Πώς να ενσωματώσετε τις δίοδοι σε υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα επικοινωνίας;

一, βασική λειτουργική τοποθέτηση των διόδων στην υβριδική ολοκλήρωση
1. Διόρθωση σήματος και ανίχνευση: Γέφυρα από αναλογικό σε ψηφιακό
Στο μέτωπο RF - τελική μονάδα, οι διόδους επιτυγχάνουν αποδιαμόρφωση σήματος μέσω μη γραμμικών χαρακτηριστικών. Για παράδειγμα, στην επικοινωνία κύματος 5g χιλιοστών, οι διόδους νιτριδίου γαλλίου (GAN), με την υψηλής κινητικότητας των ηλεκτρονίων, μπορούν να επιτύχουν αποτελεσματική διόρθωση σήματος στα σήματα διαμόρφωσης 24GHz - 52GHz, Μετά από ένα συγκεκριμένο μοντέλο βάσης 5G που υιοθετεί τη συστοιχία διόδων GAN, η κατανάλωση ενέργειας RF front-end μειώνεται κατά 30%και υποστηρίζει επίσης την τεχνολογία Dynamic Spectrum Sharing (DSS), βελτιώνοντας σημαντικά τη χρήση του φάσματος.
2. Σταθερότητα και προστασία τάσης: όρια ασφαλείας κυκλώματος κτιρίου
Οι δίοδοι Zener διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην υβριδική ολοκληρωμένη διαχείριση ενέργειας. Στο DC - DC Module μετατροπής ενός δορυφορικού ακροδέκτη επικοινωνίας, χρησιμοποιείται μια δίοδος zener με αντίστροφη τάση διάσπασης του 6.2V, σε συνδυασμό με αντίσταση περιορισμού ρεύματος 0,1 Ω, για να σχηματίσει ένα κύκλωμα προστασίας υπερεκτίμηση. Όταν η τάση εισόδου αυξάνεται ξαφνικά στο 8V, η διόδου διεξάγει διακλάδωση εντός των 10Ns, σταθεροποιώντας την τάση φορτίου εντός της περιοχής 6,2V ± 0,1V και προστατεύοντας το LNA του οπίσθιου σταδίου (ενισχυτής χαμηλού θορύβου) από βλάβη.
3. Μεταβολή και διαμόρφωση: επίτευξη δυναμικού ελέγχου σήματος
Οι δίοδοι Schottky χρησιμοποιούνται ευρέως σε μονάδες T/R του ραντάρ σταδιακής συστοιχίας λόγω του χρόνου ανάκτησης Ultra Fast Reverse (<10ns). A certain model of active phased array antenna uses SiC Schottky diode as the phase shifter switch, with an insertion loss of less than 0.2dB and an isolation of 40dB. It supports fast beam scanning (switching time<50ns), meeting the strict real-time requirements of airborne radar.
2, η υλική καινοτομία οδηγεί στις ανακαλύψεις σχεδίασης
1. Μεγάλος παραγωγός ευρείας ζώνης: Αναμόρφωση του υψηλού - όριο απόδοσης συχνότητας
Οι δίοδοι καρβιδίου πυριτίου (sic) επιδεικνύουν πλεονεκτήματα σε υψηλά σενάρια-}} -. Μια συγκεκριμένη μονάδα επικοινωνίας οχημάτων υιοθετεί μια κατακόρυφη δίοδο SIC PIN, με πυκνότητα ρεύματος 200Α/cm ² και πτώση τάσης προς τα εμπρός μόνο 1,2V, η οποία είναι 40% χαμηλότερη από τις παραδοσιακές διόδους πυριτίου. Στην επικοινωνία V2X για ηλεκτρικά οχήματα, αυτή η συσκευή υποστηρίζει τη μετάδοση ισχύος 100W και μειώνει τον όγκο του καλοριφέρ κατά 60%, βοηθώντας με τον ελαφρύ σχεδιασμό ολόκληρου του οχήματος.
2. Δύο διαστατικά υλικά: που εισάγουν στην εποχή της επικοινωνίας Terahertz
Οι δίοδοι του Graphene έχουν πραγματοποιήσει ανακαλύψεις στην προ -έρευνα της επικοινωνίας 6G terahertz λόγω των μηδενικών χαρακτηριστικών τους. Η δίοδος ετεροβιδίου Graphene που αναπτύχθηκε από ένα συγκεκριμένο εργαστήριο επιτυγχάνει αναλογία μεταγωγής άνω των 1000 στη ζώνη συχνοτήτων 0,3thz και ένας χρόνος απόκρισης μειώνεται στο επίπεδο femtosecond. Αυτή η συσκευή μπορεί να ενσωματωθεί σε μάρκες απεικόνισης Terahertz για εξοπλισμό ασφαλείας του αεροδρομίου, με ανάλυση 0,1mm, η οποία είναι 10 φορές υψηλότερη από τα παραδοσιακά συστήματα κύματος χιλιοστών.
3. Τεχνολογία ετερογενούς ενσωμάτωσης: σπάσιμο της συμφόρησης της συμβατότητας της διαδικασίας
Σε απάντηση της ασυμβατότητας μεταξύ των διαδικασιών GAN ​​και CMOS, μια συγκεκριμένη επιχείρηση έχει αναπτύξει ένα διάλυμα τριών - διαστάσεων ετερογενών ενσωμάτωσης: ενσωμάτωση μιας συστοιχίας διόδων 0,15 μm GaN σε ένα υπόστρωμα CMOS 45NM μέσω τεχνολογίας συγκόλλησης μικρο -χτύπημα. Αυτό το σχήμα επιτυγχάνει μια απόδοση προστιθέμενης ισχύος (PAE) 55% στη ζώνη Ku (12 - 18GHz), η οποία είναι 15 ποσοστιαίες μονάδες υψηλότερες από το ενσωματωμένο σχήμα ενός chip. Έχει εφαρμοστεί στο σχεδιασμό δορυφορικών φορτίων χαμηλής τροχιάς.
