto proporciona una forma de construir complicados circuitos de microondas, en una forma barata y compacta. Circuitos integrados de microondas (MICs) y circuitos integrados monolíticos de microondas (MMICs) se forman de esta manera. Una variedad de líneas de transmisión planas han sido desarrolladas, tales como; microcinta, guías de onda coplanar, línea de ranura (slotline) y cinta coplanar de las cuales microstrip es la más usual.

Una vez que se selecciona un dieléctrico, las características de estas líneas de transmisión son controladas por el ancho del conductor o los espacios en los planos superiores de la estructura. Para diseñar una línea de microstrip básica, es necesario ser capaz de determinar la impedancia característica y la permitividad efectiva, preferentemente como función de frecuencia.

Obtención de obleas para Circuitos Integados

Chips fabricados en una oblea de silicio

En este apartado describiremos como se hace un Circuito Integrado (C.I). La tecnología usada en la fabricación de un Chip se llama tecnología planar esta permite una gran productividad. Veremos los principales procesos de la tecnología planar y como esta se aplica para la construcción de un circuito CMOS, circuito fundamental de la electrónica digital.

El primer paso de la producción de un C.I. es la obtención de una oblea de material semiconductor con estructura cristalina. Los semiconductores más importantes para la fabricación tanto de dispositivos discretos como de circuitos integrados son, con diferencia, el Silicio (Si) y el Arseniuro de Galio (GaAs). Los procesos que se siguen para conseguir una oblea semiconductora a partir de la materia prima son los siguientes:

• Purificacion del substrato mediante tratamiento quimico
• Crecimiento en volumen del cristal
• Corte, limpiado y pulido de obleas.

Circuitos de Microondas Híbridos

Sustrato

Los circuitos integrados de microondas híbridos HMIC consisten en un patrón de conductores planos sobre un sustrato dieléctrico. Debe poseer las dos siguientes características: buena conductividad térmica para disipar el calor y una constante dieléctrica idónea para la velocidad de transmisión. Se utiliza la alúmina (AL2O3) hasta los 10 GHz y el vidrio de Sílice más allá de dicho límite. En los circuitos no recíprocos, como el circulador o aislador, se utiliza la ferrita o granate.

Algunos sustratos orgánicos como el teflón PTFE (politetrafluorurotileno) son usados en amplificadores. Sobre el sustrato se colocan capas intermedias aislantes de Nitrato de Tantalio (Ta2N) como material resistivo y capas de conductores (NiCr-Cu-Au). Los componentes activos se colocan en pastillas sin encapsulado y con solo los conductores de soporte para reducir el tamaño y los efectos parásitos de los terminales

La tecnología usada para la producción es la denominada película delgada (Thin Film). Similar a la película gruesa (Thick Film) usada en baja frecuencia pero el método de producción es distinto. La película gruesa se obtiene por serigrafiado con lo que se obtienen capas de 12 a 40 μm de espesor. Mientras que en película delgada se utiliza la vaporización con espesores inferiores a 0,2 μm. El proceso de producción recurre al ciclo de sputtering que deposita sobre un substrato varios estratos de material resistivo, conductor y aislante en una cámara de crecimiento o mediante el ciclo de plateado selectivo por fotolitografía de oro.

Caracteristicas:

• La separación de niveles de conducción es 0,3 eV, (superior al Si) y permite trabajar a una temperatura más alta.
• El consumo de potencia es de 10 a 1000 veces menor.
• Puede aplicarse como elemento discreto (transistor MESFET) en MMIC, o en optoelectrónica para fibras ópticas.
• Mientras el AsGa tiene mayor velocidad y frecuencia de trabajo, menor ruido, menor consumo y soporta mayor temperatura; Silicio en cambio tiene un costo menor, mayor integración circuital y una tecnología más experimentada.

MMIC

La tecnología MMIC comienza con W.Schockley-1952 que propuso el transistor FET y en 1964 se pudo patentar la tecnología MMIC (Texas Inc). El primer MMIC de Si data de 1965; el primer FET de AsGa data de 1966; el primer HMIC de AsGa de 1972 y en 1985 se desarrolló la producción industrial del MMIC de AsGa. El desarrollo final de la tecnología estuvo a cargo del Departamento de Defensa de USA para la denominada "Star ward" con un conjunto de 50 empresas. Varias de ellas desarrollan hoy día circuitos custom MMIC. Como parte del mismo programa de desarrollo se estudio el semiconductor más interesante para el futuro: el Carbono C, cuya estructura cristalina es el diamante (B.Manz-1988). El carbono soporta un voltaje de ruptura 50 veces superior al AsGa; la conductividad es 4 veces superior al Cu y 20 veces superior al Si; la constante dieléctrica es la mitad que en el AsGa. Los problemas se relacionan con el crecimiento cristalino.

Los MIC’s híbridos HMIC son los más directos competidores de MMIC ya que aquella es una tecnología consolidada y se mueven muchos intereses entre los que se dedican a comercializarla y porque para muchas aplicaciones existen circuitos capaces de proporcionar la funcionalidad requerida sin tener que recurrir a MMIC. La tecnología híbrida se resiste a dejar de ocupar una plaza relevante en el mercado actual, y por ello se avanza en la investigación para dar lugar a nuevas generaciones de híbridos con mejores características. El principal esfuerzo está encaminado a intentar reducir el tamaño de los circuitos híbridos.

Microstrip

En la actualidad, existen diversas estructuras que se emplean para fabricar líneas de transmisión para los MICs. Inclusive dentro de las mismas estructuras base, se forman adaptaciones especiales de acuerdo a condiciones y necesidades que se requieran en cada aplicación. Las más conocidas pueden apreciarse a continuación.

