Ποια είναι η προστατευτική λειτουργία των διόδων σε ενισχυτές ενισχυτή κεραίας;

1. Επισκόπηση της μονάδας ενισχυτή κεραίας
(1) Αρχή εργασίας
Η μονάδα ενισχυτή κεραίας χρησιμοποιείται κυρίως για την ενίσχυση των αδύναμων σημάτων που λαμβάνεται από την κεραία, προκειμένου να βελτιωθεί η ευαισθησία και η κάλυψη του συστήματος επικοινωνίας. Η βασική αρχή λειτουργίας είναι να χρησιμοποιηθεί ένας ενισχυτής για να ενισχύσει το σήμα εισόδου και στη συνέχεια να εξάγετε το ενισχυμένο σήμα στο επόμενο κύκλωμα επεξεργασίας σήματος. Στη λειτουργία λήψης, το σήμα RF που λαμβάνεται από την κεραία φιλτράρεται, ενισχύεται και επεξεργάζεται πριν μεταδοθεί στον αποδιαμορφωτή για αποδιαμόρφωση. Στη λειτουργία μετάδοσης, το διαμορφωμένο σήμα ενισχύεται από έναν ενισχυτή και μεταδίδεται μέσω κεραίας.
(2) Αντιμέτωποι με κίνδυνο
Η μονάδα ενισχυτή κεραίας αντιμετωπίζει διάφορους κινδύνους κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Πρώτον, λόγω αστραπής, αποτυχιών ισχύος και άλλων λόγων, μπορούν να δημιουργηθούν παλμοί υπερνικά και το εύρος αυτών των παλμών υπέρτασης μπορεί να υπερβεί κατά πολύ την κανονική τάση λειτουργίας της μονάδας, οδηγώντας στην κατανομή και βλάβη των συσκευών ημιαγωγών μέσα στην ενότητα. Δεύτερον, η ηλεκτροστατική εκκένωση (ESD) είναι ένα κοινό φαινόμενο ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής. Η στατική ηλεκτρική ενέργεια που μεταφέρεται από το ανθρώπινο σώμα, τον εξοπλισμό κ.λπ. μπορεί να παράγει παροδική υψηλή τάση όταν έρχεται σε επαφή με ενισχυτές ενισχυτή κεραίας, προκαλώντας βλάβη στις ενότητες. Επιπλέον, οι λανθασμένες συνδέσεις ισχύος ή οι δυσλειτουργίες των εξωτερικών συσκευών ενδέχεται να προκαλέσουν την εφαρμογή της αντίστροφης τάσης πολικότητας στη μονάδα, καταστρέφοντας τα εσωτερικά κυκλώματα της μονάδας.
2. Μηχανισμός προστασίας των διόδων
(1) Προστασία υπέρτασης
Η προστασία υπέρτασης είναι μία από τις πιο συνηθισμένες λειτουργίες προστασίας των διόδων σε ενισχυτές ενισχυτή κεραίας. Όταν η τάση εισόδου υπερβαίνει την τάση αγωγιμότητας της διόδου, η δίοδος θα διεξάγει γρήγορα, παρακάμπτοντας τον παλμό υπέρτασης σε γείωση ή άλλες ασφαλείς διαδρομές, προστατεύοντας έτσι τα εσωτερικά κυκλώματα της μονάδας από την επίδραση της υπερπλήρωσης. Οι διόδους Zener και οι δίοδοι παροδικής καταστολής τάσης (TVS) χρησιμοποιούνται συνήθως δίοδοι προστασίας υπερνυσμάτων. Οι διόδους Zener έχουν σταθερή τάση αντίστροφης διάσπασης. Όταν η αντίστροφη τάση υπερβαίνει την τάση διάσπασης, θα διεξάγει γρήγορα, σφίγγοντας την τάση κοντά στην τάση διάσπασης. Οι δίοδοι τηλεοράσεων έχουν ταχύτερη ταχύτητα απόκρισης και υψηλότερη ικανότητα απορρόφησης κύματος, η οποία μπορεί να απορροφήσει την ενέργεια των παλμών υπέρτασης σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, προστατεύοντας το κύκλωμα από ζημιές.
(2) Προστασία ηλεκτροστατικής εκφόρτισης (ESD)
Η προστασία ESD είναι ένα σημαντικό μέτρο για να διασφαλιστεί ότι οι μονάδες ενισχυτή κεραίας δεν έχουν υποστεί βλάβη όταν εκτίθενται σε στατική ηλεκτρική ενέργεια. Οι δίοδοι Schottky και οι δίοδοι χαμηλής χωρητικότητας χρησιμοποιούνται συνήθως για την προστασία ESD. Οι δίοδοι Schottky έχουν χαμηλή πτώση τάσης προς τα εμπρός και ταχύτητα γρήγορης μεταγωγής, η οποία μπορεί να καθοδηγήσει αποτελεσματικά το ρεύμα ESD στη γείωση ενώ έχει ελάχιστη επίδραση στα κανονικά σήματα. Οι δίοδοι τηλεοράσεων χαμηλής χωρητικότητας έχουν χαμηλότερη παρασιτική χωρητικότητα, η οποία μπορεί να μειώσει την εξασθένηση των υψηλών σημάτων συχνότητας - και είναι κατάλληλα για προστασία ESD σε υψηλά συστήματα επικοινωνίας ταχύτητας.
