Како изабрати висок - фреквенцијски диоде у комуникационим апликацијама?

一, однос мапирања између основних техничких параметара високих - фреквенцијских диода и сценарија комуникације
1. Време опоравка обрнутим (ТРР): "Праг брзине" високог- фреквенцијских прекидача
Брзо пребацивање високих фреквенцијских сигнала захтијева диоде да заврше прелазак између стања провода и прекида у наносекундима. Узимање прекидачког круга од 5 г базне станице ПА (појачало напајања) као пример, ако се користи заједнички исправљачка диода са ТРР-ом =100 НС, у опсегу фреквенције 28 ГХз, сваки ће циклус преклопника произвести око 0,3% изобличења сигнала, што је резултирало ЕВМ-ом (грешка у ваздуху), што је резултирало стандардом. ТРР ултра брзе диоде за опоравак (УФРД) може бити низак од 10нс, а стопа изобличења може се смањити на 0,003% у истом фреквенцијском опсегу, испуњавајући захтеве 3ГПП-а за квалитет сигнала од 5 Г.
Предлог за избор:
Комуникација милиметра таласа (изнад 24ГХз): приоритете УФРД или Сцхоттки Диоде (СБД) са ТРР-ом мањим или једнаким 5нс;
Фреквенцијски опсег под-6ГХ-а: Може се користити брзе диоде за опоравак (ФРД) са ТРР =20-50 НС;
Avoid using ordinary diodes with Trr>100нс, осим ако се не примене на ниско ({1}} учесталост (<1MHz) scenarios.
2 Спокојан капацитет (ЦЈ): "Невидљиви филтер" за висок - фреквенцијски сигнали
Спојница диоде и паразитска индуктивност круга формирају ЛЦ резонантни круг, који може проузроковати рефлексирање сигнала или пригушење у опсегу високих фреквенција. Узимање КА бенда (26.5-40ГХЗ) Претворница за сателитску комуникацију, ако се користи ЦЈ =5 пф детекциони диода, губитак уметања на фреквенцијској тачки за 30ГХз може доћи до 3ДБ, што је резултирало смањењем осетљивости од 50%. Користећи Сцхоттки Диоде са ЦЈ-ом<0.5pF, the loss can be controlled within 0.5dB.
Предлог за избор:
RF front-end (>1ГХз): Изаберите СБД или ПИН диоде са ЦЈ-ом<1pF;
Обрада опсега (<100MHz): Acceptable FRD of Cj=5-10pF;
Проверите утицај спојног споја на интегритет сигнала кроз три - димензионална електромагнетна симулација (као што је ХФСС).
3. Пад напона напред (ВФ): "Кључна полуга" за ниско "фигура"
У комуникационим модулима напајања батерије, потрошња енергије диода може прећи 30%. Узимање круга прекидача напајања НБ иОТ модула као пример, ако се користи силиконски прекидач диода са ВФ =0.7 В, потрошња електричне енергије у 10 мА струји је 7МВ; Док користите Сцхоттки Диоду са ВФ =0.2 В, потрошња енергије се може смањити на 2МВ, значајно продужити трајање батерије.
Предлог за избор:
Сценариј ниског напона (<5V): prioritize SBD with Vf<0.4V;
High voltage scenario (>100В): прихватљиви ФРД / УФРД са ВФ =1-2 В;
Обратите пажњу на трговину - између ВФ-а и ТРР-а: Неки Ултра- ниски ВФ диоде могу жртвовати ТРР перформансе.
2, разликована стратегија селекције за комуникационе подсистеме
1. РФ фронт - Крај: "Доминантно поље" Сцхоттки Диодес
У РФ фронт - Крај базних станица Сцхоттки су преферирани избор за мешалице, детекторе и ограничења због њихове ултра брзине преклопника (ТРР)<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.
Типичне апликације:
Миксер: Користећи нелинеарне карактеристике СБД-а за постизање конверзије фреквенције;
Детектор: Издвојите информације о ковертима од РФ сигнала;
Лимитер: штити појачала ниске буке (ЛНА) од снажних нагона сигнала.
2 Обрада опсега опсега: "Трошак - ефикасан избор" за брзе диоде за опоравак
У круговима за обраду опсега сигнала, брзе диоде опоравка (ФРДС) постали су главни избор за АДЦ узорковање и задржавање, конверзију нивоа логике и други сценарији због њихових уравнотежених перформанси и трошкова. На пример, Веисхи'с Бив26е серија ФРД може да издржи 1А струју на преклопној фреквенцији 100КХз, са временом обрнутог времена за опоравак од само 50нс и цијене само један - трећина Сцхоттки диода.
Типичне апликације
Узорковање АДЦ-а и холдинг: Користећи брзе карактеристике преклопника ФРД-а за смањење грешака у узорковање;
Конверзија логичког нивоа: Постизање компатибилности између нивоа ТТЛ и ЦМОС-а;
Заштита напајања: Спречите оштећења круга узроковане обрнутом везом или преношењем.
3. Микроталасна и милиметарски талас: "Променљиви измјенски артефакт" ПИН диода
У сценарији микроталасних / милиметара таласа, као што су радар и електроничко ратовање, ПИН диоде постају основне компоненте фазних мењача, пребацују матрице и атенуатори прилагођавањем импеданције путем напона пристрасности. На пример, Стмицроелецтроницс 'ХСМП - 3890 ПИН ДИОДА може постићи губитак уметања од 0,1 дБ и изолацију од 40 дБ у опсегу фреквенције 10 ГХз, који испуњава захтеве војног радара за прекидаче високих перформанси.
Типичне апликације:
Радар на фазираном низу: Скенирање брзог снопа постигнут кроз ПИН диоде;
Сателитска комуникација: Изградња матрице са високим изолацијама помоћу ПИН диода;
Тестирање инструмента: Као компонента калибрације за анализацију векторских мрежа.
3, невидљиве замке и стратегије избегавања у избору
1. Паковање паразитских параметара: "Високо - Предност фреквенције" СМД паковања
ПИН индуктор утикача - у диодама (као што је то ", као што је- 41) може да дође до 10нх, што ће увести од 6,3 Ω у опсегу фреквенције 1 ГХз, што је резултирало пригушћавањем сигнала. Пасазитска индуктивност СМД пакета (као што је СОД-123) је само 1НХ, а индуктивност се смањује на 0,6 Ω у истом фреквенцијском опсегу, значајно побољшање перформанси високог фреквенције.
Стратегија избегавања:
Приоритете СМД паковање (као што су СОД-123, СОТ-23);
Избегавајте употребу дугих иглица - у пакетима (као што су ДО-41, до-220);
Смањите паразитску индуктивност кроз оптимизацију распореда ПЦБ-а (као што су скраћивање дужина олова и све већи мљевени виас).
2 Температурна стабилност: "Обрнути изазов цурења" Сцхоттки Диодес
Струја за цурење реверса (ИР) Сцхоттки Диода расте експоненцијално са температуром. На пример, диода са ИР =1 μ А у 25 степени може се повећати на 100 ° Ц А у 85 степени, што доводи до значајног повећања потрошње енергије круга. Коефицијент температуре ИР-а ПН спојних диода је само 1/10 оног Сцхоттки Диодеса.
Стратегија избегавања:
PN junction diodes are preferred for high temperature scenarios (>85 степени);
Ако се Сцхоттки Диоде морају користити, температура спојница треба смањити дизајн дисипације топлоте;
Изаберите ниске ИЦ моделе (као што су серија Инфинеон'с Бат62, ИР<0.1 μ A @ 25 ℃).
3. Ризик ланца снабдевања: "алтернативна прилика" локализације
Због геополитичких фактора, неки увезени високи - фреквенцијски диоде (као што су серија МБР-а у МБР-у) суочавају се са ризиком прекида снабдевања. Домаћи произвођачи као што су Сузхоу Гуде и Цхангдиан технологија постигли су независну контролубилност производа као што су Сцхоттки Диодес и ФРДС. На пример, СС14 СЦОТТКОУ ГУДЕ СС14 СЦОТТКИ ДИОДЕ може у потпуности заменити увезене моделе у погледу перформанси, а циклус снабдевања је скраћен на 4 недеље.
Стратегија избегавања:
Успоставити листу домаћих уређаја за замену и понашање редовних испитивања перформанси;
Успоставити стратешку сарадњу са домаћим произвођачима како би се осигурала сигурност ланца снабдевања;
Обратите пажњу на трендове индустрије и правовремено прилагођавате стратегије селекције.
4, будући тренд: "Технолошки правац еволуције" високог- фреквенцијских диода
1. Инноватион материјала: "Хигх фреквенцијског пробоја" диоде силицијум карбида (сиц)
Хигх електронска мобилност (1000цм ² / в · С) и широка појаса (3.3ЕВ) Карактеристике СИЦ материјала чине га идеалним материјалом за високим фреквенцијским диодама. На пример, Рохм-ов СЦТ2080КЕ серија СИЦ СЦХОТТКИ ДИОДЕ може да издржи 10А струју на преклопној фреквенцији од 1МХз, са временом опоравка у близини нуле, чинећи га погодним за ефикасну дизајну напајања у основним станицама од 5 г.
2. Интеграција: Прекогранична интеграција диода и МЕМС-а
Са развојем комуникационих система према минијатуризацији и интеграцији, интеграција диода и МЕМ-а (микро електро механички систем) постала је нови тренд. На пример, АДИ-ов ХМЦ - Ц090 серија интегрисани ПИН диода фаза фаза могу постићи контролу фазе од 360 степени у фреквенцијском опсегу од 24ГХз, са обимом само 1/5 традиционалних решења.
3. Интелигенција: "Селф- функција праћења" диода
У будућности је висока - фреквенцијски диоди могу да интегришу температурне и напонске сензоре да би се постигло само-праћење и прилагођавање адапција. На пример, Инфинеон развија "Интелигентна Сцхоттки Диоде" која може да надгледа температуру спорта у стварном - временом грађене - у сензорима и оптимизира перформансе прилагођавањем напона пристраности, значајно побољшање поузданости система.