绪论 1
0.1 微波波段 1
0.2 微波电子线路与微波固态电路 3
0.3 本书的主要内容和章节安排 4
第1章 无源微波元器件 7
1.1 普通集总参数元件 7
1.1.1 金属引线 7
1.1.2 电阻器 8
1.1.3 电容器 9
1.1.4 电感器 11
1.2 微波电路基片材料及传输线元件 12
1.2.1 微波电路基片材料 12
1.2.2 微波电路传输线元件 13
1.3 集总参数元件的微带实现 13
1.3.1 微带电感与电容 13
1.3.2 微带支线电感与电容 14
1.3.3 平面微带螺线电感 15
1.3.4 微带缝隙电容 17
1.3.5 微带交指电容 17
1.4 微带线分支元件与电桥 18
1.4.1 微带T形接头 18
1.4.2 微带十字接头 19
1.4.3 微带线三端口功率分配耦合器 20
1.4.4 微带环形电桥 21
1.4.5 分支线电桥 22
1.5 微带线定向耦合器 24
1.6 微带线谐振器 26
1.6.1 终端短路微带线谐振器 26
1.6.2 终端开路微带线谐振器 29
1.6.3 其他平面结构谐振器 29
1.7 微带线滤波器 30
1.7.1 微带线低通滤波器 31
1.7.2 微带线带通滤波器 32
1.7.3 微带线带阻滤波器 33
1.8 微带线阻抗变换器与阻抗匹配网络 34
1.8.1 1/4波长阻抗变换器 35
1.8.2 1/4波长阶梯阻抗变换器 36
1.8.3 渐变线阻抗变换器 36
1.8.4 单株线阻抗变换器 37
1.8.5 滤波阻抗变换器 39
1.9 微带线平衡-不平衡转换器 39
1.9.1 双面微带线巴伦 41
1.9.2 共面微带线巴伦 41
1.9.3 Marchand巴伦 42
习题1 42
第2章 固态有源微波元器件 44
2.1 半导体基础 44
2.1.1 半导体特性 44
2.1.2 PN结 51
2.1.3 金属与半导体的肖特基接触 58
2.1.4 金属与半导体的欧姆接触 61
2.1.5 N型砷化镓(GaAs)半导体
特性 62
2.1.6 异质结 65
2.2 肖特基势垒二极管 69
2.2.1 肖特基势垒二极管的结构 69
2.2.2 等效电路 70
2.2.3 伏安特性 70
2.2.4 特性参量 72
2.3 变容二极管 73
2.3.1 变容二极管的结构 73
2.3.2 等效电路 74
2.3.3 特性 74
2.3.4 特性参量 77
2.4 阶跃恢复二极管 78
2.4.1 阶跃恢复二极管的结构 78
2.4.2 工作原理及特性参量 78
2.4.3 等效电路 80
2.5 PIN二极管 81
2.5.1 PIN二极管的结构 81
2.5.2 特性 82
2.5.3 等效电路 83
2.6 雪崩二极管 84
2.6.1 雪崩二极管的结构 85
2.6.2 工作原理及特性参量 85
2.6.3 等效电路 88
2.6.4 其他雪崩管结构及工作模式简介 89
2.7 转移电子效应二极管 91
2.7.1 转移电子效应二极管的结构 91
2.7.2 工作原理与特性 91
2.7.3 等效电路 93
2.8 其余类型的二极管 94
2.8.1 检波二极管 94
2.8.2 瞬态电压抑制二极管 95
2.8.3 发光二极管 96
2.8.4 整流二极管 96
2.8.5 隧道二极管 99
2.9 结型晶体管 100
2.9.1 工作原理 100
2.9.2 等效电路与结构 102
2.9.3 特性 103
2.9.4 异质结双极型晶体管 114
2.10 场效应晶体管 115
2.10.1 结型场效应晶体管 115
2.10.2 金属氧化物半导体场效应管 119
2.10.3 金属半导体场效应晶体管 126
2.10.4 异质场效应晶体管 131
2.11 晶体管发展新技术 133
2.11.1 以SiC材料为基底的肖特基
二极管 134
2.11.2 扩散型双基区二极管 135
2.11.3 3-D三栅极晶体管 136
2.11.4 石墨烯晶体管 137
2.11.5 太赫兹肖特基二极管 138
2.11.6 几种新概念型的晶体管 141
