วิธีการฝังไดโอดในวงจรการสื่อสารแบบรวมไฮบริด?

一การวางตำแหน่งการทำงานของไดโอดในการรวมลูกผสม
1. การแก้ไขและตรวจจับสัญญาณ: สะพานจากอะนาล็อกเป็นดิจิตอล
ในโมดูลปลาย RF - โมดูลสิ้นสุดไดโอดจะบรรลุการ demodulation สัญญาณผ่านลักษณะไม่เชิงเส้น ตัวอย่างเช่นในการสื่อสารคลื่น 5G มิลลิเมตร, Gallium Nitride (GAN) ไดโอดด้วยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนสูงเป็นพิเศษ - สามารถบรรลุการแก้ไขสัญญาณที่มีประสิทธิภาพใน 24GHz - แถบความถี่ 52GHz หลังจากที่สถานีฐาน 5G บางรุ่นใช้อาร์เรย์ GaN Diode การใช้พลังงานส่วนหน้า RF จะลดลง 30%และยังรองรับเทคโนโลยีการแบ่งปันสเปกตรัมแบบไดนามิก (DSS) ซึ่งเป็นการปรับปรุงการใช้สเปกตรัมอย่างมีนัยสำคัญ
2. ความเสถียรและการป้องกันแรงดันไฟฟ้า: ขอบเขตความปลอดภัยของวงจรการสร้าง
Zener Diodes มีบทบาทสำคัญในการจัดการพลังงานแบบผสมผสานไฮบริด ในโมดูลการแปลง DC - DC ของเทอร์มินัลการสื่อสารดาวเทียมนั้นมีการใช้ไดโอดซีเนอร์ที่มีแรงดันย้อนกลับของการสลายตัวของ 6.2V รวมกับตัวต้านทานการ จำกัด ปัจจุบัน 0.1 Ωเพื่อสร้างวงจรป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน เมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตเพิ่มขึ้นเป็น 8V ไดโอดจะทำการปัดภายใน 10ns ทำให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ภายในช่วง 6.2V ± 0.1V และปกป้อง LNA ระยะทางด้านหลัง (แอมพลิฟายเออร์เสียงรบกวนต่ำ) จากความเสียหาย
3. การสลับและการมอดูเลต: บรรลุการควบคุมสัญญาณแบบไดนามิก
ไดโอด Schottky ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโมดูล T/R ของเรดาร์อาร์เรย์แบบเฟสเนื่องจากเวลาพักฟื้นย้อนกลับที่รวดเร็วเป็นพิเศษ (<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, นวัตกรรมวัสดุขับเคลื่อนการออกแบบการพัฒนา
1. Wide Bandgap Semiconductor: ปรับเปลี่ยนขอบเขตประสิทธิภาพความถี่ - สูง
ไดโอดซิลิกอนคาร์ไบด์ (SIC) แสดงให้เห็นถึงข้อดีในแรงดันไฟฟ้าสูง - และสูง - สถานการณ์ความถี่ โมดูลการสื่อสารยานพาหนะบางตัวใช้โครงสร้างแนวตั้ง SIC Pin Diode โดยมีความหนาแน่นปัจจุบันของ 200A/cm ²และการลดลงของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าเพียง 1.2V ซึ่งต่ำกว่าไดโอดซิลิกอนแบบดั้งเดิม 40% ในการสื่อสาร V2X สำหรับยานพาหนะไฟฟ้าอุปกรณ์นี้รองรับการส่งกำลัง 100W และลดปริมาตรของหม้อน้ำลง 60%ช่วยในการออกแบบน้ำหนักเบาของยานพาหนะทั้งหมด
2. วัสดุสองมิติ: นำในยุคของการสื่อสาร Terahertz
ไดโอด Graphene ได้สร้างความก้าวหน้าในการวิจัยก่อนการสื่อสาร 6G Terahertz เนื่องจากลักษณะ BandGAP ที่เป็นศูนย์ ไดโอด heterojunction graphene ที่พัฒนาขึ้นโดยห้องปฏิบัติการบางแห่งได้รับอัตราส่วนการสลับมากกว่า 1,000 ในแถบความถี่ 0.3THz และเวลาตอบสนองลดลงถึงระดับ femtosecond อุปกรณ์นี้สามารถรวมเข้ากับชิปถ่ายภาพ Terahertz สำหรับอุปกรณ์รักษาความปลอดภัยสนามบินด้วยความละเอียด 0.1 มม. ซึ่งสูงกว่าระบบคลื่นมิลลิเมตรแบบดั้งเดิม 10 เท่า
3. เทคโนโลยีการรวมที่แตกต่างกัน: การฝ่าคอขวดของความเข้ากันได้ของกระบวนการ
ในการตอบสนองต่อความไม่ลงรอยกันระหว่างกระบวนการ GAN และ CMOS องค์กรบางแห่งได้พัฒนาโซลูชันการรวมตัวที่แตกต่างกันของมิติสาม: การรวม ARRAY DIODE 0.15 μ M GAN บนพื้นผิว CMOS ขนาด 45NM รูปแบบนี้บรรลุประสิทธิภาพการเพิ่มกำลัง (PAE) ที่ 55% ในวง KU (12 - 18GHz) ซึ่งสูงกว่าคะแนนรวม 15 เปอร์เซ็นต์สูงกว่ารูปแบบการรวมชิปเดียว มันถูกนำไปใช้ในการออกแบบของ Payloads ดาวเทียมวงโคจรต่ำ
