Hefur skiptishraði díóða áhrif á árangur samskipta?

一, líkamlegur kjarni rofahraða: virkni burðarefna og sníkjudýr
Skiptahraði díóða er ákvarðaður bæði af öfugum bata tíma (TRR) og Junction Edactive (CJ) og líkamleg kjarni hans felur í sér samspil milli endurröðunarferla burðarefna og sníkjudýra í hálfleiðara efnum.
Öfug bata tími (TRR)
Þegar díóða skiptir frá leiðandi ástandi yfir í lokunarástandið þurfa götin á p - gerðinni og rafeindirnar í N - gerðinni að tortíma í gegnum endurröðunarmiðstöðina. Tíminn sem þarf fyrir þetta ferli er TRR, sem venjulega er á bilinu nokkur hundruð nanósekúndur fyrir venjulegar afréttardíóða til nokkurra nanósekúnda fyrir öfgafullan bata díóða. Sem dæmi má nefna að TRR af 1N4148 skiptisdíóða er 4ns, en Schottky díóða getur stytt TRR í innan 1ns vegna fjarveru geymslu á geymslu minnihluta. Í RF að framan - lok 5G grunnstöðva, ef venjulegar díóða með Trr =50 ns eru notaðar, mun skiptistap þeirra naga meira en 30% af heildartapi kerfisins, sem leiðir til 15% hækkunar á röskun merkja.
Mótarými (CJ)
Hugsanleg þéttni hindrunar sem myndast af PN mótum díóða við öfugan hlutdrægni myndar RC lágt - framhjá síu með ytri hringrásinni. Að taka háa - hraðrofa díóða pakkað árið 0402 Sem dæmi er dæmigert CJ gildi þess 0,2pf, og samsvarandi viðnám í 28GHz tíðnisviðinu er 28 Ω. Ef viðnám hringrásarinnar er 50 Ω mun það valda 12% endurspeglun merkja. Í millimetra bylgjusamskiptum, fyrir hverja 0,1pf aukningu á CJ, mun bandbreidd merkisins draga úr um 200MHz og takmarka beint gagnaflutningshraða.
2, fjölvíddaráhrif rofahraða á samskiptakerfi
1. RF framan - endir: Signaliction og einangrun
Í 5G gríðarlegu MIMO kerfum þarf loftnetaskiptadíóða að ljúka ástandsskiptum innan 100Ns. Ef díóða með trr =20 ns er notaður mun einangrun þess minnka úr 40dB í 25dB, sem leiðir til aukningar um 12dB í krosstöng milli aðliggjandi loftnetsrásir og aukning á bita villuhraða (BER) í röð 10 ⁻ ³. Samkvæmt raunverulegum prófunargögnum frá ákveðnum framleiðanda stöðvarstöðva, eftir að hafa notað Gan Hemt samþætta díóða með Trr =3 ns, var kerfið EVM (villuvektor amplitude) fínstillt úr 4,5% til 2,1% og uppfyllti kröfur 3GPP útgáfu 16 staðals.
2.. Ljóssamskiptaeining: Augnmynd gæði og flutningsfjarlægð
Í 400g sjóneiningunni hefur gatnamót PIN -ljósnemans bein áhrif á viðkvæmni. Tilraunir hafa sýnt að þegar CJ lækkar úr 1pf í 0,5pf, lækkar OSNR (sjónmerki til hávaða) þröskuldinn við flutningsfjarlægð 10 km úr 18dB í 15dB, sem jafngildir því að lengja flutningsfjarlægðina um 30%. Ákveðinn framleiðandi sjóneiningar hefur náð 80 km gengi ókeypis sendingu í C - bandinu með því að nota IngaaS pinna díóða með CJ =0.3 pf, með BER undir 10 ⁻¹ ².