2.12 微波半导体产品简介 144
2.12.1 半导体产品命名方式 144
2.12.2 微波半导体产品 148
习题2 152
第3章 微波频率变换器 153
3.1 概述 153
3.2 非线性电阻微波混频器 154
3.2.1 电路工作原理与时频域关系 154
3.2.2 电路功率关系与变频损耗 162
3.2.3 噪声特性 170
3.2.4 混频器的其他电气指标 174
3.2.5 单平衡混频器 175
3.2.6 双平衡混频器 178
3.2.7 双双平衡宽带混频器 180
3.2.8 非线性电阻微波混频器的
基本电路 182
3.2.9 微带型单平衡混频器设计 189
3.2.10 采用芯片实现混频器 199
3.2.11 下变频器的常见结构 203
3.3 参量变频器 204
3.3.1 小信号和频上变频器的工作原理
与方程 204
3.3.2 参变网络及和频上变频器的
一般能量关系 208
3.3.3 小信号和频上变频器的性能 211
3.3.4 小信号和频上变频器的电路
结构 218
3.4 变容管功率上变频器 219
3.4.1 变容管的电压-电荷特性 219
3.4.2 变容管功率上变频器的电路
和电路方程 220
3.4.3 变容管功率上变频器的性能 221
3.4.4 变容管功率上变频器的电路
结构 222
3.5 变容管倍频器 224
3.5.1 变容管倍频器的等效电路及
电路方程 224
3.5.2 变容管倍频器的性能 225
3.5.3 变容管倍频器的电路结构 229
3.6 阶跃管倍频器 230
3.6.1 阶跃管倍频器的工作原理
及分析 230
3.6.2 阶跃管倍频器的电路 238
3.7 场效应管混频器及倍频器 239
3.7.1 单栅场效应管混频器 239
3.7.2 双栅场效应管混频器 241
3.7.3 FET倍频原理 243
3.7.4 FET倍频器电路 245
3.8 检波器 246
3.8.1 检波二极管 247
3.8.2 检波器原理 250
3.8.3 检波器主要技术指标 251
3.8.4 检波器的分类 257
3.8.5 检波器电路 260
习题3 261
第4章 微波放大器 264
4.1 概述 264
4.2 微波参量放大器 265
4.2.1 可变电抗中能量转换与放大
的物理过程 265
4.2.2 参量放大的一般能量关系 267
4.3 微波晶体管放大器 268
4.3.1 微波晶体管放大器的基本分析 268
4.3.2 微波晶体管放大器的结构 287
4.3.3 微波晶体管放大器设计 292
4.3.4 微波晶体管放大器的CAD简介 296
4.4 微波晶体管功率放大器 297
4.4.1 微波晶体管功率放大器的指标
体系 297
4.4.2 微波晶体管功率放大器的结构 299
4.4.3 功率合成技术 300
习题4 309
第5章 微波振荡器 310
5.1 概述 310
5.2 雪崩二极管振荡器 311
5.2.1 负阻振荡器的一般理论与基本
分析 311
5.2.2 微波振荡器的技术指标 320
5.2.3 雪崩二极管振荡器的基本电路 323
5.3 转移电子器件振荡器 325
5.3.1 转移电子器件振荡器工作模式 325
5.3.2 转移电子器件振荡器电路结构 330
5.4 微波晶体管振荡器 331
5.4.1 微波晶体管振荡器的起振分析 331
5.4.2 微波晶体管振荡器的电路结构 333
5.5 微波频率合成技术 335
5.5.1 频率合成技术发展及介绍 336
5.5.2 频率合成器的主要性能指标 341
5.5.3 振荡器电路 341
习题5 344
第6章 微波固态控制电路 345
6.1 概述 345
6.2 PIN管微波开关 345
6.2.1 PIN管微波开关的基本分析 345
6.2.2 PIN管微波开关的基本电路
结构 355
6.3 场效应管微波开关 357
6.4 微波限幅器 359
6.4.1 微波限幅器简介 359
6.4.2 限幅器工作原理 360
6.4.3 PIN二极管限幅器的分类 363
6.4.4 PIN二极管限幅器技术指标 367
6.5 微波电调衰减器 368