(3) Προστασία αντίστροφης πολικότητας
Η προστασία αντίστροφης πολικότητας μπορεί να αποτρέψει τη ζημιά από τις μονάδες που προκαλούνται από λανθασμένες συνδέσεις ισχύος. Το χαρακτηριστικό αγωγιμότητας προς τα εμπρός μιας διόδου του επιτρέπει να λειτουργεί κανονικά όταν η πολικότητα ισχύος είναι σωστή, ενώ όταν συνδέεται με αντίστροφη πολικότητα, η δίοδος βρίσκεται σε κατάσταση αποκοπής, εμποδίζοντας το ρεύμα να διέρχεται και να προστατεύει τα εσωτερικά κυκλώματα της μονάδας. Οι συνήθεις διόδους ανορθωτή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προστασία αντίστροφης πολικότητας, με χαμηλό κόστος και υψηλή αξιοπιστία, γεγονός που μπορεί να καλύψει τις ανάγκες των περισσότερων σεναρίων εφαρμογής.
3. Χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα διαφορετικών τύπων διόδων σε εφαρμογές προστασίας
(1) Δίοδος Zener
Οι διόδους Zener έχουν σταθερή τάση αντίστροφης διάσπασης και είναι κατάλληλες για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ακρίβεια για την προστασία υπέρτασης. Τα πλεονεκτήματά του είναι χαμηλής τιμής και σταθερής απόδοσης, αλλά είναι σχετικά αδύναμη στην απορρόφηση ενέργειας υπερχείλισης.
(2) Δίοδοι παροδικής τάσης (TVS)
Οι δίοδοι τηλεοράσεων έχουν εξαιρετικά γρήγορη ταχύτητα απόκρισης και δυνατότητα απορρόφησης υψηλής αύξησης, η οποία μπορεί να απορροφήσει άμεσα μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας υπέρτασης και να προστατεύει τα κυκλώματα από τις ζημιές. Είναι κατάλληλο για συστήματα επικοινωνίας που απαιτούν αυστηρή προστασία υπέρτασης, όπως τα υψηλά συστήματα μετάδοσης δεδομένων- ταχύτητας, δορυφορικά συστήματα επικοινωνίας κ.λπ.
(3) Δίοδος Schottky
Οι δίοδοι Schottky έχουν χαμηλή πτώση τάσης προς τα εμπρός και ταχύτητα γρήγορης μεταγωγής, καθιστώντας τις κατάλληλες για υψηλές - συχνότητα και υψηλή - εφαρμογές επικοινωνίας ταχύτητας. Στην προστασία ESD, μπορεί να καθοδηγήσει αποτελεσματικά το ρεύμα ESD στη γείωση ενώ έχει ελάχιστη επίδραση στα κανονικά σήματα.
(4) Δίοδος ανορθωτή
Οι ανορθωτές χρησιμοποιούνται κυρίως για την προστασία αντίστροφης πολικότητας, με χαμηλό κόστος και υψηλό αξιοπιστία, και μπορούν να καλύψουν τις περισσότερες βασικές ανάγκες προστασίας.
4. Σχεδίαση σημείων προστασίας διόδων
(1) Επιλογή δομής τοπολογίας κυκλώματος
Επιλέξτε την κατάλληλη δομή τοπολογίας κυκλώματος με βάση διαφορετικές απαιτήσεις προστασίας. Για παράδειγμα, για προστασία υπερνυσμάτων, οι παράλληλες δίοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση των διόδων παράλληλα και στα δύο άκρα του κυκλώματος που πρέπει να προστατευθούν. Για προστασία ESD, σειρές ή παράλληλη σύνδεση μπορεί να χρησιμοποιηθεί, ανάλογα με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις συχνότητας και προστασίας σήματος.
(2) Υπολογισμός και αντιστοίχιση παραμέτρων
Κατά τον σχεδιασμό ενός κυκλώματος προστασίας διόδων, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί με ακρίβεια οι παραμέτρους της διόδου, όπως η τάση αγωγιμότητας, η τάση διάσπασης, ο χρόνος απόκρισης κλπ. Και να διασφαλιστεί ότι ταιριάζουν με τις παράμετροι του προστατευμένου κυκλώματος. Για παράδειγμα, κατά την επιλογή μιας κατάλληλης δίοδοι τηλεοράσεων, είναι απαραίτητο να εξεταστεί η τάση σύσφιξης, το ρεύμα υπερχείλισης και άλλες παραμέτρους για να εξασφαλιστεί η αποτελεσματική προστασία του κυκλώματος υπό συνθήκες υπέρτασης.
(3) Διάταξη και καλωδίωση
Η λογική διάταξη και η καλωδίωση είναι ζωτικής σημασίας για την απόδοση των κυκλωμάτων προστασίας των διόδων. Η γραμμή σύνδεσης μεταξύ της δίοδοι και του προστατευμένου κυκλώματος θα πρέπει να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο για να μειωθεί η επίδραση της παραγωγικής αυτεπαγωγής και της χωρητικότητας. Ταυτόχρονα, θα πρέπει να δοθεί προσοχή στη διάχυση της θερμότητας της διόδου για να διασφαλιστεί ότι δεν θα υποστεί βλάβη λόγω της υπερθέρμανσης κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.
https://www.trrrsemicon.com/diode/smd {{2 }Diode/Diode {{3}m7.html