Kaip pasirinkti aukštą - dažnio diodus komunikacijos programose?

一, žemėlapių ryšys tarp pagrindinių aukštų - dažnio diodų ir ryšio scenarijų pagrindinių techninių parametrų
1. Atvirkštinio atkūrimo laikas (TRR): Aukšto - dažnio jungiklių „greičio slenkstis“
Greitam aukšto - dažnio signalų perjungimui reikalaujama, kad diodai užbaigtų perėjimą tarp laidumo ir ribinių būsenų nanosekundėse. 5G bazinės stoties PA (galios stiprintuvo) perjungimo grandinės, kaip pavyzdys, jei naudojamas įprastas lygintuvo diodas su TRR =100 NS, esant 28 GHz dažnių juostoje, kiekvienas perjungimo ciklas sukels apie 0,3% signalo iškraipymą, todėl EVM (klaidų vektoriaus amplituja) viršys standartą. Itin greito atkūrimo diodo (UFRD) TRR gali būti net 10N, o iškraipymo greitis gali būti sumažintas iki 0,003% toje pačioje dažnių juostoje, tenkinant 3GPP reikalavimus 5G NR signalo kokybei.
Atrankos pasiūlymas:
Millimetro bangos ryšys (aukščiau 24 GHz): prioritetas UFRD arba Schottky Diode (SBD), kai TRR yra mažesnis arba lygus 5N;
Sub-6GHz dažnio juosta: gali būti naudojamas greito atkūrimo diodas (FRD) su Trr =20-50 ns;
Avoid using ordinary diodes with Trr>100NS, nebent tai būtų taikoma žemai - dažniui (<1MHz) scenarios.
2. Junction Consactity (CJ): „Nematomas filtras“, skirtas aukštai - dažnio signalams
Diodo ir parazitinio grandinės induktyvumo jungties talpa sudaro LC rezonansinę grandinę, kuri gali sukelti signalo atspindį ar silpnėjimą aukšto dažnio diapazone. Paimant KA juostą (26,5–40GHz) žemyn palydovo komunikacijos keitiklį kaip pavyzdį, jei naudojamas CJ =5 PF aptikimo diodas, įterpimo praradimas 30 GHz dažnio taške gali pasiekti 3DB, todėl gaunamas jautrumas 50% sumažėjo. Naudojant Schottky diodus su CJ<0.5pF, the loss can be controlled within 0.5dB.
Atrankos pasiūlymas:
RF front-end (>1GHz): Pasirinkite SBD arba PIN diodus su CJ<1pF;
Bazinės juostos apdorojimas (<100MHz): Acceptable FRD of Cj=5-10pF;
Patikrinkite, koks yra sankryžos talpos poveikis signalo vientisumui per tris - matmenų elektromagnetinį modeliavimą (pvz., HFSS).
3.
Baterijoje maitinami IoT ryšio moduliai diodų energijos suvartojimas gali viršyti 30%. NB IoT modulio maitinimo jungiklio grandinės, jei naudojamas silicio jungiklio diodas su VF =0.7} v, naudojamas silicio jungiklio diodas su VF =0.7 v, energijos suvartojimas esant 10MA srovei yra 7MW; Naudojant „Schottky“ diodą su VF =0.2 V, energijos suvartojimą galima sumažinti iki 2MW, žymiai prailginant akumuliatoriaus veikimo laiką.
Atrankos pasiūlymas:
Žemos įtampos scenarijus (<5V): prioritize SBD with Vf<0.4V;
High voltage scenario (>100v): priimtinas frd/ufrd su vf =1-2 v;
Atkreipkite dėmesį į prekybą - išjungta tarp VF ir TRR: kai kurie ultra - žemi VF diodai gali paaukoti TRR našumą.
