Kaip naudoti diodus, kad būtų galima kontroliuoti ryšio galios stiprintuvus?

一, „Diode“ šališkumo kontrolės techninis principas ir pagrindinė vertė
1. Temperatūros kompensavimo mechanizmas: šiluminių iškraipymų problemos sprendimas
Kai galios stiprintuvas veikia, padidėjusi tranzistoriaus jungties temperatūra gali sumažėti įjungimo įtampos (VBE), o tai savo ruožtu sukelia statinį veikimo taško poslinkį, dėl kurio kryžminiai iškraipymai ir suspaudžia. Sukurdami neigiamą grįžtamojo ryšio kilpą, diodai gali pasiekti dinaminę šališkumo kompensaciją. Pavyzdžiui, A ir B klasėje papildomi simetriniai galios stiprintuvai du diodai yra sujungti iš eilės kaip šališkos grandinės, o jų priekinės įtampos kritimas mažėja didėjant temperatūrai, o tai tiksliai atstumia tranzistoriaus VBE temperatūros dreifą. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad stiprintuvas, naudojantis diodų kompensacija, sumažina kryžminio iškraipymą iki mažesnio nei 0,1%, esant plačiam –40 laipsnių temperatūrai iki 125 laipsnių, tai yra 10 kartų didesnis nei nekompensuota grandinė.
2. Dinaminis šališkumo koregavimas: efektyvumo ir tiesiškumo balansavimas
C klasės galios stiprintuvuose diodai veikia kartu su potenciometrais ir rezistoriaus tinklais, kad būtų galima tiksliai valdyti laidumo kampą. Padidėjus įvesties signalo galiai, didėja diodo priekinės įtampos kritimas, todėl sumažėja bazinės paklaidos įtampa, taip sumažinant srovės srauto kampą ir slopindamas netiesinius iškraipymus. Priėmus šią schemą, 2,4 GHz dažnių juostos C klasės stiprintuvas optimizavo trečiąjį - eilės tarpmoduliacijos iškraipymą (IMD3) nuo -25DBC iki -38DBC, kai išėjimo galia yra 20 W, išlaikant daugiau nei 65%efektyvumą.
3. Pažangi apsaugos mechanizmas: užkirsti kelią prietaiso perkrovai
Millimetro bangų ryšio moduliuose Schottky diodai yra plačiai naudojami apsaugos nuo viršįtampių grandinėse dėl jų nanosekundės atsako greičio. Kai įvesties signalo amplitudė viršija slenkstį, diodas greitai atlieka šuntą, užfiksuodamas tranzistoriaus kolektoriaus įtampą saugiame diapazone. Priėmus šią schemą tam tikrame 28 GHz dažnių juostos galios stiprintuve, prietaiso temperatūros kilimas sumažėjo nuo 120 laipsnių iki 45 laipsnių, kai įvesties galia staiga padidėjo iki 35dbm, žymiai prailginant prietaiso tarnavimo laiką.
2, tipiniai diodų šališkumo kontrolės taikymo scenarijai
1. 5 g bazinė stotis RF priekis - End: High - tankio integracija ir žemas - galios dizainas
Masyviose MIMO bazinėse stotyse „Gan Power“ stiprintuvai naudoja diodų prijungtus NMOS tranzistorius kaip šališkumo grandines, kad sumažintų energijos suvartojimą naudojant dabartinę pakartotinio naudojimo technologiją. Pvz., Tam tikro modelio 64T64R antenos masyvo galios stiprintuvo modulis, naudojant diodo jungties paklaidą, sumažina statinę srovę nuo 1,2a iki 0,4a ir palaiko EVM (klaidų vektoriaus amplitudė) indeksą, geresnį nei 1,5%, esant 256Qam moduliacijai, tenkinant 3GPP standartų reikalavimus.
2. Palydovinio ryšio etapo masyvas: plataus temperatūros ir aukšto patikimumo dizainas
T/R modulis žemoje orbitos palydovo naudingoje apkrovoje turi būti stabiliai veikianti aplinkoje nuo –55 laipsnių iki 125 laipsnių. KA juosta (26,5–40 GHz) galios stiprintuvas naudoja sudėtinę paklaidų grandinę, kurią sudaro zenerio diodas ir termistorius. Stebint sankryžos temperatūrą realiuoju laiku ir sureguliuodami šališkumo įtampą, padidėjimo svyravimai kontroliuojami ± 0,2dB. Orbitos bandymo duomenyse rodo, kad šis sprendimas padidino MTBF (vidutinis laikas tarp prietaiso gedimų) iki daugiau nei 15 metų.
3. V2X transporto priemonės ryšys: balansas anti - trukdys ir didelis efektyvumas
C - V2x ryšio modulyje naudojami PIN diodai, naudojami automatinio stiprinimo valdymo (AGC) grandinėje. Kai gautas signalo stipris keičiasi nuo –110dbm iki -20dbm, PIN diodas dinamiškai koreguoja stiprintuvo padidėjimą 40dB diapazone, pakeisdamas lygiavertį pasipriešinimą. Priėmus šią schemą, tam tikra nauja energetinė transporto priemonė sumažino ryšio klaidų lygį nuo 10 ⁻ ³ iki 10 ⁻ sudėtingoje elektromagnetinėje aplinkoje, tokioje kaip tuneliai ir viadukai, tuo pačiu sumažinant energijos suvartojimą 30%.
3, Technologinės evoliucijos tendencijos ir pasienio tyrinėjimas
1.
Reaguodama į nesuderinamumą tarp GAN ir CMOS procesų, tam tikra įmonė sukūrė tris - matmenų heterogeninį integracijos sprendimą: integruoja 0,15 μm GAN diodų matricą 45 nm CMOS substrate naudojant mikro gąsdinimo litavimo technologiją. Ši schema pasiekia 58% galios efektyvumą (PAE) x - juostoje (8 - 12 GHz), tai yra 18 procentinių taškų didesnis nei vieno lusto integruota schema. Jis buvo pritaikytas kuriant ore esančius radaro naudingus krovinius.
2. Intelektualus šališkumo valdymas: AI algoritmas įgalina dinaminį optimizavimą
Tyrimo komanda pritaikė giluminio armatūros mokymosi algoritmus, skirtas stiprintuvo šališkumo valdymui, dinamiškai koreguodamas diodų paklaidų įtampą, stebint įvesties signalo charakteristikas realiame - (pvz., Sumain ir vidutinis santykis, spektrinis pasiskirstymas). Eksperimentiniai duomenys rodo, kad esant 64QAM moduliavimui ši schema optimizuoja ACPR (gretimojo kanalo galios santykį) 3DB ir pagerina efektyvumą 5 procentiniais punktais.
3. Naujos medžiagos diodai: Aukštų - dažnių programų ribų išplėtimas
Grafeno heterojunkcijos diodai padarė proveržį Terherco komunikacijos tyrimuose dėl jų nulinio juostinio juostos charakteristikų. Tam tikros laboratorijos sukurtas prietaisas pasiekia daugiau nei 1000 perjungimo santykį 0,3Hz dažnio juostoje, o atsako laikas sutrumpėjo iki femtosekundės lygio. Šis įrenginys gali būti integruotas į „Tererhertz“ vaizdo lustus, skirtus naudoti 6G bazinės stoties saugos tikrinimo sistemose, kurių skiriamoji geba yra 0,05 mm, tai yra 20 kartų didesnė nei tradicinės milimetro bangų sistemos.
4, paradigmos keitimas projektavimo metodikoje
1. Kelių fizikos lauko bendradarbiavimo modeliavimas
Projektuojant milimetrų bangos ryšio modulį, 3D modeliavimui buvo naudojamas SIC diodų modeliavimas ANSYS HFSS ir ICEPAK jungtinės modeliavimo platforma. Optimizuojant šilumos išsklaidymo kanalų išdėstymą, jungiamosios temperatūra buvo sumažinta nuo 150 laipsnių iki 120 laipsnių, tuo pačiu kontroliuojant litavimo jungčių deformaciją, kurią šiluminis įtempis sukelia 0,3 μm, užtikrinant patikimą prietaiso veikimą plataus temperatūros diapazone nuo –55 laipsnių iki 125 laipsnių.
2. Parametrizuotos modelio bibliotekos statyba
Tam tikras EDA gamintojas sukūrė „Spice“ modelio biblioteką, kurioje yra daugiau nei 500 parametrų naujo tipo diodui. Ši biblioteka apima tokius duomenis kaip S - parametrai ir triukšmo figūros esant skirtingai temperatūrai (nuo –40 laipsnių iki 175 laipsnio) ir šališkumo sąlygos ir palaiko tiesioginę prieigą prie pagrindinių įrankių, tokių kaip ADS ir kadencija. Projektuojant 5G mažą bazinę stotį, šios modelio bibliotekos pritaikymas sutrumpino projektavimo iteracijos ciklą nuo 10 savaičių iki 4 savaičių ir padidino vieno lustų gamybos sėkmės procentą iki 95%.
3. Gaminamumo projektavimo (DFM) optimizavimas
Tam tikra įmonė sukūrė DFM taisyklių biblioteką mikro diodams, supakuoti 008004 (0,3 mm × 0,15 mm):
Padalinių tarpai: didesnis arba lygus 30 μm
Plieno tinklo storis: 0,06 mm ± 0,005 mm
Didžiausia reflavimo litavimo temperatūra: 240 laipsnio ± 3 laipsnis
Optimizuojant litavimo pastos spausdinimo parametrus, suvirinimo tuštumos greitis buvo sumažintas nuo 12% iki mažesnio nei 2%, tai atitiko AEC - q101 standarto, skirto automobilių elektronikai, reikalavimus.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn [{2}TRANSISTOR {[3}BCV47.html