CN110750955A - 一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片及其设计方法。微波单片开关芯片包括输入端PAD和两个传输臂。传输臂包括第一GaAs FET管组、微带线和输出端PAD。微带线上分别并联有第二GaAs FET管组、第三GaAs FET管组和第四GaAs FET管组。微带线，在其与第三GaAs FET管组的连接点上并联有第一组MIM电容，在其与第四GaAs FET管组的连接点上并联有第二组MIM电容，在其末端并联有第三组MIM电容。第二GaAs FET管组和第三GaAs FET管组之间的微带线、第三GaAs FET管组和第四GaAs FET管组之间的微带线以及第四GaAs FET管组与输出端PAD之间的微带线的长度均小于四分之一波长。本发明能够解决现有技术中存在的提高隔离度和改善输出驻波比必须依赖增加多级并联GaAs FET管和四分之一波长传输线的难题。
Description
技术领域
本发明涉及砷化镓微波单片集成电路技术领域，具体涉及一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片及其设计方法。
背景技术
随着现代通信技术和雷达技术的快速发展，电路系统的集成化度越来越高。在混合电路系统中，包含有很多射频/模拟电路，微波开关作为控制微波信号通路的器件，在系统的发射和接收端可起到对信号连接和切换的作用。目前，高性能、体积小、通用的微波开关在蜂窝GSM，UMTS，电缆调制解调器，直播广播系统，点对点和点对多点广播系统等商业RF通信系统中的应用需求持续增大。随着信息传输复杂特性的增加，对带宽的要求不断提高，则需要以较小的外形尺寸容纳这些功能，甚至要求低功耗。开关导引微波信号经系统和子系统的目标路径传输，系统应用中必要的信号合成的不同方案的实现成为可能。
无线通信市场巨大的潜力、微波系统高度集成化的趋势和半导体工艺技术的持续演进共同推动着微波集成电路产品不断地发展和创新。在过去20年里，通信技术的迅猛发展使微波器件经历了爆发式的增长，随着5G和物联网等技术的应用发展，通信标准逐渐向高频段的微波甚至毫米波频谱拓展，多模多频和“万物互联”将使微波前端芯片的需求量急剧增加，这为微波集成电路提供了更为巨大的发展机遇和市场需求，在可预见的未来，微波集成电路将更加深刻地影响着人们的生活。
最早的微波开关采用机电结构实现，随着固态无源和有源器件制造工艺技术的发展和成熟，高性能高速度的固态微波开关逐渐全面代替了机电式微波开关。第一个固态PIN二极管微波开关诞生于1965年，与传统机电微波开关相比，基于PIN二极管的微波开关显著地增强了开关的微波性能，降低了开关的体积，提高了开关的速度。采用混合微波集成电路技术较易实现PIN二极管微波开关，使其广泛应用于通信、雷达等电子系统中。PIN二极管能提供更快的开关速度，能处理较大功率的射频/微波信号。但PIN二极管偏置在开状态时要求很高的前向电流，在关状态时需要加载很大的反向直流偏置电压，微波开关的性能极度依赖于PIN二极管本身的微波特性，使其实际应用领域受到限制。
然而，对于这些传统的SPDT开关拓扑结构都普遍存在一个问题，即为了改善SPDT开关的隔离度，常需要通过增加多级并联GaAs FET管来实现，为了使输入输出驻波比接近于1，每一级并联GaAs FET管之间还要通过四分之一波长线来连接，这无疑这将会大大增加SPDT版图结构的尺寸大小。
因此，如何在保持SPDT开关高隔离度和好的输入输出驻波比的同时使尽可能的实现高集成度已经成为急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片及其设计方法，该微波单片开关芯片及其设计方法能够解决现有技术中存在的提高隔离度和改善输出驻波比必须依赖增加多级并联GaAs FET管和四分之一波长传输线的难题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种高隔离度超宽带片上的微波单片开关芯片，包括输入端PAD和对称设置在输入端PAD两侧的两个传输臂。所述传输臂包括依次串联连接的第一GaAs FET管组、微带线和输出端PAD。所述微带线上从首端至尾端依次设有第二GaAs FET管组、第三GaAs FET管组和第四GaAs FET管组。所述第二GaAs FET管组、第三GaAs FET管组和第四GaAs FET管组分别与微带线并联连接。所述微带线，在其与第三GaAs FET管组的连接点上并联有第一组MIM电容，在其与第四GaAs FET管组的连接点上并联有第二组MIM电容，在其末端并联有第三组MIM电容。所述第二GaAs FET管组和第三GaAs FET管组之间的微带线、第三GaAs FET管组和第四GaAs FET管组之间的微带线以及第四GaAs FET管组与输出端PAD之间的微带线的长度均小于四分之一波长。