3, กระบวนทัศน์เปลี่ยนวิธีการออกแบบ
1. การจำลองการทำงานร่วมกันของสนามแม่เหล็กความร้อนด้วยความร้อน
ในการออกแบบโมดูลการสื่อสารคลื่นมิลลิเมตร ANSYS HFSS และแพลตฟอร์มการจำลองร่วมของ Icepak ถูกนำมาใช้เพื่อดำเนินการสร้างแบบจำลอง 3 มิติของไดโอด SIC โดยการเพิ่มประสิทธิภาพเค้าโครงของช่องความร้อนอุณหภูมิทางแยกจะลดลงจาก 150 องศาเป็น 120 องศาในขณะที่ควบคุมการเสียรูปของข้อต่อประสานที่เกิดจากความเครียดจากความร้อนภายใน 0.5 μ m ทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่เชื่อถือได้ของอุปกรณ์ภายในช่วงอุณหภูมิกว้าง -55 องศาถึง 125 องศา
2. การก่อสร้างห้องสมุดโมเดลพารามิเตอร์
ผู้ผลิต EDA บางรายได้พัฒนาไลบรารีโมเดลเครื่องเทศที่มีพารามิเตอร์มากกว่า 300 พารามิเตอร์สำหรับไดโอดชนิดใหม่ ห้องสมุดนี้ครอบคลุมข้อมูลเช่น S - พารามิเตอร์และตัวเลขเสียงรบกวนภายใต้อุณหภูมิที่แตกต่างกัน (-40 องศาถึง 175 องศา) และเงื่อนไขอคติและรองรับการเข้าถึงเครื่องมือกระแสหลักโดยตรงเช่นโฆษณาและจังหวะ ในการออกแบบสถานีฐานขนาดเล็ก 5G การประยุกต์ใช้ห้องสมุดโมเดลนี้ทำให้วงจรการทำซ้ำการออกแบบสั้นลงจาก 8 สัปดาห์เป็น 3 สัปดาห์และเพิ่มอัตราความสำเร็จของการผลิตชิปหนึ่งครั้งเป็น 90%
3. การออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต (DFM)
องค์กรบางแห่งได้จัดตั้งไลบรารีกฎ DFM สำหรับไดโอดขนาดเล็กที่บรรจุใน 01005 (0.4 มม. × 0.2 มม.):
ระยะห่างของแผ่น: มากกว่าหรือเท่ากับ 50 μ m
ความหนาของตาข่ายเหล็ก: 0.08 มม. ± 0.01 มม.
อุณหภูมิสูงสุดของการบัดกรี reflow: 245 องศา± 5 องศา
ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การพิมพ์บัดกรีอัตราการเชื่อมโมฆะลดลงจาก 15% เป็นต่ำกว่า 3% ตรงตามข้อกำหนดของ AEC - q101 มาตรฐานสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์
4, การวิเคราะห์สถานการณ์แอปพลิเคชันทั่วไป
1. 5 g สถานีฐาน rf ด้านหน้า - สิ้นสุด
รูปแบบบางอย่างของสถานีฐาน MIMO ขนาดใหญ่ใช้รูปแบบการรวมไฮบริดโดยรวมเครือข่ายตัวเปลี่ยนเฟสซึ่งประกอบด้วย 256 GAN ไดโอด โดยการปรับเลย์เอาต์ให้เหมาะสมความแตกต่างของความยาวเส้นทางของสัญญาณจะถูกควบคุมภายใน± 50 μ m และข้อผิดพลาดความสอดคล้องเฟสน้อยกว่า 1 องศา รองรับการกำหนดค่าเสาอากาศ 64T64R และบรรลุอัตราสูงสุด 8.5Gbps
2. อาร์เรย์การสื่อสารผ่านดาวเทียม
เพย์โหลดดาวเทียมวงโคจรต่ำบางตัวใช้ไดโอด SIC เพื่อสร้างโมดูล T/R โดยมีความหนาแน่นพลังงาน 50W/cm ²ซึ่งสูงกว่าโครงการ GAAS แบบดั้งเดิมสามเท่า โดยการออกแบบโครงสร้างแนวตั้งสาม - การสูญเสียสัญญาณ RF จะลดลงเป็น 0.1dB/cm ซึ่งรองรับการส่งข้อมูล 20Gbps ในวง KA (26.5-40GHz)
3. โมดูลการสื่อสาร V2X ยานพาหนะ
ยานพาหนะพลังงานใหม่บางคันใช้การออกแบบแบบผสมผสานแบบผสมผสานแบบผสมผสานไดรเวอร์ LED การจัดการพลังงานและฟังก์ชั่นสิ้นสุด RF - ในหมู่พวกเขาไดโอด sic schottky รองรับ 48V ถึง 12V dc - การแปลง DC ด้วยประสิทธิภาพ 98%; แอมพลิฟายเออร์พลังงาน GaN ได้รับกำลังเอาต์พุตของ 23DBM ในแถบความถี่ 5.9GHz, เป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐาน C - V2X
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn {{2}