Sin embargo, de entre todas estas arquitecturas, la tipo Microstrip es comúnmente preferida, debido a las bondades que presenta tanto para el diseño y como para su fabricación. Microstrip es (junto con la estructura strip) uno de los tipos de estructura más empleados actualmente para elaborar líneas de transmisión para circuitos integrados de microondas.

Su característica principal es su simpleza arquitectónica. Debido a que es una estructura más abierta y simplificada, puede ser fácilmente construida e incorporada en los esquemas PCB.

Las líneas de transmisión elaboradas con esta estructura son más fáciles de fabricar, interconectar y manipular que las del tipo strip. Además, son más ligeras y compactas, y su proceso de elaboración resulta normalmente más económico. Poseen banda ancha en frecuencia y son compatibles tanto con las tecnologías híbridas como monolíticas de los MICs.

Tipos de estructura de líneas de transmisión compatibles para funcionamiento con MICs

Componentes de la Estructura:

Recalcando lo antes mencionado, se trata de una arquitectura simple: presenta una sola tierra, así como un solo conductor (que cumple la función de elemento radiante), separados entre sí por una única capa de material dieléctrico que actúa de substrato.

El campo electromagnético que se desarrolla en este modelo de línea se produce parcialmente en el espacio y parcialmente en el material dieléctrico.

Sin embargo, cabe aclarar el hecho de que, prácticamente hablando, la Microstripline no puede trabajar tan solo con estos componentes, ya que precisa de una envoltura que proteja el componente de la interacción con el medio ambiente en el que trabaje y que reduzca la presencia de interferencias electromagnéticas (EMI).

Por ello, se adiciona a esta estructura básica una carcasa metálica que actúe como protección mecánica, electromagnética, sello hermético y disipador de calor. La estructura completa puede apreciarse en la figura siguiente en el extremo derecho bajo el nombre de estructura blindada.

Estructuras de líneas de transmisión tipo Microstrip

Sin embargo, no obstante los beneficios que aporta, la presencia de esta carcasa provoca un comportamiento diferente del campo magnético generado en la línea de transmisión. Este cambio puede originar modos parásitos de señal en algunos casos. Asimismo, puede ocasionar una reducción del valor de la constante dieléctrica efectiva del dispositivo. Por ello, es necesario escoger las dimensiones para dicha cubierta tomando en consideración la condición en la que se logra anular tales modos, la cual es:

$\lambda _{0}<{\frac {2}{\sqrt {{({\frac {M}{l}})}^{2}+{({\frac {N}{a}})}^{2}}}}$

donde a es el ancho de la Microstrip line, l es el largo y la longitud de onda fundamental a la cual se va a hacer la transmisión. (Nota: M=N=1)

Parámetros y condiciones inherentes al modelo

Los parámetros más importantes de la línea de transmisión tipo Microstrip se encuentran condicionados por las dimensiones físicas del componente.

Impedancia característica:

La impedancia característica se calcula a través de las ecuaciones de Wheeler, bajo la consideración de que la naturaleza del campo electromagnético generado por la línea de transmisión es prácticamente de tipo transversal (TEM). En la figura siguiente se puede apreciar los valores que adopta la impedancia característica en función de distintos anchos de conductor W, distintas alturas de blindaje (H-h) y distintos valores de constante dieléctrica relativa R dados. Las gráficas presentadas en la figura han sido desarrolladas tomando como valor de referencia la altura del substrato h.

Comportamiento de la impedancia característica de la línea Microstrip, de acuerdo a distintos parámetros físicos

Como se puede apreciar en las gráficas, a medida que se aumenta la altura del blindaje respecto de la altura del substrato, la impedancia se incrementa. No obstante, para el caso del ancho del conductor y de la constante dieléctrica relativa, la relación ocurre de manera inversa.

De acuerdo a estudios, se sabe que la influencia de la cubierta metálica sobre el comportamiento magnético de la línea se pierde al llevar la altura del blindaje a un tamaño 10 veces mayor al de la altura del substrato, recobrándose en ese momento el comportamiento teórico. Por ello, se puede considerar los valores de impedancia caraceterística mostrados en las gráficas para dicho valor de altura como los mismos existentes para el caso teórico. Siguiendo los planteamientos físicos desarrollados por Bahl y Triveldi, la manera en que se calcula la impedancia es la siguiente:

El rango promedio de la impedancia característica de la Microstrip line va desde 20 ohmios (debajo de este valor aparecen los modos de orden mayor) hasta los 120 ohmios (limite máximo para fabricación)

Constante dieléctrica efectiva:

Para el caso de la constante dieléctrica efectiva, se tiene una relación como la que se muestra en la gráfica siguiente. A través de esta, se puede observar que la constante guarda un comportamiento determinado de acuerdo a distintas combinaciones de valores de ancho de conductor W, altura de blindaje (H-h) y de constante dieléctrica relativa R. Para este caso, también ambas gráficas han sido desarrolladas en relación con la altura del substrato h.

Comportamiento de la Constante dieléctrica efectiva de la línea Microstrip, de acuerdo a distintos parámetros físicos

Tras revisar las gráficas, se cae en cuenta en que la constante dieléctrica efectiva también guarda una relación directa con la altura del blindaje, al igual que sucedía con la impedancia característica. No obstante, en contrapartida con lo visto anteriormente, analizando el ancho del conductor y el valor de la constante dieléctrica relativa, se encuentra que la relación se mantiene también como directa, puesto que se refleja en las gráficas un incremento de la constante efectiva dieléctrica a medida que se incrementan estos parámetros.

Siguiendo nuevamente los planteamientos de Bahl y Triveldi para este caso, la manera en que se calcula la constante dielectrica efectiva resulta ser la siguiente:

Condiciones y limitantes físicas de acuerdo al material:

Algo adicional que debemos evidenciar al analizar estos parámetros es el hecho de que estos funcionan condicionados a ciertas propiedades físicas que son inherentes al material con que se elabora el dispositivo.

Por ejemplo, para el caso de una línea microstrip fabricada en base a alumina pura ( R=9.8), el ratio de W/h para una de 50 ohmios estará en torno al 95%. Eso significa que en 254 micrones de alumina, el ancho para una microstrip de 50 ohmios será cerca de 241 micrones. Para una línea de GaAs ( R=12.9), el ratio de W/h para 50 ohmios está alrededor del 75%. Por ello, en 100 micrones de GaAs, una microstrip de 50 ohmios tendrá un ancho de 75 micrones aproximados. Para el caso de una línea hecha con materiales de superficie suave basados en PTFE ( R=2.2), el W/h que se obtiene para una de 50 ohmios es aproximadamente de 3.

Aplicaciones en el campo de las telecomunicaciones: Antenas Microstrip

Su principal aporte en el ámbito práctico de la industria de telecomunicación es el permitir el desarrollo y fabricación de antenas Microstrip.

Estas antenas son construidas a partir de una línea de transmisión Microstrip y tienen la particularidad de poder ser configurados para emular el comportamiento de cualquiera de los otros tipos de antena más empleados (ejemplo: yagi, parabólica, dipolo simple y de múltiples elementos, panel plano, ranurada, entre otros). Esta peculiar capacidad, ha permitido que se origine una inmensa cantidad de variantes del modelo. El modelo más representativo y popular de este tipo resulta ser la antena rectangular Microstrip de polarización única, también conocida como "antena de parche". En la gráfica siguiente podemos apreciar la estructura de ella:

Antena Microstrip rectangular (antena de parche)

Haciendo una descripción rápida de la antena de parche, se puede indicar que esta mantiene la misma estructura mencionada anteriormente para la línea Microstrip, al estar hecha en base a ella; con la única salvedad de que sus dimensiones están configuradas a las de un rectángulo. En uno de sus extremos lleva soldado un cable de transmisión RF para poder ser adaptado a cualquier dispositivo de radio.

Las antenas Microstrip son fabricadas a partir de tiras delgadas de PCB y metal, posicionadas sobre módulos hechos también con PCB. Debido a la naturaleza del material base, poseen contextura delgada y un peso mínimo, condiciones que hacen a este tipo de antena un elemento ideal para aplicaciones aeroespaciales para consumidor de bajo costo, tales como los satélites de emisión directa (Direct Broadcast Satellites - DBS).

Emplean, además de la forma rectangular, formas simples (como cuadrada, circular, triangular y elíptica) e incluso formas complejas, dependiendo del tipo de parámetros que se desee optimizar en la aplicación para la que se utilice (ancho de banda, lóbulos laterales, polarización cruzada, etc.) Como las antenas de parche radian en un rango muy cercano a sus frecuencias de resonancia, su dimensión principal es de aproximadamente media longitud de onda. Por ello, la directividad que posee esta antena es equiparable a la de una antena dipolo de media onda. No obstante, esta limitación puede eliminarse al agrupar varias de las antenas de parche en un array de antenas.

Ventajas de las antenas Microstrip:

• Bajo costo de fabricación.
• Alta tolerancia al doblamiento y empalmado a superficies curvas. (siempre que la curva a la que se adapte no sea demasiado abrupta)
• Gran facilidad para unirse y convertirse en un arreglo mayor de antenas.
• Peso liviano.
• Son muy fáciles de montar en superficies planas y curvas.

Desventajas de las antenas Microstrip:

• Ancho de banda limitado (1-5%)
• Funcionamiento sólo a baja potencia (no pueden manejar tanta potencia de salida como otras antenas).
• Deben ser diseñados para operar en rangos de frecuencia muy específicos.
• No se pueden aplicar en sistemas de comunicación de banda ancha.

RFIC

  Un circuito integrado de radiofrecuencia comprende un circuito de control mejorado para conmutar entre al menos dos modos de funcionamiento dependiendo de la característica de una señal recibida por el circuito integrado, que comprende: una primera entrada para recibir una primera señal de RF cuando el circuito integrado está en un primer modo; una segunda entrada para recibir una segunda señal de RF cuando el circuito integrado está en un segundo modo; un detector en el circuito integrado, conectado a la primera y segunda entradas, para detectar la presencia de la primera y segunda señales de RF, y generar una señal de salida en un puerto lógico del detector; y un controlador en el circuito integrado, conectado al detector para conmutar el circuito integrado entre el primer modo y el segundo modo en respuesta a la señal de salida, sin necesidad de aplicar una señal de control externa al circuito integrado.

Tecnologías en RFIC

1.- Tecnología CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor).

Esta tecnología es una de las más empleadas en la fabricación de circuitos integrados por sus amplios beneficios técnicos y económicos. Su principal característica consiste en la utilización conjunta de transistores de tipo pMOS (polaridad positiva) y tipo nMOS (polaridad negativa) configurados de tal forma que, en estado de reposo, el consumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas. Dado que sólo un tipo de circuito está activo en un tiempo determinado, los chips CMOS requieren menos energía que los chips que usan sólo un tipo de transistor. Esto los hace particularmente atractivos para el uso en dispositivos que usan baterías como notebooks, telefonoces celulares, etc.

Los beneficios que presenta:

• El bajo consumo de energía.
• Robustos frente a ruido o degradación de señal debido a la impedancia del metal de interconexión.
• Sencillos de diseñar.
• Posibilidad de integración muy alta.
• Costes reducidos

Algunos de los inconvenientes son los siguientes:

• Baja velocidad de trabajo
• Son vulnerables a latch-up, referido a la existencia de un tiristor parásito en la estructura CMOS que entra en conducción cuando la salida supera la alimentación, pero puede ser evitado esparciendo los contactos de sustrato y pozos de difusión.
• Sensibilidad a las cargas estáticas.

Sección transversal de 2 transistores en una puerta CMOS, para el caso de un proceso N-well CMOS

2.- Tecnología BiCMOS.- (contracción de Bipolar-CMOS) es el nombre de una tecnología de fabricación de circuitos integrados que combina las ventajas de las tecnologías bipolar y CMOS integrándolas juntas en uno mismo.

Los transistores bipolares ofrecen alta velocidad, alta ganancia y baja resitencia de salida mientras que los CMOS presentan alta resistencia de entrada que se traduce en puertas lógicas sencillas y de bajo consumo; cuando esto se tubo bien definido, por los años 90 se decide unir estas dos tecnologías y hallar la tecnología BiCMOS el cual presenta como gran ventaja:

• Baja capacitancia, lo que supone un gran ancho de banda para los amplificadores y alta velocidad de conmutación para circuitos lógicos.

La desventaja de esta tecnología es:

• Su coste elevado por la fabricación particular.
• Considerable consumo de energía.

Problemática de los RFIC

Uno de los problemas que tiene la tecnología CMOS es la adición de ruido debida a la conmutación de los transistores, ya que al pasar de saturación a corte, introducen ruido a la señal. Esta es la línea de investigación, ya que es el único punto débil de la tecnología.

Aplicaciones

Las tecnologías inalámbricas tienen un mercado potencial enorme, y las tecnologías emergentes buscan su sitio. Podemos citar las siguientes:

WiMax

WiMAX son las siglas de ‘Worldwide Interoperability for Microwave Access’, y es la marca que certifica que un producto está conforme con los estándares de acceso inalámbrico ‘IEEE 802.16′. Estos estándares permitirán conexiones de velocidades similares al ADSL o al cablemódem, sin cables, y hasta una distancia de 50-60 km. Este nuevo estándar será compatible con otros anteriores, como el de Wi-Fi (IEEE 802.11).

Figura de una placa WiMAX MIMO

RFID

La identificación por radiofrecuencia o RFID por sus siglas en inglés (radio frequency identification), es una tecnología de identificación remota e inalámbrica en la cual un dispositivo lector o reader vinculado a un equipo de computo, se comunica a través de una antena con un transponder (también conocido como tag o etiqueta) mediante ondas de radio.

Etiqueta RFID EPC en uso por Wal-Mart

UMTS

Ultra-wideband (también UWB, ultra-wide-band, ultra-wide band, etc.) se usa para referirse a cualquier tecnología de radio que usa una banda ancha más grande que 500 MHz o el 25% de la frecuencia central, de acuerdo con la FCC (Federal Communications Commission).

Este tipo de tecnologías pueden tener una duración limitada ya que aunque tienen estándares internacionales como la WiMax 802.16, no están implantadas y no se han masificado lo suficiente. En este caso, su directo competidor es el estándar WiFi, totalmente consolidado.

MMIC

Un circuito integrado de microondas monolítico (MMIC: Monolithical Microwave Integrated Circuit) consiste en construir todos los elementos activos y pasivos del circuito sobre un mismo substrato, para lograr una optima operación en el rango de frecuencias de microondas. Fue pensado para eliminar los problemas de los circuitos integrados de microondas híbridos, HMIC, donde el proceso de ensamblado y testeo eléctrico conformaba una labor intensa de laboratorio, pequeñas variaciones de montaje de cada dispositivo individual requerían la sintonización del circuito y dificultosos procesos de control. La Northrop Grumman Corporation (antiguamente TRW) fue la primera compañía contratada por DARPA que logró producir con éxito circuitos MMICs de GaAs usando Transistores de Alta Movilidad Electrónica (HEMT) y Transistores Bipolares de Unión Heterogénea (HBT).

En sus inicios los primeros MMICs, estaban hechos con GaAs MESFET, diodos IMPATT (Impact Ionization Avalanche Transit Time) y diodos varactores, pero con el desarrollo de la tecnología GaAs se incremento el uso de Hits, HEMTs y PHEMTs en aplicaciones específicas.

El MESFET de GaAs fue el primer transistor de microondas y ha permanecido en muchos diseños MMICs. Se caracteriza porque es fácilmente fabricado usando una implantación de iones y se usa en un gran número de aplicaciones debido a que tiene muy buena figura de ruido y potencia de salida. La mayoría de las foundries de GaAs ofrecen MESFET con longitud de puerta de 0.5 micras que son útiles para circuitos con frecuencias de operación de 20 GHz. Las foundries generalmente ofrecen una selección de diferentes tipos de diseños de propósito general: potencia DC baja, alta potencia de RF. Usando una implantación selectiva de iones, es posible conseguir distintos tipos sobre el mismo circuito.

El HEMT (High Electrón Mobility Transistor) ofrece un considerable incremento de la transconductancia respecto al MESFET y con longitudes de puerta menores de 0.1 micra, los circuitos pueden operar sobre los 100 GHz.

Los HEMTs también han sido presentados sobre Fosfuro de Indio, los cuales tienen una mejor actuación en frecuencia con figuras de ruido menores de 0.8 dB A 60 GHz y 1.2 dB a 94 GHz. Los amplificadores monolíticos operando sobre 100 GHz han sido presentados usando HEMTs sobre Fosfuro de Indio.

Los transistores bipolares de heterounión sobre GaAs (HBT) tienen algunas ventajas sobre los HEMTs, porque son de estructura vertical. Un HBT con un ancho de emisión de varios microns puede ofrecer una buena actuación en microondas. El HBT tiene intrínsecamente una ganancia alta pero también tiene una capacidad y resistencia parásitas altas. Estos pueden ofrecer gran densidad de potencia y eficiencia pero sufre limitaciones técnicas que lo han hecho más adecuado para aplicaciones pulsadas. La alta resistencia de base del HBT hace que su figura de ruido sea considerablemente más alta que la de los HEMTs, pero esto está siendo mejorado.

Las tecnologías bipolares de Silicio han avanzado mucho recientemente y estas tecnologías ofrecen una limitación al dominio del GAaS en el desarrollo del MMICs.

Los circuitos MMIC ofrecen mejoras de ancho de banda sobre los circuitos basados en componentes integrados, debido a que se evitan pérdidas eléctricas y capacidades parásitas al poder colocar las redes de acoplamiento más cerca de los transistores. Esto produce un gran avance en la fiabilidad de las aplicaciones que requieren un gran número de elementos. En estas aplicaciones cada etapa puede necesitar cerca de tres chips que incorporen amplificadores de potencia, amplificadores de bajo ruido y desfasadores.

Fabricación

La fabricación se basa en uso del GaAs como semiconductor, se hace mediante implantación directa de iones que están semi-aislados logrando una mayor velocidad de los electrones y con el aumento de movilidad, se obtiene una mayor velocidad de conmutación y operación a mayores frecuencias. Además este material posee una propiedad semi-aislante de alta resistividad que inhibe las corrientes parásitas entre los electrodos de los transistores en el mismo chip que reduce la diafonía o interferencia cruzada entre dispositivos, esto permite la integración de elementos activos de RF, dispositivos de control lógico, líneas de transmisión y elementos pasivos en un único substrato y así obtener características que no se obtienen con el tradicional Silicio y Germanio, respondiendo a una nueva demanda del mercado de las comunicaciones de alta frecuencia, como son las redes de área local (WLANs), sistemas de posicionamiento global (GPS), transmisión digital directa de banda ancha por satélite (DBS) y sistemas de telefonía móvil.

El esquema muestra las regiones de los canales activos y contacto óhmico del FET logrando una baja resistencia en los bornes drenador y surtidor.

Los MMIC usan GaAs por dos razones:

• Tiene mayor velocidad de saturación y más bajo campo de movilidad que el Silicio, resultando dispositivos más rápidos.

• Puede ser realizado con alta resistividad, haciendo un sustrato adecuado para los componentes pasivos de microondas

Como resultado de esto, GaAs ha dominado completamente los primeros años de desarrollo del MMIC y hoy en día la mayor parte de MMIC son realizados con GaAs.

La competición entre GaAs y Silicio ha llegado a ser más fiera como resultado del importante desarrollo de la heterounión.

Tecnologías en MMIC

• MESFET de GaAs
• HEMT de GaAs
• HBT de GaAs
• Bipolar de Silicio
• HBT de Silicio-Germanio
• HEMT de Fosfuro de Indio
• HBT de Fosfuro de Indio
• Diodos Impatt, Gunn y Schottky

Los materiales de fabricación definen el tamaño del dispositivo, precio y eficiencia, así tenemos MMIC’s de:

GaAs

La importancia del GaAs (Arseniuro de Galio) está en su capacidad semi-aislante, por eso está adaptado a la fabricación de circuitos integrados. Además, el sustrato semi-aislante produce reducidas capacitancias parásitas, siendo así dispositivos más rápidos y que permiten la implementación de MMIC. En comparación con otras tecnologías de microondas, los MMIC de GaAs ofrece las siguientes ventajas:

• Reducción de tamaño y más rápido que Si, pero mas caro. • Reducción de costes para volúmenes de producción medio-altos • Mejora de las características de los sistemas por la inclusión de algunas funciones como lógicas, RF,.. en un único circuito • Mejora de la reproducibilidad, debido al procesamiento e integración uniforme para todas las partes del circuito. • Mejora del diseño sin necesidad de realizar numerosas iteraciones, debido a la reproducibilidad y al diseño asistido por ordenador. • Mayor rango de frecuencias, reduciendo efectos parasitarios en los dispositivos. • Los MMIC son dimensionalmente pequeños (desde 1 mm2 a 10 mm2) y pueden ser producidos a gran escala, lo que ha facilitado su proliferación en dispositivos de alta frecuencia, como pueden ser los teléfonos móviles.

Si

La principal ventaja de la tecnología de Silicio es el coste, y los MMIC de Silicio abaratan costes frente a sus homónimos de Arseniuro de Galio. Otro de los factor que reduce el coste es que los diámetros de la oblea son ligeramente mayores (de 8 a 12 pulgadas, frente a las 4 o 6 que se emplean para Arseniuro de Galio).

InP

El Fosfato de Indio mejora la ganancia, debido a que trabaja a mayor frecuencia de corte y produce ruidos más bajos , además es de menor precio. Pero es, debido a la alta fragilidad de los materiales que las obleas son más pequeñas y por tanto su uso no es muy extendido.

SiGe

El Germanio de Silicio (SiGe) ofrece velocidades más altas que los dispositivos de silicio convencionales, con las ventajas de coste similares. Por otra parte el GaAs posee propiedades que eliminan la diafonía, por lo que se integra en dispositivos de radio y líneas de transmisión. Es una tecnología innovadora que ofrece menos ruido en comparación con otras alternativas de silicio y rendimiento comparables a los dispositivos más caros como son los de GaAs. Con esta nueva tecnología se aumentará enormemente la sensibilidad del sistema, y los usuarios de 3G, GPS, televisión móvil o dispositivos portátiles podrán usar sus dispositivos incluso en condiciones difíciles, por ejemplo, en el interior de un edificio o espacios cerrados.

Tecnología SIGe 0,35 micrometros de AMS.