设第二GaAs FET管组和第三GaAs FET管组之间的微带线、第三GaAs FET管组和第四GaAs FET管组之间的微带线以及第四GaAs FET管组与输出端PAD之间的微带线分别为第一传输线、第二传输线和第三传输线，各传输线的长度均小于四分之一波长线。传输线和并联在其两端的MIM电容构成π型拓扑结构，π型拓扑结构能够使版图面积更加紧凑，使输入驻波比在通带内更稳定。
进一步的，所述输入端PAD和两个传输臂均采用微波单片集成电路工艺中的0.25um GaAs pHEMT工艺制造，所述0.25um GaAs pHEMT工艺中的GaAs衬底的介电常数为12.9，损耗角正切值为0.001，厚度为0.1mm；所述GaAs衬底上开设有接地端口；所述输入端PAD和输出端PAD均采用GSG形式，且输入端PAD和输出端PAD和接地端口之间的距离为150μm。
进一步的，所述第一GaAs FET管组和第二GaAs FET管组之间通过50欧姆MET传输线相连。
进一步的，所述第一GaAs FET管组包括两个串联的GaAs FET管；所述第二GaAsFET管组、第三GaAs FET管组和第四GaAs FET管组均包括两个并联的GaAs FET管。所述第一GaAs FET管组、第二GaAs FET管组、第三GaAs FET管组和第四GaAs FET管组中的每个GaAsFET管的栅极都先与一个EHR电阻相连，再通过偏置电路接到电源。
进一步的，所述第一GaAs FET管组中的GaAs FET管的栅宽为40um，栅指数为4，当该GaAs FET管的栅极偏压为0V时，其沟道是开启的，当该GaAs FET管的栅极偏压为-5V时，其沟道是关闭的。
所述第二GaAs FET管组(102)、第三GaAs FET管组(103)和第四GaAs FET管组(104)中的GaAs FET管的栅宽为60um，栅指数为4，在该GaAs FET管的栅极偏压为0V时，其沟道是开启的，处在低阻状态，在该GaAs FET管的栅极偏压为-5V时，其沟道是关闭的，处在高阻状态。因并联的GaAs FET管组的个数与SPDT开关的隔离度成正比，与SPDT开关的插入损耗成反比，本发明在微带线上并联了三个GaAs FET管组，这能够确保隔离度和插入损耗的最优化。所述第一GaAs FET管组101中的GaAs FET管的栅宽与隔离度成反比，在栅宽小于50μm时，GaAs FET管的栅宽与插入损耗成反比，栅宽越大，插入损耗越小；在栅宽大于50μm时，GaAs FET管的栅宽与插入损耗成正比，栅宽越大，插入损耗越大。所述第二GaAs FET管组(102)、第三GaAs FET管组和第四GaAs FET管组的栅宽与插入损耗成正比，栅宽的变化对隔离度影响不大。
进一步的，所述第一组MIM电容、第二组MIM电容和第三组MIM电容与微带线并联接地。
进一步的，所述第一组MIM电容、第二组MIM电容和第三组MIM电容的数量均包括两个并联的MIM电容。
本发明还涉及一种上述微波单片开关芯片的设计方法，该方法包括以下步骤：
(1)微波单片开关芯片采用串并联拓扑结构，根据隔离度和插入损耗的指标要求，确定并联GaAs FET管组的数量。
(2)将微波单片开关芯片中的四分之一波长传输线用π型拓扑结构来等效，所述π型拓扑结构包括传输线和并联在其两端的MIM电容。
(3)采用以下公式求得等效的传输线的导纳和MIM电容的电容值，
Y′0＝Y0sinθ (1)
其中，Y0表示四分之一波长传输线的导纳，ω0表示四分之一波长传输线的截止角频率，Y′0表示等效的传输线的导纳，θ表示等效的传输线的电长度，C0表示MIM电容。
根据等效后的传输线的导纳，求得等效的传输线的实际长度和宽度；根据通带内的输入输出驻波比的平坦度和MIM电容大小之间的关系，选取MIM电容，确定MIM电容的尺寸大小。
(4)根据步骤(3)的计算结果，获取微波单片开关芯片的电路原理图，并根据电路原理图生成版图。
