כיצד להטמיע דיודות במעגלי תקשורת משולבים היברידיים?

一, מיקום תפקודי ליבה של דיודות בשילוב היברידי
1. תיקון איתות וגילוי: גשר מאנלוגי לדיגיטלי
בחזית RF - מודול קצה, דיודות משיגות הדמולציה של אות באמצעות מאפיינים לא לינאריים. לדוגמה, בתקשורת גלי מילימטר 5G, דיודות גליום ניטריד (GAN), עם ניידות האלקטרונים הגבוהה שלהם -, יכולים להשיג תיקון איתות יעיל בסמכות 24GHz {}}} 52GHz תדר, המרת אותות משרעת של אותות בסיס. לאחר מודל מסוים של תחנת בסיס 5G מאמצת מערך דיודות GAN, צריכת החשמל הקדמית של RF מופחתת ב -30%והיא תומכת גם בטכנולוגיית שיתוף ספקטרום דינמי (DSS), ומשפרת משמעותית את השימוש בספקטרום.
2. יציבות והגנה על מתח: גבולות הבטיחות במעגל הבניין
דיודות זנר ממלאות תפקיד מכריע בניהול כוח היברידי משולב. במודול ההמרה DC ​​- DC של מסוף תקשורת לוויינית, נעשה שימוש בדיודה זנר עם מתח פירוט הפוך של 6.2V, בשילוב עם נגדי מגביל זרם 0.1 Ω, ליצירת מעגל הגנה מפני מתח. כאשר מתח הכניסה עולה לפתע ל- 8V, הדיודה מוליכה שאנט תוך 10Ns, מייצבת את מתח העומס בטווח של 6.2V ± 0.1V ומגן על השלב האחורי LNA (מגבר רעש נמוך) מפני נזק.
3. מיתוג ומודולציה: השגת בקרת אות דינאמית
דיודות שוטקי נמצאות בשימוש נרחב במודולי T/R של מכ"ם מערך שלב בגלל זמן ההתאוששות המהיר האולטרה המהיר שלהם (<10ns). A certain model of active phased array antenna uses SiC Schottky diode as the phase shifter switch, with an insertion loss of less than 0.2dB and an isolation of 40dB. It supports fast beam scanning (switching time<50ns), meeting the strict real-time requirements of airborne radar.
2, חדשנות חומרית מניעה פריצות דרך עיצוביות
1. מוליך למחצה פס רחב: עיצוב מחדש של גבול ביצועי התדר-
דיודות סיליקון קרביד (SIC) מדגימות יתרונות בתרחישי תדר {}}} גבוה - תרחישי תדרים. מודול תקשורת מסוים של רכב מאמצת מבנה אנכי דיודה סיכה, עם צפיפות זרם של 200A/ס"מ ² וירידה במתח קדימה של 1.2 וולט בלבד, הנמוכה ב -40% מאשר דיודות סיליקון מסורתיות. בתקשורת V2X לרכבים חשמליים, מכשיר זה תומך בהעברת חשמל של 100 וואט ומפחית את נפח הרדיאטור ב -60%, ומסייע בתכנון קל משקל של הרכב כולו.
2. שני חומרים ממדיים: התחלה בעידן התקשורת של טרהרץ
דיודות גרפן ביצעו פריצות דרך במחקר הקדם של תקשורת 6G Terahertz בגלל מאפייני האפס שלהם. הדיודה של גרפן הטרוג'ונקונקציה שפותחה על ידי מעבדה מסוימת משיגה יחס מיתוג של מעל 1000 ברצועת התדר 0.3thz וזמן תגובה שקצר לרמת Femtosecond. ניתן לשלב מכשיר זה בשבבי הדמיה של Terahertz לציוד אבטחת שדה תעופה, עם רזולוציה של 0.1 מ"מ, שהיא גבוהה פי 10 ממערכות גל מילימטר מסורתיות.
3. טכנולוגיית אינטגרציה הטרוגנית: פריצת צוואר הבקבוק של תאימות התהליך
בתגובה לחוסר ההתאמה בין תהליכי GAN ו- CMOS, מיזם מסוים פיתח פיתרון שילוב הטרוגני של שלושה - ממדי: שילוב מערך דיודה GAN של 0.15 מיקרומטר על מצע CMOS של 45nm באמצעות טכנולוגיית הלחמניה של מיקרו. סכמה זו משיגה יעילות מוסיפה של כוח (PAE) של 55% ברצועת KU (12 - 18GHz), שהיא 15 נקודות אחוז גבוהות מהתכנית המשולבת של שבב יחיד. זה יושם בעיצוב עומסי לוויין נמוכים מסלול.