Ventajas de los MMIC

Los dispositivos MMIC tienen una impedancia característica de entrada y salida de 50Ω. Esto facilita su uso, ya que la mayoría de equipos de microondas están diseñados para operar con este valor de impedancia. Además facilita su uso en forma de cascada, pues no requieren red de adaptación externa La ventaja principal de esta tecnología consiste en la eficacia para crear soluciones discretas con bajo ruido, además de una alta linealidad, tienen realimentación interna y estabilidad en un amplio rango de frecuencias.

Además de que pueden combinarse funciones multicircuitales sin necesidad interconexión cableada, lo que permite la producción de líneas microstrip compactas. Estos aspectos son muy importantes porque las señales que llegan al receptor, son muy débiles, debido a esto los amplificadores deben ser muy selectivos en frecuencia y aportar el menor ruido posible

Ventajas importantes frente a los HMIC, que justifican la elección de esta tecnología:

• Elevado grado de automatización en el proceso de producción.

• Gran facilidad de reproducción. Una vez obtenido el circuito prototipo con un funcionamiento adecuado, podremos obtener a partir de él todos los circuitos que precisemos, con idénticas características. Si bien es cierto que pueden producirse variaciones en parámetros como la longitud de puerta o concentraciones de dopado, éstas son mínimas. En la tecnología híbrida se han hecho esfuerzos para mejorar esta prestación pero, por la propia filosofía del diseño, nunca alcanzará las prestaciones de MMIC.

• Menor tamaño: el circuito que implementa la funcionalidad concreta para la que se diseña el chip ocupa un área muy pequeña en comparación con el encapsulado.

• Manejo más fácil: permite la posibilidad de montar módulos independientes susceptibles de ser unidos posteriormente para formar el chip definitivo. Incluso se pueden realizar medidas y pruebas reviamente y por separado en cada uno de los módulos.

• Mayor ancho de banda y validez a frecuencias más altas, llegando incluso al campo de las ondas milimétricas y aplicaciones ópticas. Se han conseguido resultados buenos en una banda de trabajo bastante ancha para aplicaciones en el contexto de las radiocomunicaciones, debido en parte a que los diferentes dispositivos implementados en un chip se encuentran más cerca unos de otros que si utilizáramos tecnología híbrida.

• Mayor flexibilidad: es una característica inherente al proceso de diseño y fabricación. Incluso es posible aprovechar algunas propiedades de los circuitos híbridos utilizando una interfaz de adaptación entre ambas tecnologías.

• Mayor fiabilidad.

• Parásitos más bajos y mejor reproducibilidad, ofreciendo un mejor rendimiento, lo cual es muy importante en altas frecuencias.

• Menor coste potencial en grandes producciones, en las que el precio por oblea procesada disminuye muy por debajo del coste de procesar una sola, pudiendo en estos casos ser competitiva la tecnología MMIC frente a HMIC. Además, no se hacen necesarios elementos adicionales que encarecen el producto, tal y como ocurre en la mayoría de los casos en tecnología híbrida.

• Muchas posibilidades que actualmente están disponibles con MMIC de GaAs habrían sido imposibles de obtener mediante el empleo de tecnología híbrida. Por ejemplo, se han conseguido FET’s de longitud de puerta reducida. Estos beneficios se traducen en un circuito compacto con un ciclo de diseño menor si se compara con su aproximación discreta, lo cual los hace más apropiados para soluciones portátiles con limitaciones de espacio. El uso de componentes MMIC es un medio rápido y efectivo en coste. Sin embargo cuando se trata de diseñar MMICs a medida, hay que tener en cuenta que su coste y tiempo de desarrollo son importantes por lo que solo es aconsejable en casos de aplicaciones especiales como en espacio, o producción en serie a gran escala.

Desventajas de los MMIC

Estas soluciones discretas también sus propias desventajas, especialmente en las aplicaciones portátiles modernas con circuitería compactada y períodos de implantación cortos en el mercado. Otra desventaja es que una vez creado el circuito es muy poco ajustable, la mayoría de sus características de funcionamiento no son modificables, por lo que el proceso de diseño ha de ser muy exhaustivo y requiere modelos precisos de física y química para elementos activos y pasivos. Dicho proceso requiere de programas software que permitan sintetizar, analizar y perfilar circuitos lineales y no lineales. Es por eso que muchos fabricantes poseen “bibliotecas” con modelos existentes, que permiten al diseñador de MMIC saber la actuación esperada por parte de un dispositivo sin tener que caracterizarlo experimentalmente. Las posibles desventajas que se pueden asignar a esta tecnología son:

• Mayor coste en producciones pequeñas o en chips que contengan pocos elementos (el coste de un chip no depende del número de dispositivos que se hayan implementado en él sino que es directamente proporcional a su área). En estos casos suele ser más barato montar el circuito a base de componentes discretos en tecnología híbrida. Además, sólo una pequeña parte de la superficie del sustrato de GaAs, que es cara y no se debe desaprovechar, contiene elementos activos.

• Obtener una buena figura de ruido es más difícil de conseguir en MMIC debido a que las pérdidas en los componentes pasivos y en las interconexiones son mayores.

• Mayor diafonía.

• Sin posibilidad de ajuste tras la fabricación.

• Rangos de valores limitados para componentes tales como capacidades e inductores.

• Peores valores en cuanto a la disipación de calor.

Aplicaciones

La experiencia reciente indica que las ventajas de MMIC han ido poco a poco superando a las desventajas y se abren mercados en muchas áreas tales como las que enumeramos a continuación:

• Aplicaciones militares
  • Radares.
  • Sistemas de telecomunicación.
  • Sistemas de vigilancia y medida.
  • Armamento inteligente.

• Aplicaciones civiles en producciones pequeñas
  • Comunicaciones por satélite.
  • Comunicaciones por fibra óptica.
  • Instrumentación.
  • Supercomputadores.