(5)根据版图设计规则，调整版图的布线和器件位置，确定最终的版图布局。
由以上技术方案可知，本发明所述的微波单片开关芯片是基于0.25um GaAspHEMT工艺下的高隔离度超宽带片，与现有技术相比，本发明通过将四分之一波长微带线用更短的微带线和并联两个接地的MIM电容来代替，由于MIM电容尺寸很小，能够有效的减小版图面积。而且通过对MIM电容的尺寸进行微调，能够有效的改善输入驻波比。基于本发明所述的微波单片开关芯片，其覆盖频率为0-30GHz，通带内的插入损耗小于1.9dB，隔离度高于36dB，输入驻波比在通带内基本维持在1.2左右，整个版图的面积为1.05×1.25mm2。与传统的基于微波单片集成开关相比，本发明具有尺寸小、工作带宽大、隔离度高的优点，适合于小型化、高性能微波电路系统。本发明所设计的高隔离度、超宽带微波开关芯片，可广泛应用于有源相控阵雷达、多通道通信系统、可重构电路系统等场合。
附图说明
图1是本发明的拓扑结构示意图；
图2为本发明中π型拓扑等效四分之一波长线的示意图；
图3为现有技术中使用四分之一波长线的SPDT等效电路图；
图4为使用本发明所述的π型拓扑的SPDT等效电路图；
图5为将图4中的电容合并之后的SPDT等效电路图；
图6为不同栅宽的FET对插入损耗和隔离度的影响图；
图7为加载并联MIM电容器对电压输入驻波比的影响图；
图8为本发明所述的微波单片开关芯片的仿真和测量S参数结果对比图。
其中：
101、第一GaAs FET管组，102、第二GaAs FET管组，103、第三GaAs FET管组，104、第四GaAs FET管组，201、第一传输线，202、第二传输线，203、第三传输线，301、第一组MIM电容，302、第二组MIM电容，303、第三组MIM电容，400、输入端PAD，500、输出端PAD。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片，包括输入端PAD400和对称设置在输入端PAD400两侧的两个传输臂。所述传输臂包括依次串联连接的第一GaAs FET管组101、微带线和输出端PAD500。所述微带线上从首端至尾端依次设有第二GaAs FET管组102、第三GaAs FET管组103和第四GaAs FET管组104。所述第二GaAs FET管组102、第三GaAsFET管组103和第四GaAs FET管组104分别与微带线并联连接。所述微带线，在其与第三GaAsFET管组103的连接点上并联有第一组MIM电容301，在其与第四GaAs FET管组104的连接点上并联有第二组MIM电容302，在其末端并联有第三组MIM电容303。所述第二GaAs FET管组102和第三GaAs FET管组103之间的微带线、第三GaAs FET管组103和第四GaAs FET管组104之间的微带线以及第四GaAs FET管组104与输出端PAD500之间的微带线的长度均小于四分之一波长。本发明所述的微波单片开关芯片的主路传输线采用的金属层为MET1，GaAs FET管组的偏置电路中的传输线采用的金属层为MET2，这样能够减小GaAs FET管组的偏置GaAsFET管组电路对主路传输线的耦合。
设第二GaAs FET管组102和第三GaAs FET管组103之间的微带线、第三GaAs FET管组103和第四GaAs FET管组104之间的微带线以及第四GaAs FET管组104与输出端PAD500之间的微带线分别为第一传输线201、第二传输线202和第三传输线203，各传输线(201-203)的长度均小于四分之一波长线。传输线和并联在其两端的MIM电容构成π型拓扑结构，π型拓扑结构能够使版图面积更加紧凑，使输入驻波比在通带内更稳定。
在如图1所示的上述微波单片开关芯片的拓扑结构中，每个GaAs FET管组，MIM电容以及小于四分之一波长的传输线，都是关于版图区的中线左右对称的。本发明为了进一步减小版图面积，在传统的串并联拓扑结构上进行了改进，将四分之一波长线由π型拓扑结构(小于四分之一波长的传输线和并联在传输线两端的MIM电容)替代，有效的减小了SPDT中两并联FET管之间的距离，改善了输入端的驻波比。本发明所述的微波单片开关芯片具有集成度高、隔离度高，覆盖频段很宽，适合于小型化、高性能微波片上电路系统。