3, η μετατόπιση της μεθοδολογίας σχεδιασμού
1. Συνεργατική προσομοίωση ηλεκτρομαγνητικών θερμικών μηχανικών πεδίων πολλαπλών
Στο σχεδιασμό μιας μονάδας επικοινωνίας κύματος χιλιοστού, χρησιμοποιήθηκαν η πλατφόρμα προσομοίωσης ANSYS HFSS και ICEPAK Joint Morlic Assure για την εκτέλεση 3D μοντελοποίησης των διόδων SIC. Με τη βελτιστοποίηση της διάταξης των καναλιών διάχυσης θερμότητας, η θερμοκρασία διασταύρωσης μειώθηκε από 150 βαθμούς σε 120 μοίρες, ενώ ελέγχει την παραμόρφωση των αρμών συγκόλλησης που προκαλούνται από θερμική τάση εντός 0,5 μm, εξασφαλίζοντας αξιόπιστη λειτουργία της συσκευής σε ευρεία κλίμακα θερμοκρασίας από -55 βαθμούς έως 125 βαθμούς.
2. Κατασκευή της βιβλιοθήκης παραμετροποιημένου μοντέλου
Ένας ορισμένος κατασκευαστής της EDA έχει αναπτύξει μια βιβλιοθήκη μοντέλων μπαχαρικών που περιέχει πάνω από 300 παραμέτρους για έναν νέο τύπο διόδου. Αυτή η βιβλιοθήκη καλύπτει δεδομένα όπως οι παραμέτρους S - παραμέτρους και θόρυβος κάτω από διαφορετικές θερμοκρασίες (-40 βαθμούς έως 175 βαθμούς) και συνθήκες προκατάληψης και υποστηρίζει την άμεση πρόσβαση σε εργαλεία mainstream όπως διαφημίσεις και ρυθμό. Στο σχεδιασμό ενός μικρού σταθμού βάσης 5G, η εφαρμογή αυτής της βιβλιοθήκης μοντέλου μείωσε τον κύκλο επανάληψης του σχεδιασμού από 8 εβδομάδες σε 3 εβδομάδες και αύξησε το ποσοστό επιτυχίας μιας παραγωγής τσιπ στο 90%.
3. Σχεδιασμός για τη βελτιστοποίηση κατασκευής (DFM)
Μια συγκεκριμένη επιχείρηση έχει καθιερώσει μια βιβλιοθήκη κανόνων DFM για μικροαφυλίες συσκευασμένες σε 01005 (0.4mm χ 0.2mm):
Απόσταση μαξιλαριών: μεγαλύτερη ή ίση με 50 μm
Πάχος πλέγματος χάλυβα: 0,08mm ± 0,01mm
Θερμοκρασία μέγιστης θερμοκρασίας αναδημιουργίας: 245 βαθμοί ± 5 βαθμοί
Με τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων εκτύπωσης πάστα συγκόλλησης, ο ρυθμός κενής συγκόλλησης μειώθηκε από 15% σε κάτω από 3%, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις του AEC {{2} q101 πρότυπο για τα ηλεκτρονικά αυτοκινήτων.
4, Τυπική ανάλυση σεναρίων εφαρμογής
1. 5 G Σταθμός βάσης RF μπροστά - τέλος
Ένα συγκεκριμένο μοντέλο μαζικού σταθμού βάσης MIMO υιοθετεί ένα υβριδικό σχήμα ολοκλήρωσης, ενσωματώνοντας ένα δίκτυο μετατόπισης φάσης που αποτελείται από 256 δίοδοι GAN. Με τη βελτιστοποίηση της διάταξης, η διαφορά στο μήκος της διαδρομής σήματος ελέγχεται εντός ± 50 μm και το σφάλμα συνέπειας φάσης είναι μικρότερο από 1 βαθμό. Υποστηρίζει τη διαμόρφωση κεραίας 64T64R και επιτυγχάνει ρυθμό κορυφής 8,5GBPS.
2. Δορυφορική επικοινωνία σταδιακά συστοιχία
Ένα ορισμένο δορυφορικό φορτίο δορυφορικού φορτίου χαμηλής τροχιάς χρησιμοποιεί διόδους SIC για την κατασκευή μονάδων T/R, με πυκνότητα ισχύος 50W/cm ², η οποία είναι τρεις φορές υψηλότερη από το παραδοσιακό σχήμα GAAS. Με το σχεδιασμό τριών - διαστάσεων κατακόρυφη δομή, η απώλεια μετάδοσης σήματος RF μειώνεται σε 0,1dB/cm, υποστηρίζοντας τη μετάδοση δεδομένων 20GBPS στη ζώνη Ka (26,5-40GHz).
3. Μονάδα επικοινωνίας οχήματος V2X
Ένα ορισμένο νέο ενεργειακό όχημα υιοθετεί ένα υβριδικό ολοκληρωμένο σχεδιασμό, ενσωματώνοντας τους οδηγούς LED, τη διαχείριση ενέργειας και τις λειτουργίες RF μπροστά -. Μεταξύ αυτών, οι δίοδοι SIC Schottky υποστηρίζουν τη μετατροπή 48V έως 12V - DC με απόδοση 98%. Ο ενισχυτής ισχύος GAN επιτυγχάνει ισχύ εξόδου 23DBM στη ζώνη συχνοτήτων 5.9GHz, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις του προτύπου C - V2X.
https: