ความเป็นเส้นตรงของไดโอดพินมีผลต่อคุณภาพการสื่อสารมากแค่ไหน?

การวิเคราะห์ลักษณะเชิงเส้นของไดโอดพิน
1. คำจำกัดความและวิธีการทดสอบเชิงเส้น
Linearity หมายถึงระดับของความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างสัญญาณเอาต์พุตของอุปกรณ์และสัญญาณอินพุตมักจะมีลักษณะเฉพาะโดยพารามิเตอร์เช่นจุดบีบอัด 1dB (P1DB) และสาม - จุดตัดระหว่างการสั่งซื้อ (IP3) วิธีการทดสอบรวมถึงการทดสอบโทนเสียงคู่ (ใช้สัญญาณความถี่แอมพลิจูดที่เท่ากันสองตัว - สัญญาณความถี่) และการทดสอบเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์ การใช้ซีรี่ส์ Avago HSMP-381X เป็นตัวอย่าง IP3 ของมันสามารถเข้าถึง +50 DBM ซึ่งสูงกว่าไดโอด schottky 15dB 15dB
2. กลไกการสร้างแบบไม่เชิงเส้น
ความไม่เชิงเส้นของไดโอดพินส่วนใหญ่มาจาก:
การรวมตัวกันใหม่ของผู้ให้บริการเลเยอร์ภายใน: อายุการใช้งานของผู้ให้บริการของเลเยอร์ I อยู่ที่ประมาณ 10ns และกระบวนการรวมตัวกันใหม่ที่ไม่สมบูรณ์ภายใต้สัญญาณความถี่สูง - นำไปสู่ความไม่เชิงเส้น
การปรับความแปรปรวนของ Junction: เมื่อย้อนกลับมีอคติการเปลี่ยนแปลงความจุของจุดเชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าการสร้าง AM - การแปลง PM ภายใต้การกระทำของสัญญาณ RF
เอฟเฟกต์ความร้อน: สัญญาณพลังงานสูงทำให้อุณหภูมิทางแยกเพิ่มขึ้นโดยมีอัตราการตกแรงดันไปข้างหน้า -2mv/ องศา
3. ปัจจัยที่มีอิทธิพล
ฉัน - ความหนาของเลเยอร์: ความหนาของเลเยอร์ i - หนายิ่งเวลาขนส่งของผู้ให้บริการนานขึ้นและยิ่งต่ำกว่าความไม่เชิงเส้น ความหนาของเลเยอร์ I - ของ HSMP - 3816 ถึง 10 μ m และความเป็นเส้นตรงของมันดีกว่าอุปกรณ์ที่มีความหนา i-layer 3 μ m
กระแสอคติ: เมื่อกระแสอคติไปข้างหน้าเพิ่มขึ้นจาก 1mA เป็น 10mA, IP3 เพิ่มขึ้นประมาณ 6dB
อุณหภูมิ: ภายในช่วงอุณหภูมิ -40 องศาถึง +85 องศาการเปลี่ยนแปลง IP3 ของอุปกรณ์สามารถถึง± 3dB
ผลกระทบของความเป็นเส้นตรงต่อคุณภาพการสื่อสาร
1. การบิดเบือนสัญญาณ
การบิดเบือนแอมพลิจูด: ไม่เชิงเส้นทำให้เกิดการบิดเบือนซองสัญญาณและการเสื่อมสภาพของอัตราความผิดพลาดบิต (BER) ต่ำกว่า 16qam modulation สำหรับทุก ๆ 10dB ลดลงใน IP3, BER เพิ่มขึ้นตามลำดับหนึ่ง
การบิดเบือนเฟส: Am - pm ทำให้เกิดการหมุนของกลุ่มดาวซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการ demodulation ในระบบ 64QAM สำหรับทุก ๆ 1 องศาของเสียงรบกวนเฟส EVM จะลดลง 0.5%
2. สัญญาณรบกวน intermodulation
คำสั่งซื้อครั้งที่สาม (IM3): ในการทดสอบโทนเสียงคู่ผลิตภัณฑ์ IM3 อาจตกอยู่ในแถบความถี่ที่ได้รับ ในสถานีฐาน FDD ความถี่ที่แตกต่างระหว่างผลิตภัณฑ์ IM3 และสัญญาณออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่นอาจรบกวนการอัปลิงค์