进一步的，所述输入端PAD400和两个传输臂均采用微波单片集成电路工艺中的0.25um GaAs pHEMT工艺制造，所述0.25um GaAs pHEMT工艺中的GaAs衬底的介电常数为12.9，损耗角正切值为0.001，厚度为0.1mm；所述GaAs衬底上开设有接地端口；所述输入端PAD400和输出端PAD500均采用GSG形式，且输入端PAD400和输出端PAD500和接地端口之间的距离为150μm。
进一步的，所述第一GaAs FET管组101和第二GaAs FET管组102之间通过50欧姆MET传输线相连。
进一步的，所述第一GaAs FET管组101包括两个串联的GaAs FET管；所述第二GaAsFET管组102、第三GaAs FET管组103和第四GaAs FET管组104均包括两个并联的GaAs FET管；所述第一GaAs FET管组101、第二GaAs FET管组102、第三GaAs FET管组103和第四GaAsFET管组104中的每个GaAs FET管的栅极都先与一个EHR电阻相连，再通过偏置电路接到电源。在本发明中，使用了三级并联的GaAs FET管组。如图2所示，与现有技术中增加多级并联GaAs FET管组的来实现更高的隔离度相比，本发明的尺寸更小，避免了现有技术中需要增加GaAs FET管的数目致使芯片尺寸过大的问题。
进一步的，所述第一GaAs FET管组101中的GaAs FET管的栅宽为40um，栅指数为4，当该GaAs FET管的栅极偏压为0V时，其沟道是开启的，当该GaAs FET管的栅极偏压为-5V时，其沟道是关闭的。
所述第二GaAs FET管组102、第三GaAs FET管组103和第四GaAs FET管组104中的GaAs FET管的栅宽为60um，栅指数为4，在该GaAs FET管的栅极偏压为0V时，其沟道是开启的，处在低阻状态，在该GaAs FET管的栅极偏压为-5V时，其沟道是关闭的，处在高阻状态。因并联的GaAs FET管组的个数与SPDT开关的隔离度成正比，与SPDT开关的插入损耗成反比，本发明在微带线上并联了三个GaAs FET管组，这能够确保隔离度和插入损耗的最优化。所述第一GaAs FET管组101中的GaAs FET管的栅宽与隔离度成反比，在栅宽小于50μm时，GaAs FET管的栅宽与插入损耗成反比，栅宽越大，插入损耗越小；在栅宽大于50μm时，GaAsFET管的栅宽与插入损耗成正比，栅宽越大，插入损耗越大。所述第二GaAs FET管组102、第三GaAs FET管组103和第四GaAs FET管组104的栅宽与插入损耗成正比，栅宽的变化对隔离度影响不大。
进一步的，所述第一组MIM电容301、第二组MIM电容302和第三组MIM电容303与微带线并联接地。
本发明还涉及一种上述微波单片开关芯片的设计方法，该方法包括以下步骤：
(1)微波单片开关芯片采用串并联拓扑结构，根据隔离度和插入损耗的指标要求，确定并联GaAs FET管组的数量。优选的，并联GaAs FET管组的数量为3。
具体地说，由于微波单片开关芯片是左右对称的，因此，本发明提取出了其中一个传输臂来用作分析。最初的串并联拓扑结构如图3所示，该结构使用了串并联的拓扑结构，加三级GaAs FET管组并联，能有效的加大隔离度，各并联在微带线上的GaAs FET管组之间由四分之一波长线相连，是为了能够有效的提高带宽，但版图的面积会有所增大。本发明通过理论分析，将图3中的四分之一波长线进行等效替换，得到如图4所示的拓扑结构。再将图4中的并联MIM电容进行合并，得到了如图5所示的拓扑结构，该拓扑结构中的三条四分之一波长线都进行了等效替换，通过测量发现，该拓扑结构相比图3中的拓扑，版图面积减小了近一半。
(2)如图2所示，将微波单片开关芯片中的四分之一波长传输线用π型拓扑结构来等效，所述π型拓扑结构包括传输线和并联在其两端的MIM电容。通过在一个较短、较窄的微带线的两端并联MIM电容来替代四分之一波长传输线来实现四分之一波长线的尺寸的减小。
(3)采用以下公式求得等效的传输线的导纳和MIM电容的电容值，
Y′0＝Y0sinθ (1)
其中，Y0表示四分之一波长传输线的导纳，ω0表示四分之一波长传输线的截止角频率，Y′0表示等效的传输线的导纳，θ表示等效的传输线的电长度，C0表示MIM电容。当0＜θ＜90°时，可以很明显的看出Y′0＜Y0，四分之一波长线的长度有很明显的缩短。在实际设计过程中，可以先预设一个θ的值，由于要使用更短的微带线来替代四分之一波长线，因此预设θ的值应小于90°。通过该预设的θ值和四分之一波长线的导纳Y0的值，可以求得等效的传输线的导纳Y′0和MIM电容C0的值，再通过Y′0可以求出等效的传输线的实际长度和宽度。