3. Kraftstjórnun: Skilvirkni og hitauppstreymi
Í rofi mode orkubirgðir ákvarðar skiptishraði díóða umbreytingarvirkni. Að taka 48V/12V DC - DC breytir sem dæmi, þegar notaður er ultrafast bata díóða með Trr =50 ns, er skilvirkni 92%; Eftir að hafa skipt yfir í sic schottky díóða með trr =5 ns jókst skilvirkni í 96% og hitamyndunin minnkaði um 60%. Í atburðarás gagnaversins getur það að auka orkunýtni eins netþjóns um 4% dregið úr losun CO ₂ um 1,2 tonn á ári.
3, Hönnunarstígur hátt - hraði díóða
1.. Efnisleg nýsköpun: breiðir bandgap hálfleiðarar brjótast í gegnum líkamleg mörk
Gan og SIC efni geta náð afköstum með TRR<1ns due to their high electron mobility (GaN: 2000cm ²/V · s) and low dielectric constant (SiC: 9.7). The GaN HEMT integrated diode from a certain manufacturer operates in the 28GHz frequency band, Cj=0.15pF,trr=0.8ns, Supports EVM<1.5% under 64QAM modulation, which is three times higher than traditional Si based devices.
2.. Uppbyggingarhagræðing: TMB og JTE tækni draga úr sníkjudýrum
Díóða með skurði MOS hindrunar schottky (TMBS) uppbygging er notuð til að draga úr CJ í undir 0,1pf í gegnum dielectric reitplötu. Við skiptitíðni 1MHz er öfug endurheimtunarhleðsla (qRR) á 100V/10A TMBS díóða aðeins 0,5NC, sem er 80% lægra en á sléttu uppbyggingu. Tækni Terminal Stækkunar (JTE) getur aukið öfugan sundurliðunarspennu í yfir 2kV, sem uppfyllir spennuþolskröfur 5G stöðvar stöðvar.
3.. Samvirkni umbúða: QFN og CSP ná litlum sníkjudýrum
Quad Flat NO PIN (QFN) pakkinn getur dregið úr hvata í 0,5nH, en flísarstigspakkinn (CSP) getur náð 0,2nH inductance. 0201 stærð CSP pakkað díóða frá ákveðnum framleiðanda er með innsetningartap aðeins 0,1dB í 10GHz tíðnisviðinu, sem er 50% hærra en hefðbundinn SOT-23 pakkinn.
4, prófun og sannprófun: Lykilhlekkurinn frá rannsóknarstofu til fjöldaframleiðslu
1.
Með því að nota Keysight B1505A hálfleiðara breytu greiningartæki var TRR mælt með púlsprófunaraðferð við skilyrði 10A framlagsstraums og -10V öfugs spennu. Mældu gögnin frá 6 tommu Wafer Fab sýna að TRR dreifingarsviðið í sama lotu 1N4148 díóða er 3,8-4,2ns og þarf að stjórna staðalfrávikinu innan 0,1ns í gegnum leysirstillingartækni.
2. Litrófsgreining á gatnamótum
Notaðu E5072A netgreiningartæki fyrir S - breytuprófun og útdregið CJ í gegnum DE embedding reiknirit. Á tíðnisviðinu 1MHz-100 GHz þarf að koma á Debye líkan til að passa tíðniviðbrögð gatnamótanna. Ákveðinn framleiðandi sjóneiningar sem uppgötvaðist í gegnum þessa tækni að 0,2pf CJ villa mun leiða til fráviks tap á tapi 0,3dB í 25 GHz tíðnisviðinu.
3. Mat á gæðum augnkorts
Í BIT villuhraða prófunaraðila (BERT) er auguopnun prófuð með því að nota PRBS31 gervi - handahófskóða. Ákveðinn 5G grunnstöð framleiðandi kveður á um að undir 28 GHz burðarefni og 64QAM mótun verður hæð augnskýringarinnar að vera meiri en 0,3UI (einingabil) og lokunin verður að vera minni en 15%. Eftir að hafa notað hátt - hraða díóða batnaði gæði augnskýringarinnar um 20%og uppfyllti kröfur 3GPP staðla.