Cross Modulation (XM): สัญญาณสัญญาณรบกวนที่แข็งแกร่งจะถูกมอดูเลตลงบนสัญญาณที่มีประโยชน์ผ่านอุปกรณ์ที่ไม่เชิงเส้น ในระบบ Wi Fi 6E ผลิตภัณฑ์ XM อาจทำให้อัตราส่วนสัญญาณรบกวนช่องสัญญาณลดลง 20dB ลดลง 20dB (ACIR)
3. การบีบอัดช่วงไดนามิก
จุดบีบอัด 1dB: เมื่อพลังงานอินพุตเกิน P1DB การเติบโตของกำลังขับจะช้าลง ในตัวรับเรดาร์สำหรับทุก ๆ 1dB ลดลงใน P1DB ระยะทางที่ตรวจพบได้สูงสุดจะลดลง 6%
การปิดกั้นเอฟเฟกต์: สัญญาณสัญญาณรบกวนที่แข็งแกร่งทำให้ปลายด้านหน้าของตัวรับกลับอิ่มตัวซึ่งนำไปสู่การลดลงของความไว ในระบบ 5G NR การปิดกั้นสัญญาณอาจลดความไวโดย 30dB
การวิเคราะห์กรณีแอปพลิเคชันอุตสาหกรรม
1. 5 g สวิตช์สถานีฐาน rf
ผู้ผลิตอุปกรณ์บางรายใช้ HSMP-3816 Series Pin Diode ในการออกแบบสวิตช์ RF การบรรลุเป้าหมาย:
การสูญเสียการแทรก: 0.3dB (ค่าทั่วไป)
ระดับการแยก: 45dB
ip3: +52 dbm
เมื่อเปรียบเทียบกับสวิตช์ GAAS MESFET แบบดั้งเดิมผลิตภัณฑ์ intermodulation จะลดลง 15dB ส่งผลให้รัศมีการครอบคลุมสถานีฐานเพิ่มขึ้น 8%
2. ตัวลดทอนการสื่อสารผ่านดาวเทียม
เพย์โหลดดาวเทียมบางตัวใช้ตัวแปรตัวแปรไดโอด PIN เพื่อให้บรรลุ:
ช่วงการลดทอน: 0-30db
การลดทอนความเรียบ: ± 0.5dB
ip3: +48 dbm
ในโหมดการทำงานแบบหลายผู้ให้บริการ EVM ได้รับการปรับให้เหมาะสมจาก 3.5% เป็น 1.2% ตรงตามข้อกำหนดของมาตรฐาน DVB - S2X
3. ตัว จำกัด ระบบเรดาร์
เรดาร์อาร์เรย์แบบเฟสใช้ตัว จำกัด ไดโอดพินเพื่อให้ได้:
การ จำกัด เกณฑ์: +20 dbm
การสูญเสียการแทรก: 0.8dB
เวลาพักฟื้น: 10ns
ในสภาพแวดล้อมการรบกวนที่แข็งแกร่งด้านหน้า - ประสิทธิภาพการป้องกันสิ้นสุดของตัวรับสัญญาณเพิ่มขึ้น 90%และความน่าจะเป็นในการตรวจจับเป้าหมายเพิ่มขึ้น 15%
กลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี
1. การเพิ่มประสิทธิภาพระดับอุปกรณ์
นวัตกรรมวัสดุ: การใช้ไดโอดพินที่ใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SIC) แรงดันสลายตัวจะเพิ่มขึ้นเป็น 1,200V และ IP3 สามารถเข้าถึง +60 DBM
การออกแบบโครงสร้าง: พัฒนาสาม - ไดโอดแบบบูรณาการมิติที่มีความจุทางแยกลดลง 0.2pf และ AM - ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงน้อยกว่า 0.5 องศา /dB
2. การเพิ่มประสิทธิภาพระดับวงจร
การชดเชยอคติ: วงจรอุณหภูมิการชดเชยอุณหภูมิใช้เพื่อให้แน่ใจว่าความผันผวนของ IP3 ภายในช่วงอุณหภูมิ -40 องศาถึง +85 องศาน้อยกว่า± 1dB
เทคนิคการทำให้เป็นเส้นตรง: แนะนำลูปตอบรับเชิงลบในตัวลดทอนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความเรียบของการลดทอนให้เป็น± 0.2dB
3. การเพิ่มประสิทธิภาพระดับระบบ
Digital Pre Distortion (DPD): เมื่อรวมกับโมเดล Nonlinear PIN ไดโอด ACLR ของเครื่องส่งสัญญาณจะเพิ่มขึ้น 25dB
การควบคุมแบบปรับตัว: ปรับกระแสอคติแบบไดนามิกตามกำลังของสัญญาณเพื่อเพิ่ม P1DB โดย 3DB
https://www.trrsemicon.com/transistor/small {2} }signal- transistor/small {4}signal {5} stransistors