根据等效后的传输线的导纳，求得等效的传输线的实际长度和宽度。通过上述计算可知，小于四分之一波长的第一传输线201、小于四分之一波长的第二传输线202和小于四分之一波长的第三传输线203尺寸变化比原四分之一波长传输线的长度缩短了约2/1，从而明显减小了版图面积，有效的实现了微波单片开关芯片的小型化。
根据通带内的输入输出驻波比的平坦度和MIM电容大小之间的关系，选取0.6fF/μm2的MIM电容，再确定MIM电容的尺寸大小。与传统技术相比，本发明通过对第一组MIM电容301与第二组MIM电容302和第三组MIM电容303的容值进行参数优化，可以在基本不影响开关的插入损耗和隔离度的情况下有效的改善输入输出驻波比。
(4)根据步骤(3)的计算结果，获取微波单片开关芯片的电路原理图，并根据电路原理图生成版图。
(5)根据版图设计规则，调整版图的布线和器件位置，确定最终的版图布局。具体地说，设计在电路原理图初步设计完成以后，直接对电路原理图进行仿真，得到的仿真结果不准确。因为在电路原理图中，各个元器件的位置分布比较理想化，不涉及版图的布局规则，它们在电路版图中有可能出现重叠，或者距离太近，或者某些分布式元器件的尺寸太大。如果不将这些版图上存在的问题解决，就进行电路原理图的仿真和优化，最终得到的结果会出现误差，甚至是错误的。因此，在电路原理图仿真之前应先将电路原理图生成版图，把版图中重叠的元器件和距离太近的元器件进行适当地调整间距，把大尺寸的分布式元件通过弯折分布来减少占用的芯片面积，提高芯片面积利用率。总之，版图中各个元器件的尺寸及其间距必须符合MMIC生产工艺要求。不同的MMIC工艺生产厂商的版图规则略有不同。版图设计除了要注意电路中各个元器件的位置、尺寸及其间距之外，还要遵守所采用工艺的版图规则。
与传统设计方法相比，本发明运用了减小四分之一波长线的新结构，使微波单片开关芯片的拓扑结构在运用三级并联GaAs FET管的基础上，不仅维持了高隔离度和超宽带，还有效减小了版图面积；而且通过对并联MIM电容的参数优化，改善了输入驻波比，减小了插入损耗。
图6提供了串联FET管组101的总栅宽对SPDT开关的插入损耗和隔离度的影响图。通过图中分析可以看出，在低于25GHz的频段中，总栅宽对插入损耗的影响不大，而在高频段总栅宽和插入损耗成正相关。在整个工作频段内，总栅宽和隔离度成负相关。
图7提供了加入MIM电容前后的输入驻波比对比图。从图中可以很明显的看出，加入并联MIM电容的结构输入驻波比在工作频段内更小。
图8显示了根据本发明所述的微波单片开关芯片的仿真与测试结果比较图。如图8a所示，在DC-20GHz工作频带之间，该开关实现了>-1.4dB的插入损耗和优于40dB的隔离度。从图8b可以看出，输入VSWR仅为1.17：1(回波损耗优于22dB)。此外，在较大的工作带宽DC-30GHz之间，该开关的插入损耗>-1.9dB，隔离度优于36dB，输入和输出VSWR为1.2：1(回波损耗优于20dB)和1.6：1(回波损耗优于12dB)，最终的版图面积仅为1.25×1.05mm2。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片，其特征在于：包括输入端PAD(400)和对称设置在输入端PAD(400)两侧的两个传输臂；所述传输臂包括依次串联连接的第一GaAs FET管组(101)、微带线和输出端PAD(500)；所述微带线上从首端至尾端依次设有第二GaAs FET管组(102)、第三GaAs FET管组(103)和第四GaAs FET管组(104)；所述第二GaAs FET管组(102)、第三GaAs FET管组(103)和第四GaAs FET管组(104)分别与微带线并联连接；所述微带线，在其与第三GaAs FET管组(103)的连接点上并联有第一组MIM电容(301)，在其与第四GaAs FET管组(104)的连接点上并联有第二组MIM电容(302)，在其末端并联有第三组MIM电容(303)；所述第二GaAs FET管组(102)和第三GaAs FET管组(103)之间的微带线、第三GaAsFET管组(103)和第四GaAs FET管组(104)之间的微带线以及第四GaAs FET管组(104)与输出端PAD(500)之间的微带线的长度均小于四分之一波长。