6.5.1 衰减器的主要技术指标 368
6.5.2 衰减的基本原理 369
6.5.3 PIN管电调衰减器 374
6.5.4 MESFET电调衰减器 380
6.6 微波电控移相器 381
6.6.1 基本移相器原理及技术指标 382
6.6.2 开关线式移相器 384
6.6.3 高通/低通滤波器式移相器 385
6.6.4 反射型移相器 387
6.6.5 加载线式移相器 388
6.6.6 定向耦合器型移相器 398
6.6.7 平衡式移相器 402
6.6.8 四位移相器 404
习题6 404
第7章 微波集成电路 406
7.1 概述 406
7.2 单片微波集成电路的材料与元件 408
7.2.1 单片微波集成电路的基片材料 408
7.2.2 单片微波集成电路的无源元件 408
7.2.3 单片微波集成电路的有源元件 410
7.3 单片微波集成电路的设计特点 411
7.4 微波集成电路CAD技术 412
7.4.1 MIC CAD技术应用的发展 412
7.4.2 MIC CAD仿真能力 413
7.4.3 MIC CAD的基本实施过程 414
7.4.4 设计中用到的器件模型 415
7.5 微波集成电路的加工工艺简介 417
7.5.1 微波集成电路工艺流程简述 417
7.5.2 单片微波集成电路工艺流程
简述 418
7.6 微波集成电路新技术简介 424
7.6.1 多芯片组件技术(MCM) 424
7.6.2 低温共烧陶瓷多层集成电路
技术(LTCC) 425
7.7 微波及毫米波集成电路应用实例 427
7.7.1 微波及毫米波集成电路在雷达
领域的应用 427
7.7.2 微波及毫米波集成电路在电子
对抗(ECM)领域的应用 430
7.7.3 微波及毫米波集成电路在通信
领域的应用 430
7.7.4 微波及毫米波集成组件 431
7.8 MMIC电路发展趋势 435
附录A 半导体二极管参数符号及其意义 438
附录B 双极型晶体管参数符号及其意义 442
附录C 场效应管参数符号意义 449
附录D 国内外半导体厂家信息表 452
附录E 全球半导体器件厂商英文缩写与
中文全称对照 459
附录F 商业仿真软件简介 461
参考文献 467
这本书给我的感觉,与其说是一本技术手册,不如说是一部关于微波固态技术发展演变的“编年史”。它并没有详细讲解电路设计的具体步骤,更没有提供各种典型电路的参数配置或仿真模型。相反,它将大量的篇幅用于回顾微波固态器件的历史,梳理不同类型器件(如晶体管、二极管、集成电路等)的出现、发展以及相互之间的技术传承和革新。 我本来以为会看到很多关于 S 参数、噪声系数、功率效率等参数的深入分析,以及如何根据这些参数来选择和设计器件。但这本书的重点在于“宏观叙事”。它会告诉你,在某个时期,为什么会是某个类型的器件占据主导地位,是什么样的技术瓶颈促使了新器件的诞生,以及这些新器件又是如何改变了整个微波固态应用的面貌。作者似乎更关注于技术的“来龙去脉”和“整体格局”,而不是具体的“枝节末梢”。 这种叙事方式,对于我来说,起初有些不适应。毕竟,作为一名实践者,我更关心的是如何在我的项目中使用这些技术。然而,随着阅读的深入,我逐渐体会到这种“历史视角”的价值。它帮助我理解了当前各种器件和技术出现的“合理性”,也让我看到了未来可能的技术发展方向。例如,书中对过去一些看似“失败”的技术路径的分析,让我意识到,技术的发展并非总是线性前进,很多时候是充满了迂回和探索。 通过阅读这本书,我对微波固态技术不再仅仅停留在“这是什么”的层面,而是开始思考“它为什么是这样”以及“它将走向何方”。它提供了一个更广阔的背景,让我能够将自己正在学习或研究的具体技术,置于一个更大的图景中去审视。这对于培养技术的前瞻性和创新性思维,有着不可忽视的作用。我不再仅仅是被动地接受现有的知识,而是开始主动地去思考技术的演进逻辑和潜在的未来。 总的来说,这本书不是一本即学即用的“秘籍”,而更像是一堂关于微波固态技术“思想史”的课程。它可能不会让你立刻提升电路设计的实操技能,但它会让你对整个领域有一个更深刻、更全面的认识。对于那些希望从更宏观的层面理解微波固态技术,并希望培养长远发展眼光的读者,这本书无疑能提供宝贵的启示。它鼓励你去思考,去连接,去构建属于自己的技术认知体系。
评分我对《微波固态电路》的阅读体验,怎么说呢,就像是走进了一个充满各种奇思妙想的实验室,但却没能找到预期的“操作手册”。我原本以为这本书会详细讲解如何搭建各种微波固态电路,比如放大器、振荡器、混频器等的具体设计流程,还会涉及详细的计算公式和实际的工程经验。然而,它更多的是在探讨微波固态技术背后的一些“哲学”和“理念”。 这本书花了很多篇幅来讨论微波固态器件的“核心思想”,以及它们是如何影响整个电路设计的“思维方式”。它会深入分析不同器件在微观层面上的工作原理,以及这些原理是如何体现在宏观电路性能上的。但它很少会告诉你“如何具体地去实现”。它更像是在和你探讨“道”,而不是“术”。 我本来希望能从书中找到一些可以即刻应用到我的项目中的“小技巧”或者“经验之谈”,比如如何处理寄生参数,如何进行稳定性分析,或者如何在有限的成本下实现最佳的性能。但这本书的重点,似乎在于让你理解“为什么”这些问题很重要,以及“为什么”会有不同的解决方案。它更倾向于让你建立一种“深刻的理解”,而不是一种“快速的掌握”。 不过,这种“深挖本质”的方式,也并非全无益处。它确实帮助我跳出了单纯的“工程思维”,开始从更基础的物理原理出发去思考问题。当我遇到一些设计上的难题时,这本书所提供的理论基础,反而能帮助我更好地分析问题的根源,并找到一些非传统的解决思路。它就像是在为你打磨一把“利器”,虽然你可能要花费更多的时间去练习如何使用它,但一旦掌握,它就能帮你解决很多棘手的问题。 所以,如果你正在寻找一本能让你立刻上手设计微波固态电路的书,这本书可能不会是你最佳的选择。但如果你希望深入理解微波固态技术背后的原理,培养自己独立分析和解决问题的能力,并且愿意花时间去钻研更深层次的理论,那么这本书绝对会给你带来意想不到的收获。它是一种“润物细无声”的引导,让你在不知不觉中,对微波固态电路有了更深刻的认识。
评分这本书的内容,我得说,跟我预期的有点出入,但仔细想想,反而给我带来了一些意想不到的启发。我原本是抱着学习微波固态器件的具体设计方法和电路实现细节来的,毕竟书名就这么直接。翻开后,发现它更多地探讨了微波固态领域的一些基础理论、发展历程以及一些前沿的研究方向。它并没有直接给出“如何设计一个XX微波固态放大器”这样的指导,而是从更宏观的角度,比如不同材料的特性、不同器件的原理演变、以及它们在不同应用场景下的整体优势和局限性等进行了深入的阐述。 这种“避重就轻”的方式,刚开始让我有些沮丧,觉得学不到实用的技术。但当我静下心来,结合自己已有的知识体系去阅读时,才发现作者的用意。他似乎是想先为你打下坚实的基础,让你理解“为什么”要用固态器件,它们是怎么一步步发展到今天这个地步的,以及未来可能的发展趋势。很多时候,我们埋头于具体的工程实践,反而容易忽略了事物发生的根本原因和更广阔的背景。这本书恰恰弥补了这一点,它让我意识到,理解了背后的原理和历史,才能在实际设计中做出更明智的选择,甚至能够跳出固有的思维模式,去探索新的可能性。 举个例子,书中对不同半导体材料的物理特性进行了详尽的对比分析,这对于我之前只关注特定材料(比如GaAs)的设计者来说,是一个很好的拓宽视野的机会。它让我了解了GaN、SiC等新材料的潜力,以及它们在耐高压、高功率等方面的优势。虽然书中没有直接教我如何用GaN设计一个高功率放大器,但它提供了理解GaN器件为何适合高功率应用的关键信息。这种“授人以渔”的方式,虽然学习曲线会陡峭一些,但长期来看,对个人能力的提升无疑是巨大的。 而且,作者在阐述理论时,并没有过于枯燥,而是穿插了一些历史故事和科学家的轶事,让阅读过程变得生动有趣。比如,他会提到某个重要发现是如何产生的,某个关键理论是如何被提出的,这让我感觉自己不是在孤立地学习一个技术,而是置身于一个不断进步、充满探索精神的科学领域之中。这种人文关怀式的叙述,对于我这样在技术一线工作的人来说,是一种难得的调剂,也能让我对这个领域产生更深的敬意和热爱。 总而言之,这本书更像是一本“思想启蒙”的书,而不是一本“工具书”。它并没有提供现成的解决方案,但它引导你去思考,去理解,去建立一个更完整的知识框架。对于那些渴望深入理解微波固态技术背后的逻辑,并希望为未来的技术发展贡献力量的读者来说,这本书绝对值得一读。它或许不能让你立刻成为一个设计大师,但它一定会让你成为一个更有深度、更有远见的微波固态领域探索者。
评分这本书,我得说,对我来说,与其说是一本“关于”微波固态电路的书,不如说是一次关于“微波固态电路的思考”的梳理。我原本期待的是一本能够提供具体电路设计方法、实用技巧和工程实践经验的指导手册。我希望能从中学习到如何根据具体的性能指标来选择合适的器件,如何进行精确的阻抗匹配,如何优化噪声系数和线性度,以及如何在不同的应用场景下实现最优的电路性能。 然而,我发现这本书更侧重于对微波固态技术“精神内核”的探索。它并没有给出明确的“食谱”,而是引导读者去理解“烹饪的哲学”。它会深入探讨微波固态领域的一些“前沿思考”,比如新材料的应用前景、器件的理论极限、以及未来可能的技术突破方向。它更像是在抛砖引玉,激发读者去思考“下一个是什么”,而不是告诉你“现在是什么”。 当我阅读时,我常常会想到一些更基础的物理概念,以及它们是如何被巧妙地应用到微波固态器件的设计中的。这本书会让你意识到,很多看似简单的电路,背后可能蕴含着深刻的物理原理和精妙的设计思路。它让你明白,理解“为什么”往往比知道“怎么做”更重要。它为你提供了一个“观察世界的视角”,让你能够用一种更宏观、更具穿透力的方式去看待微波固态电路。 这本书并没有直接教我如何画一个电路图,或者如何设置一个仿真参数。它更多的是在培养我的一种“思维模式”。它让你意识到,在微波固态领域,创新往往来自于对基础理论的深刻理解和对现有技术的颠覆性思考。它鼓励你去质疑,去探索,去突破界限。 总而言之,这本书并不是一本“即插即用”的技术手册。它更像是一次“思维的旅程”。它不会给你现成的答案,但它会引导你去寻找属于自己的答案。对于那些渴望深入理解微波固态技术背后的思想精髓,并希望培养独立思考和创新能力的读者来说,这本书无疑是一份宝贵的精神财富。它会让你对微波固态电路这个领域,产生更深层次的敬畏和探索的欲望。
评分说实话,当我拿到《微波固态电路》这本书时,我的内心是期待满满的,希望能从中找到一些实实在在的、可以应用于实际工程设计的干货。毕竟,书名就已经表明了它的核心内容。然而,当我翻开第一页,并逐页深入阅读之后,我发现这本书的“套路”似乎和我预想的有所不同。它并没有像一本典型的教科书那样,从基础概念讲起,然后逐步深入到各种电路拓扑、设计工具和仿真技巧。 这本书的风格更像是在“导览”,它像一位经验丰富的向导,带着你漫步在微波固态技术的广阔天地里。它会为你介绍这个领域里的一些“名胜古迹”,比如历史上重要的器件类型、突破性的技术里程碑,以及那些在行业中扮演关键角色的研究机构和公司。它会描绘出整个技术图景的轮廓,让你对微波固态电路这个领域有一个初步的、整体的印象。 我原本希望看到的,是关于具体器件如何选型、如何匹配阻抗、如何进行噪声分析、如何优化功率输出等详细的“操作指南”。但这本书更多的是在为你“铺垫”,让你了解这个领域存在的各种可能性,以及不同技术路线的“优缺点”。它像是在为你打开一扇扇窗户,让你看到远方的风景,但并没有直接教你如何攀登到那座高峰。 尽管如此,我并没有因此感到失望。相反,我发现这种“俯瞰式”的介绍,反而能帮助我更好地定位自己。它让我意识到,在微波固态电路的浩瀚知识海洋中,我可以选择哪些方向进行更深入的探索,哪些领域是当前的研究热点,哪些又是被普遍认可的经典技术。它提供了一种“地图”,让你知道自己身在何处,以及可以去往何方。 这本书就像是一场“微波固态技术入门介绍会”,它让你对这个领域有了大概的了解,激发了你的兴趣,并为你指明了进一步学习的方向。它不是一本“填鸭式”的学习资料,而更像是一个“信息集散中心”,为你提供了一个起点,让你能够在此基础上,找到更适合自己的专业书籍和学习资源。对于那些初次接触微波固态电路,或者希望对整个领域有一个概览的读者来说,这本书会是一个不错的选择。
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