• Aplicaciones civiles en producciones grandes
  • Difusión de canales de televisión por satélite (DBS).
  • Sistema de posicionamiento global (GPS).
  • Telefonía móvil.
  • Televisión de alta definición (HDTV).
  • Radares para automóviles.

Mediante el uso de soluciones basadas en tecnología MMIC a medida, se pueden mejorar las características del sistema, así como la funcionalidad y fiabilidad. Además se reduce el número de componentes, el tamaño del circuito, peso y consumo de potencia, así como los tiempos de ensamblado. Los ejemplos más comunes que usan circuitos MMIC son los sistemas de comunicación de transmisión y recepción, en sensores y radares que operen a alta frecuencia.

Receptor MMIC de 30 GHz

En un sistema complejo el cual es representado en bloques, cada uno de estos representa una función del sistema, generalmente cada función es fabricada por separado lo cual permite su optimización según la aplicación a desarrollar. Independientemente del nivel de interconexión de los circuitos, la fiabilidad final del sistema dependerá de la continuidad del funcionamiento de cada circuito.

Esto se comprende mejor al examinar el circuito receptor mostrado en la figura. La señal de entrada (RF) normalmente tiene un nivel muy bajo de potencia que puede estar cerca del nivel de ruido. El amplificador de bajo ruido (LNA), amplifica la señal recibida y al mismo tiempo introduce nuevos ruido de muy poco valor. Si la ganancia del LNA es suficientemente grande, las contribuciones de ruido del resto del sistema serán pequeñas ya que el ruido creado por los demás circuitos se ven minimizados por la ganancia de la LNA. Por lo tanto, la ganancia del LNA, la figura de ruido y la medida de ruido añadido por el LNA, determinan las características del receptor de ruido. Si el receptor tiene características de ruido pobres, no será capaz de recibir señales débiles.

La señal recibida pasará a través de un filtro de banda estrecha y entrada en el mezclador.El generador LO genera una señal de que también se ingresa al mezclador. El mezclador combina las dos señales a través de un dispositivo no lineal, como un MESFET o diodo, y genera una señal de frecuencia intermedia (IF) de fRF – fLO o fLO – fRF y armónicos de IF, RF y frecuencia LO. Todos los componentes menos el deseado deben ser filtrados. La eficiencia de conversión del mezclador por lo general depende de la potencia de accionamiento del generador de LO. Además, una variación en la frecuencia LO provocará un cambio en la IF que pueden hacer que la señal se atenúa en el filtro de banda estrecha, que son parte de la señal mezclada. Si el sistema va a estar asociado con una antena, la dirección y la forma del haz principal radiada o recibida por la antena dependerá de la relación de cambio de fase y nivel de potencia de cada transmisor (y receptor). La fase relativa de cada elemento radiante es fijada por el desfasador (phase shifter). Si la fase cambia debido a condiciones inesperadas la eficiencia de toda la entera se degradará. Por tanto se observa que un cambio de los parámetros en cualquier parte del sistema podría causar que todo el sistema falle.

A continuación se comenta brevemente cada uno de los componentes mostrados:

• Amplificadores MMIC en la banda Ka de banda ancha

Los sistemas de comunicaciones que requieren grandes capacidades en la banda milimétrica están teniendo un gran desarrollo como por ejemplo los sistemas de banda ancha para la distribución de señales de vídeo sin cable tales como LMDS (Local Multipoint Distribution System) que operan en la banda de 28 GHz.

• Amplificador MMIC de ganancia variable y baja distorsión

Son amplificadores utilizados sobre todo en sistemas de comunicaciones. Estos amplificadores son muy lineales, debido a su realimentación negativa y al ser creado con tecnología MMIC, las frecuencias de trabajo llegan hasta la banda Ka. Su principal ventaja es que reduce de manera efectiva el efecto del retardo de fase y los productos de intermodulación (hasta 40dB en los productos de intermodulación de 3er orden). Debido a estas características, son muy utilizados en sistemas digitales con modulaciones QAM.

• Amplificadores de potencia

Los amplificadores de potencia deben trabajar con potencias altas a la entrada y a la salida, y su tensión máxima está limitada por la tensión de ruptura, por lo que conviene que este valor sea alto en los transistores. Los FETs y HBTs de puerta o emisores limitarán la corriente en cada transistor, convirtiendo las pérdidas por resistividad en calor y reduciendo la fiabilidad del dispositivo. Los amplificadores de potencia diseñados con varias fases (una de ellas es un transistor o una combinación en paralelo de éstos) permiten agrupar las limitaciones térmicas y de corriente, y el voltaje de pico. El número de fases depende de las especificaciones de ganancia y frecuencia, ya que la potencia de salida disminuye con el aumento de frecuencia. Los dispositivos pasivos y activos de microondas suelen derivar de la medida de parámetros S en un analizador vectorial. Estos modelos son buenos para circuitos de baja potencia, pero los transistores exhiben una cierta falta de linealidad, por lo que hay que realizar diseños no lineales para diseños de alta potencia. Además, esta no linealidad provoca distorsión de intermodulación (IMD), medida en dB, que es la potencia en frecuencias distintas a la de entrada: 2fRF, 3fRF, etc. Hay que tener en cuenta estas frecuencias para evitar problemas con el circuito.

• Amplificadores de bajo ruido

La función principal de un amplificador de bajo ruido (LNA) es la de amplificar señales extremadamente pequeñas tratando de añadir la menor cantidad de ruido posible, esto es, preservando el nivel de relación señal a ruido (SNR) del sistema.