2.根据权利要求1所述的一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片，其特征在于：所述输入端PAD(400)和两个传输臂均采用微波单片集成电路工艺中的0.25um GaAs pHEMT工艺制造，所述0.25um GaAs pHEMT工艺中的GaAs衬底的介电常数为12.9，损耗角正切值为0.001，厚度为0.1mm；所述GaAs衬底上开设有接地端口；所述输入端PAD(400)和输出端PAD(500)均采用GSG形式，且输入端PAD(400)和输出端PAD(500)和接地端口之间的距离为150μm。
3.根据权利要求1所述的一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片，其特征在于：所述第一GaAs FET管组(101)和第二GaAs FET管组(102)之间通过50欧姆MET传输线相连。
4.根据权利要求1所述的一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片，其特征在于：所述第一GaAs FET管组(101)包括两个串联的GaAs FET管；所述第二GaAs FET管组(102)、第三GaAs FET管组(103)和第四GaAs FET管组(104)均包括两个并联的GaAs FET管；所述第一GaAs FET管组(101)、第二GaAs FET管组(102)、第三GaAs FET管组(103)和第四GaAs FET管组(104)中的每个GaAs FET管的栅极都先与一个EHR电阻相连，再通过偏置电路接到电源。
5.根据权利要求4所述的一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片，其特征在于：所述第一GaAs FET管组(101)中的GaAs FET管的栅宽为40um，栅指数为4，当该GaAs FET管的栅极偏压为0V时，其沟道是开启的，当该GaAs FET管的栅极偏压为-5V时，其沟道是关闭的；
所述第二GaAs FET管组(102)、第三GaAs FET管组(103)和第四GaAs FET管组(104)中的GaAs FET管的栅宽为60um，栅指数为4，在该GaAs FET管的栅极偏压为0V时，其沟道是开启的，处在低阻状态，在该GaAs FET管的栅极偏压为-5V时，其沟道是关闭的，处在高阻状态。
6.根据权利要求1所述的一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片，其特征在于：所述第一组MIM电容(301)、第二组MIM电容(302)和第三组MIM电容(303)与微带线并联接地。
7.根据权利要求1所述的一种高隔离度超宽带微波单片开关芯片，其特征在于：所述第一组MIM电容(301)、第二组MIM电容(302)和第三组MIM电容(303)的数量均包括两个并联的MIM电容。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的微波单片开关芯片的设计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)微波单片开关芯片采用串并联拓扑结构，根据隔离度和插入损耗的指标要求，确定并联GaAs FET管组的数量；
(2)将微波单片开关芯片中的四分之一波长传输线用π型拓扑结构来等效，所述π型拓扑结构包括传输线和并联在其两端的MIM电容；
(3)采用以下公式求得等效的传输线的导纳和MIM电容的电容值，
Y′0＝Y0sinθ (1)
其中，Y0表示四分之一波长传输线的导纳，ω0表示四分之一波长传输线的截止角频率，Y′0表示等效的传输线的导纳，θ表示等效的传输线的电长度，C0表示MIM电容；
根据等效后的传输线的导纳，求得等效的传输线的实际长度和宽度；根据通带内的输入输出驻波比的平坦度和MIM电容大小之间的关系，选取MIM电容，确定MIM电容的尺寸大小；
(4)根据步骤(3)的计算结果，获取微波单片开关芯片的电路原理图，并根据电路原理图生成版图；
(5)根据版图设计规则，调整版图的布线和器件位置，确定最终的版图布局。
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