3, שינוי הפרדיגמה במתודולוגיית העיצוב
1. סימולציה שיתופית של שדות מרובי -פיזיקה מכנית אלקטרומגנטית
בתכנון של מודול תקשורת גל מילימטר גל, נעשה שימוש ב- ANSYS HFSS ופלטפורמת סימולציה משותפת של ICEPAK לביצוע דוגמנות תלת מימד של דיודות SIC. על ידי אופטימיזציה של פריסת תעלות פיזור החום, טמפרטורת הצומת הופחתה מ -150 מעלות ל -120 מעלות, תוך שליטה על העיוות של מפרקי הלחמה הנגרמים כתוצאה ממתח תרמי בטווח של 0.5 מיקרומטר, מה שמבטיח פעולה אמינה של המכשיר בטמפרטורה רחבה של -55 מעלות עד 125 מעלות.
2. בניית ספריית מודלים פרמטרית
יצרן EDA מסוים פיתח ספריית דגם תבלינים המכילה למעלה מ -300 פרמטרים לסוג חדש של דיודה. ספרייה זו מכסה נתונים כגון פרמטרים של S - ודמויות רעש בטמפרטורות שונות (-40 מעלות עד 175 מעלות) ותנאי הטיה, ותומכת בגישה ישירה לכלים מיינסטרים כמו מודעות וקאדנס. בעיצוב תחנת בסיס קטנה של 5G, היישום של ספריית דגם זו קיצר את מחזור האיטרציה העיצובית משמונה שבועות לשלושה שבועות, והגדיל את אחוזי ההצלחה של ייצור שבב אחד ל 90%.
3. תכנון לייצור ייצור (DFM) אופטימיזציה
ארגון מסוים הקים ספריית כלל DFM לדיודות מיקרו ארוזות בשנת 01005 (0.4 מ"מ × 0.2 מ"מ):
מרווח כרית: גדול או שווה ל 50 מיקרומטר
עובי רשת פלדה: 0.08 מ"מ ± 0.01 מ"מ
טמפרטורת השיא של הלחמת מחדש: 245 מעלות ± 5 מעלות
על ידי אופטימיזציה של פרמטרי הדפסת הדבק הלחמה, שיעור חלל הריתוך הופחת מ- 15% ל -3%, ועמד בדרישות AEC - Q101 תקן אלקטרוניקה לרכב.
4, ניתוח תרחיש יישומים טיפוסי
1. 5 G תחנת בסיס RF חזית - סוף
מודל מסוים של תחנת בסיס MIMO מאמצת מאמצת סכמת אינטגרציה היברידית, תוך שילוב רשת מחליף שלב המורכבת מ- 256 דיודות GAN. על ידי אופטימיזציה של הפריסה, ההבדל באורך נתיב האות נשלט על פני ± 50 מיקרומטר, ושגיאת עקביות שלב היא פחות מעלות. הוא תומך בתצורת אנטנה 64T64R ומשיג קצב שיא של 8.5 ג'יגה -סיביות.
2. מערך שלב תקשורת לוויינית
מטען לוויין נמוך במסלול נמוך משתמש בדיודות SIC כדי לבנות מודולי T/R, עם צפיפות כוח של 50 וולט/ס"מ ², שהיא גבוהה פי שלושה מתכנית GAAS המסורתית. על ידי תכנון של שלוש - מבנה אנכי ממדי, אובדן העברת האות RF מצטמצם ל 0.1dB/ס"מ, התומך בהעברת נתונים של 20 ג'יגה-ביט לשנייה ברצועת KA (26.5-40GHz).
3. מודול התקשורת V2X רכב
רכב אנרגיה חדש מסוים מאמץ תכנון משולב היברידי, תוך שילוב של נהגי LED, ניהול חשמל ופונקציות סיום של RF Front -. ביניהם, דיודות SIC Schottky תומכות ב 48V עד 12V DC - המרת DC עם יעילות של 98%; מגבר הכוח של GAN משיג כוח פלט של 23dBM ברצועת התדרים 5.9GHz, העומד בדרישות C - V2X תקן.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn- transistor {3} }bc817w.html