• Mezcladores

El mezclador convierte la señal de entrada con una frecuencia en una señal de salida con frecuencia distinta que permita el filtrado, el desfasaje y otras operaciones de procesamiento de datos en los circuitos. Idealmente, esta operación no afectaría a la amplitud de la seña ni introduciría ruido. La conversión de frecuencia se consigue con dispositivos con características no lineales de corriente y tensión. En un principio, estos mezcladores eran creados usando diodos, pero actualmente se emplean MESFETs, HEMTs, y PHEMTs.

• Osciladores

Para minimizar el ruido de fase, se requiere resonantes de alta-Q que fijen la frecuencia de oscilación aportando un coeficiente de reflexión mayor que en un ancho de banda muy estrecho y se requiere transistores con bajo ruido 1/f. En los MMICs el desarrollo de los resonadores de alta-Q es el más difícil de obtener de los elementos desde la película estrecha en sustratos finos de GaAs teniendo una alta pérdida de conducción. Los HBTs tienen un bajo ruido 1/f y son usados frecuentemente como osciladores. Los cambios de temperatura pueden producir cambios en las características del transistor y causar cambios en la frecuencia de oscilación o incluso detener la oscilación. La compensación de temperaturas se puede realizar a través de diodos varactores o de elementos controlables con sensores y circuitos de control.

• Desplazadores de fase (Phase Shifter)

Los desplazadores de fase son usados para comunicar un cambio repetible y controlable de fase en la señal de microondas sin que tenga repercusión en la amplitud de la señal. Además se suelen usar con arrays de antenas en fase, donde se usan para controlar la forma y la dirección del haz, también se usan en sistemas de comunicación, en sistemas rádar y en instrumentación de microondas. Se suelen usar dos métodos para el cambio de fase en MMICs. El primer método conmuta la señal entre una longitud corta y una larga de la línea de transmisión para mejorar el desplazamiento de fase de β•l donde β es la constante de propagación de la línea de transmisión y l es el diferencial de longitud de la línea de transmisión. A este tipo de desplazador de fase se le llama switched-line phaser shifter. El segundo método cambia la reactancia de la líneas de transmisión, por lo que los cambios en la propagación son constantes a lo largo de la línea. La implementación de MMIC desplazador de fase es caracterizada como tipo de reflexión o como tipo de transmisión. Hay tres implementaciones que se usan comúnmente: pareado híbrido, línea cargada y línea conmutada.

Diseño de un MMIC

Simulacion

La simulación del circuito es un paso esencial en el diseño y fabricación de MMICs con propósito de producción. Una simulación puede dar una primera aproximación del circuito funcional realizado bajo unas condiciones de entrada y salida. Actualmente la mayoría de los simuladores incluyen herramientas de optimización que reducen en gran medida el tiempo de diseño e incrementa la probabilidad de éxito. Además la mejora de procesamiento de los ordenadores y los recientes avances en desarrollo software, así como las nuevas técnicas de software han dado lugar a herramientas de diseño interactivas muy avanzadas.

Modelos de simulación de las tecnologías disponibles.

El desarrollo de un software comercial que integra los diferentes estados de desarrollo de un MMIC como el esquema, capturas de datos, simulación layout, han sido el resultado de los recientes avances tecnológicos de MMIC CAD motivados por las necesidades del mercado.

Simulación rápida y simple para predecir la performance y validar un MMIC

Simulación de MMIC LNA

Las ventajas del modelado del dispositivo son parcialmente determinadas por la el tipo de caracterización requerida. En general existen 3 modelos para MMIC que son: • Modelos de Dispositivo Empíricos (EDMs), • Modelos Físicos (PBMs) • Modelos basados en datos.

Modelos EDMs:

Los EDMs usan circuitos equivalentes para simular el comportamiento externo de los dispositivos. Este modelo consiste en un número de elementos lineales y no lineales conectados mediante una topología predefinida. Varios EDMS, incluyendo los de pequeña señal y los de gran señal, han sido extensamente usado en la ingeniería MMIC automatizada. Las ventajas de EDMS son su sencilla caracterización, su implementación, y la simulación de circuito. Modelos PBMs: Para obtener sus predicciones de funcionamiento, los PBMs estudian los parámetros físicos que describen la geometría del dispositivo, los materiales, y los parámetros de proceso. Estos parámetros normalmente incluyen la longitud de puerta, la anchura de puerta, grosor del canal, y la densidad de dopaje. Los PBMs tienen una ventaja sobre los EDMS, y es que permiten estudiar los efectos de la variación del proceso durante el funcionamiento del dispositivo; tales efectos son críticos para la predicción de producción y para el proceso de control. Sin embargo, es difícil, y en algunos casos incluso imposibles, obtener los parámetros exactos físicos requeridos para describir el dispositivo. Modelos basados en Datos: Recientemente, modelos basados en datos (también conocidos como basados en la medida) se han hecho populares entre los diseñadores de dispositivo. Los Modelos basados en datos están directamente creados a partir de los datos medidos independientemente de los parámetros de proceso. Un modelo basado en datos puede predecir el comportamiento que se producirá en un nuevo proceso, que mediante funciones empíricas podría ser difícil de representar. Sin embargo, su carencia “idea física” en el dispositivo real estudiado es una desventaja.

Verificación del Producto

Los pasos para la verificación y aceptación del producto son:

• Estabilización
• Análisis SEM (Scanning Electrón Microscopy)
• Prueba del enlace
• Inspección visual
• Pantalla de choque y Ciclo de temperatura
• Pantalla de choque mecánica
• Aceleración constante
• Detección de ruido
• Prueba de escape

Detección de Fallos en los MMIC

Los fallos vienen dados por la degradación en los parámetros característicos de los dispositivos. Su gravedad será determinada por el diseño y la función que desarrolla el MMIC afectado, además de la gravedad de la degradación. Se presenta un tabla con los fallos más comunes y su posible solución: