Kodėl komunikacijos įrenginiai renkasi naudoti „Schottky Diodes“?

1, techniniai genai: trys pagrindiniai metalinių puslaidininkių jungčių pranašumai
Pagrindinis Schottky diodų konkurencingumas slypi jų novatoriškoje fizinėje struktūroje. Skirtingai nuo tradicinių PN sankryžų diodų, jis sudaro schottky barjerą, tiesiogiai kontaktuojant tarp metalo ir n - tipo puslaidininkio. Ši struktūrinė naujovė atneša tris pagrindinius technologinius proveržius:
Itin žemas slėgio kritimas į priekį
Schottky diodų priekinis įtampos lašas paprastai yra tarp 0,2 V - 0,5 V, kuris yra tik 1/2–2/3 silicio diodų. 5G bazinių stočių galios modulyje tam tikro tipo Schottky diodo tipo įtampos kritimas yra tik 0,4 V, esant 3A srovei, tai yra 42% mažesnis nei tradicinio silicio diodo 0,7 V, o vieno vamzdžio šilumos nuostoliai sumažėja. Šis energijos vartojimo efektyvumo pranašumas yra ypač reikšmingas žemos įtampos ir aukštos srovės scenarijuose. Pavyzdžiui, 48 V ryšio energijos sistemoje Schottky diodų naudojimas taisymo grandinėse gali pagerinti efektyvumą 3–5%, o vidutinio dydžio duomenų centre sutaupys milijonus kilovatvalandžių valandų elektros energijos.
Nanosekundės perjungimo greitis
Dėl metalinio puslaidininkio sankryžos be mažumų nešiklio laikymo efekto būdo, Schottky diodo atvirkštinio atkūrimo laikas yra lygus nuliui. 5G milimetrų bangų signalo apdorojime tam tikro tipo Schottky diodas pasiekia 5NS atvirkštinio atkūrimo laiką, palaiko tikslų signalų aptikimą virš 100 GHz ir atitinka griežtus 5G NR (naujos oro sąsajos) reikalavimus, kad būtų galima latencijai. Tradiciniuose silicio dioduose atvirkštinio atkūrimo laikas paprastai būna šimtuose nanosekundžių mikrosekundžių, kurie negali atitikti aukštų - dažnio ryšio reikalavimus.
Aukšto dažnio ir mažo nuostolių charakteristikos
Dėl mažos schottky diodų (paprastai mažesnių nei 1PF) jungiamosios talpos jie gerai veikia RF grandinėse. Palydovinio ryšio gnybtų maišytuve tam tikro tipo Schottky diodai kontroliuoja signalo praradimą per 0,5 dB, o tai pagerina signalo vientisumą 30%, palyginti su tradiciniais diodais. Ši charakteristika daro jį pageidaujamu KA juostos aptikimo elementu (26,5–40 GHz) ryšių sistemomis.
2, Pramonės pritaikymas: pilna scenos aprėptis nuo bazinių stočių iki terminalų
Schottky diodų technologiniai pranašumai suteikia jiems galimybę sudaryti keturis pagrindinius taikymo scenarijus komunikacijos įrangoje:
Aukšto dažnio signalo apdorojimas
RF priekyje - 5G bazinių stočių pabaigoje Schottky diodai atlieka tokias pagrindines užduotis kaip signalo aptikimas, maišymas ir moduliacija. Pavyzdžiui, „Huawei“ 5G masyvi MIMO bazinė stotis naudoja tam tikro tipo Schottky diodų masyvą, kad pasiektų tikrąjį - 256 signalų stebėjimą, sutrumpindamas bazinės stoties gedimo vietos laiką nuo valandų iki minučių. Optinio ryšio srityje Schottky diodai derinami su silicio fotonikos technologija, kad būtų galima integruoti fotodetektorių 400 g/800 g optiniuose moduliuose, palaikant vienos bangos 800 g transmisiją.