2, diferencijuota komunikacijos posistemių atrankos strategija
1. RF priekis - End: Schottky diodų „dominuojantis laukas“
RF priekyje - 5G bazinių stočių pabaiga Schottky diodai yra tinkamiausias pasirinkimas maišytuvams, detektoriams ir ribotuvams dėl jų ypač greito perjungimo greičio (TRR<3ns) and low junction capacitance (Cj<0.2pF). For example, Infineon's BAT62 series Schottky diodes can achieve a sensitivity of -15dBm and a dynamic range of 10dB in the 28GHz frequency band, meeting 3GPP's requirements for 5G NR receivers.
Tipiškos programos:
Maišytuvas: naudojant netiesines SBD charakteristikas, kad būtų pasiektas dažnio konversija;
Detektorius: ištraukite RF signalų apvalkalo informaciją;
Ribitteris: apsaugo mažo triukšmo stiprintuvus (LNA) nuo stipraus signalo viršįtampių.
2. Bazinės juostos apdorojimas: „Kaina - efektyvus pasirinkimas“ greito atkūrimo diodams
Bazinės juostos signalo apdorojimo grandinėse greitas atkūrimo diodai (FRD) tapo pagrindiniu ADC mėginių ėmimo ir laikymo, loginio lygio konvertavimo ir kitų scenarijų pasirinkimu dėl jų subalansuoto našumo ir išlaidų. Pavyzdžiui, „Weishi“ „BYV26E“ serija FRD gali atlaikyti 1a srovę perjungimo dažniu 100 kHz, o atvirkštinio atkūrimo laikas yra tik 50NS ir už kainą tik viena - trečdalis Schottky diodų.
Tipiškos programos
ADC mėginių ėmimas ir laikymas: naudojant greito FRD perjungimo charakteristikas, siekiant sumažinti mėginių ėmimo klaidas;
Loginio lygio konversija: pasiekti TTL ir CMOS lygių suderinamumą;
Galios apsauga: užkirsti kelią grandinės pažeidimui, kurį sukelia atvirkštinis prijungimas ar viršįtampis.
3. Mikrobangų ir milimetrų banga: kaiščių diodų „kintamos varžos artefaktas“
Mikrobangų/milimetrų bangų scenarijuose, tokiuose kaip radaras ir elektroninis karas, PIN diodai tampa pagrindiniais fazių perjungiklių, jungiklių matricų ir slopintuvų komponentais, koreguodami varžą per šališkos įtampą. Pavyzdžiui, „Stmicroelectronics“ HSMP - 3890 serijos PIN diodas gali pasiekti 0,1DB įterpimo praradimą ir 40dB izoliaciją 10GHz dažnių juostoje, tenkinančioje karinio radaro reikalavimus dėl aukšto nustatymo jungiklių.
Tipiškos programos:
Fazinis masyvo radaras: greito pluošto nuskaitymas, pasiektas per kaiščių diodus;
Palydovinis ryšys: aukštos izoliacijos jungiklio matricos sukūrimas naudojant kaiščių diodus;
Testavimo instrumentas: kaip vektorių tinklo analizatorių kalibravimo komponentas.
3, Nematomi spąstai ir vengimo strategijos atrankoje
1. Pakuotės parazitiniai parametrai: SMD pakavimo „Aukštas - dažnio pranašumas“
Įklijo - kaiščio induktyvumas dioduose (pvz., Do - 41) gali pasiekti 10NH, o tai įves 6,3 Ω induktyvumą 1 GHz dažnių juostoje, todėl signalo susilpnėjimas bus susilpnėjęs. SMD paketų parazitinis induktyvumas (pvz., SOD-123) yra tik 1NH, o induktyvumas sumažėja iki 0,6 Ω toje pačioje dažnių juostoje, žymiai pagerinant aukšto dažnio našumą.
Vengimo strategija:
Prioritetas SMD pakuotes (pvz., SOD-123, SOT-23);
Venkite naudoti ilgo kaiščio kištuką - pakuotėse (pvz., DO-41, TO-220);
Sumažinkite parazitinį induktyvumą per PCB išdėstymą optimizuodami (pvz., Sutrumpinti švino ilgį ir didėjančią žemės valią).
2. Temperatūros stabilumas: Schottky diodų „atvirkštinio nutekėjimo iššūkis“
Atvirkštinė Schottky diodų nutekėjimo srovė (IR) eksponentiškai padidėja atsižvelgiant į temperatūrą. Pvz., Diodas, kurio IR =1} A esant 25 laipsniams, gali pakilti iki 100 μ A esant 85 laipsniams, todėl žymiai padidėja grandinės energijos suvartojimas. PN jungties diodų IR temperatūros koeficientas yra tik 1/10 iš Schottky diodų.
Vengimo strategija:
PN junction diodes are preferred for high temperature scenarios (>85 laipsnis);
Jei reikia naudoti Schottky diodus, jungiamosios temperatūros temperatūrą reikia sumažinti naudojant šilumos išsklaidymo projektą;
Pasirinkite žemus IR modelius (pvz., „Infineon's BAT62“ seriją, IR<0.1 μ A @ 25 ℃).
3. Tiekimo grandinės rizika: „alternatyvi galimybė“ lokalizuoti
Dėl geopolitinių veiksnių kai kurie importuoti aukštai - dažnio diodai (pvz., Ansono MBR serijos) susiduria su tiekimo pertraukimo rizika. Vietiniai gamintojai, tokie kaip „Suzhou Gude“ ir „Changdian Technology“, pasiekė nepriklausomą produktų, tokių kaip Schottky diodų ir FRDS, nepriklausomai kontroliuojamumą. Pavyzdžiui, „Suzhou Gude“ SS14 Schottky diodas gali visiškai pakeisti importuotus modelius pagal našumą, o tiekimo ciklas sutrumpėja iki 4 savaičių.
Vengimo strategija:
Sudaryti buitinių įrenginių pakaitalų sąrašą ir atlikti reguliarius veiklos palyginimo testus;
Siekdami užtikrinti tiekimo grandinės saugumą, užmegzkite strateginį bendradarbiavimą su vidaus gamintojais;
Atkreipkite dėmesį į pramonės tendencijas ir laiku pakoreguokite atrankos strategijas.
4, Ateities tendencija: „Aukšto - technologinės evoliucijos kryptis“ dažnio diodai
1. Materialinės naujovės: „Silicio karbido (SIC) diodų„ aukšto dažnio proveržis “
Didelis elektronų mobilumas (1000 cm ²/v · s) ir plačiosios juostos juostos (3.3EV) SiC medžiagos charakteristikos daro ją idealia medžiaga aukštai - dažnio diodams. Pavyzdžiui, „Rohm“ SCT2080KE serijos SIC Schottky diodas gali atlaikyti 10A srovę perjungimo dažniu 1MHz, kai atvirkštinis atkūrimo laikas yra arti nulio, todėl jis tinka efektyviam maitinimo šaltinio projektavimui 5G bazinėse stotyse.
2. Integracija: Diodų ir MEMS tarpvalstybinė integracija
Tobulėjant ryšių sistemoms, siekiant miniatiūrizacijos ir integracijos, nauja tendencija tapo diodų ir MEMS (mikro elektro mechaninių sistemų) integracija. Pavyzdžiui, ADI HMC - C090 serijos integruotų PIN diodų fazių perjungikliai gali pasiekti 360 laipsnių fazės valdymą 24 GHz dažnių juostoje, o tūris yra tik 1/5 tradicinių sprendimų.
3. Intelektas: diodų „savęs - stebėjimo funkcija“
Ateityje aukštos - dažnio diodai gali integruoti temperatūros ir įtampos jutiklius, kad pasiektų savęs - stebėjimą ir adaptyvųjį reguliavimą. Pvz., „Infineon“ kuria „intelektualųjį schottky diodą“, kuris gali stebėti jungties temperatūrą realiame - laikas per pastatytą - jutikliuose ir optimizuoti našumą, koreguodami šališkumo įtampą, žymiai pagerinant sistemos patikimumą.