Efektyvus galios valdymas
Ryšių įrangos galios sistema yra ypač jautri efektyvumui. Duomenų centrų 48 V nuolatinės srovės maitinimo šaltinio architektūroje Schottky diodai naudojami tarpiniams autobusų keitikliams (IBC), siekiant padidinti konversijos efektyvumą iki daugiau nei 98%. Pavyzdžiui, tam tikros įmonės sukurto „Schottky“ diodo modulio modulis yra tik 4W, esant 12 V/100A išėjimui, tai yra 60% mažesnis nei tradiciniai silicio tirpalai ir sumažina galios modulio dydį 40%.
Intelektuali apsaugos grandinė
Greitos Schottky diodų atsako charakteristikos daro jas idealiu pasirinkimu anti atvirkštiniam ryšiui, viršįtampio slopinimui ir ESD apsaugai. „Smart Door Locks“ ryšio sąsajoje tam tikro tipo schottky diodas gali užspausti statinę įtampą nanosekundėse, kad apsaugotų žemą - galios „Bluetooth“ (BLE) lustus nuo pažeidimo. 5G mažose bazinėse stotyse apsaugos nuo viršįtampio modulis, sudarytas iš Schottky diodų matricų, gali atlaikyti 10 kV/10kA žaibo smūgį, užtikrinant įrangos patikimumą atšiaurioje aplinkoje.
Fotono integracija ir jutimas
Susipažinę su silicio fotonikos technologija, Schottky diodai pradėjo giliai integruoti su fotoniniais prietaisais. CPO (CO supakuotuose optiniuose) optiniuose moduliuose „Schottky“ fotodetektoriai yra integruoti su TIA lustais per 3D sukravimo technologiją, kad būtų pasiektas 56gbaud PAM4 signalų nulinio atidėjimo aptikimas. Be to, šviesolaidinio optinio stebėjimo sistemose Schottky diodų masyvai gali stebėti optinės galios, bangos ilgio ir poliarizacijos būseną realiuoju laiku, gerindamas tinklo veikimo ir priežiūros efektyvumą 80%.
3, Ateities tendencija: dvigubas materialinių naujovių ir sistemos integracijos skatinimas
Schottky diodai, susidūrę su kylančiomis sritimis, tokiomis kaip 6G, „Quantum Communication“ ir „Terahertz“ technologijos, pasiekia technologinius proveržius dviem pagrindiniais keliais:
Plataus juostos puslaidininkių medžiagų taikymas
Silicio karbido (SIC) ir galio nitrido (GAN) Schottky diodai palaipsniui yra komercializuojami. Pavyzdžiui, SIC Schottky diodas, kurį sukūrė tam tikra įmonė, gali išlaikyti stabilią 0,85 V įtampos kritimą aukštoje 175 laipsnių temperatūroje, o atvirkštinė nuotėkio srovė yra mažesnė nei 10 μ A, todėl jis tinka ekstremalioms aplinkoms, tokioms kaip aukšta - greičio geležinkelio kaupimo sistemos. 5G bazinių stočių maitinimo šaltiniuose Gan Schottky diodai gali padidinti perjungimo dažnį į MHz lygį, sumažindamas magnetinių komponentų tūrį 70%.
Optoelektroninės integracijos integracija ir intelektualus suvokimas
Ateities komunikacijos įtaisai vystysis fotonikos, elektronikos ir skaičiavimo integracijoje. Schottky diodai bus derinami su naujomis medžiagomis, tokiomis kaip kvantiniai taškai ir grafenas, kad būtų galima atlikti vieno fotono aptikimą ir terehertz signalo apdorojimą. Pvz., Schottky detektorių teorinis reagavimo greitis, pagrįstas grafenu, gali pasiekti 1zą, kuris, tikimasi, užtikrins pagrindinio prietaiso palaikymą 6G tererhertz komunikacijai. Tuo tarpu integruotas optinio stebėjimo modulis (ISM) sujungia Schottky diodus su AI algoritmais, kad būtų galima autonomiškai numatyti ir taisyti optinio tinklo gedimus.