Jak osadzić diody w zintegrowanych obwodach komunikacyjnych hybrydowych?

一, rdzeniowe funkcjonalne pozycjonowanie diod w integracji hybrydowej
1. Wyświetlanie i wykrywanie sygnału: most od analogu do cyfrowego
Na froncie RF - diody osiągają demodulację sygnału poprzez cechy nieliniowe. Na przykład w 5G milimetrowej komunikacji fali galu azotek galu (GAN), z ich ultra - mobilnością elektronów, może osiągnąć wydajną rektyfikację sygnału w pasmach częstotliwości 24 GHz- 52 GHz, przekształcając modulowane sygnały amplitudy w sygnały pasma podstawowego. Po tym, jak określony model stacji bazowej 5G przyjęła tablicę diod GAN, zużycie energii front-end RF jest zmniejszone o 30%, a także obsługuje technologię dzielenia się widmem dynamicznym (DSS), znacznie poprawiając wykorzystanie widma.
2. Stabilność i ochrona napięcia: Budynek granic bezpieczeństwa obwodów
Diody Zenera odgrywają kluczową rolę w hybrydowym zintegrowanym zarządzaniu energią. W module konwersji DC - DC stosuje się diodę Zenera z napięciem rozkładu odwrotnego 6,2 V, w połączeniu z rezystorem ograniczającym prąd 0,1 Ω, w celu utworzenia obwodu ochrony przepięcia. Gdy napięcie wejściowe nagle wzrasta do 8 V, dioda przeprowadza bocznik w ciągu 10NS, stabilizując napięcie obciążenia w zakresie 6,2 V ± 0,1 V i ochronę tylnego stadium LNA (niski poziom hałasu) przed uszkodzeniem.
3. Przełączanie i modulacja: Osiągnięcie dynamicznej kontroli sygnału
Diody Schottky są szeroko stosowane w modułach T/R radaru fazowego tablicy ze względu na ich ultra szybki czas odzyskiwania odwrotnego (<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, Materialne innowacje napędzają przełom projektowania
1. Szerokie bandgap półprzewodnik: przekształcanie granicy wydajności wysokiej -
Diody węgla krzemu (sic) pokazują zalety w scenariuszach o wysokim napięciu - i wysokim -. Pewny moduł komunikacji pojazdu przyjmuje pionową diodę pinu SIC, o gęstości prądu 200A/cm ² i spadku napięcia do przodu o 1,2 V, co jest o 40% niższe niż tradycyjne diody krzemowe. W komunikacji V2X dla pojazdów elektrycznych urządzenie to obsługuje transmisję mocy 100 W i zmniejsza objętość chłodnicy o 60%, pomagając w lekkiej konstrukcji całego pojazdu.
2. Materiały dwukierunkowe: zapoczątkowanie epoki komunikacji terahertz
Diody grafenowe dokonały przełomów w badaniach wstępnych komunikacji terahertz 6G ze względu na ich charakterystykę zero bandgap. Dioda heterOjunkcyjna grafenu opracowana przez określone laboratorium osiąga współczynnik przełączania wynoszący ponad 1000 w paśmie częstotliwości 0,3 THz i czas odpowiedzi skrócony do poziomu femtosekundowego. To urządzenie można zintegrować z układami obrazowania Teerahertz dla sprzętu bezpieczeństwa na lotniskach, o rozdzielczości 0,1 mm, co jest 10 razy wyższe niż tradycyjne systemy fali milimetrowej.
3. Heterogeniczna technologia integracji: Przebijanie wąskie gardło kompatybilności procesu
W odpowiedzi na niekompatybilność między procesami GAN i CMOS, pewne przedsiębiorstwo opracowało trzy - roztwór heterogenicznego integracji: integracja macierzy diody 0,15 μm na podłożu CMOS 45 nm za pomocą technologii lutowania mikro. Ten schemat osiąga wydajność dodaną mocy (PAE) w wysokości 55% w paśmie KU (12 - 18 GHz), co jest o 15 punktów procentowych wyższych niż zintegrowany schemat zintegrowanego pojedynczego chipu. Został zastosowany w projektowaniu ładunków satelitarnych o niskiej orbicie.
3, zmiana paradygmatu w metodologii projektowania
1. Wspólna symulacja elektromagnetycznych pól mechanicznych mechanicznych
Do projektowania modułu komunikacji fali milimetrowej ANSYS HFSS i platforma symulacyjna ICEPAK zastosowano do wykonania modelowania 3D diod SIC. Optymalizując układ kanałów rozpraszania ciepła, temperatura połączenia została zmniejszona z 150 stopni do 120 stopni, jednocześnie kontrolując deformację połączeń lutowniczych spowodowanych naprężeniem termicznym w odległości 0,5 μm, zapewniając niezawodne działanie urządzenia w szerokim zakresie temperatur -55 stopni do 125 stopni.
2. Konstrukcja sparametryzowanej biblioteki modeli
Pewny producent EDA opracował bibliotekę modeli SPICE zawierającą ponad 300 parametrów dla nowego rodzaju diody. Ta biblioteka obejmuje dane, takie jak parametry S - i liczby szumów w różnych temperaturach (-40 stopni do 175 stopni) i warunki odchylenia, i wspiera bezpośredni dostęp do narzędzi głównego nurtu, takich jak reklamy i kadencja. W projekcie małej stacji bazowej 5G zastosowanie tej biblioteki modelu skróciło cykl iteracji projektowej z 8 tygodni do 3 tygodni i zwiększył wskaźnik powodzenia jednej produkcji układów do 90%.
3. Projekt optymalizacji produkcji (DFM)
Pewne przedsiębiorstwo ustanowiło bibliotekę reguł DFM dla mikro diod pakowanych w 01005 (0,4 mm × 0,2 mm):
Odstępy podkładki: większe lub równe 50 μm
Grubość siatki stalowej: 0,08 mm ± 0,01 mm
Temperatura szczytowa lutowania rozdzielczości: 245 stopni ± 5 stopni
Optymalizując parametry drukowania wklejania lutu, szybkość spawania spawania została zmniejszona z 15% do poniżej 3%, spełniając wymagania standardu AEC - Q101 dla elektroniki samochodowej.
4, typowa analiza scenariusza aplikacji
1. 5 g stacji bazowej rf front - koniec
Pewny model masywnej stacji bazowej MIMO przyjmuje hybrydowy schemat integracji, integrując sieć zmiany biegów złożoną z 256 diod GAN. Optymalizując układ, różnica w długości ścieżki sygnału jest kontrolowana w granicach ± ​​50 μm, a błąd spójności fazowej jest mniejszy niż 1 stopień. Obsługuje konfigurację anteny 64T64R i osiąga szczytową szybkość 8,5 Gb / s.
2. Tablica fazowa komunikacji satelitarnej
Pewna ładowność satelitarna o niskiej orbicie wykorzystuje diody SIC do konstruowania modułów T/R, o gęstości mocy 50 W/cm ², który jest trzy razy wyższy niż tradycyjny schemat GAAS. Projektując trzy - strukturę pionową, utrata transmisji sygnału RF jest zmniejszona do 0,1dB/cm, obsługując transmisję danych 20 Gb/s w paśmie KA (26,5-40 GHz).
3. Moduł komunikacji pojazdu V2X
Pewny nowy pojazd energetyczny przyjmuje zintegrowaną konstrukcję hybrydową, integrując sterowniki LED, zarządzanie energią i Front RF - funkcje końcowe. Wśród nich diody SIC Schottky obsługują konwersję DC 48 V do 12 V DC - z wydajnością 98%; Wzmacniacz mocy GAN osiąga moc wyjściową 23dBM w pasm częstotliwości 5,9 GHz, spełniając wymagania standardu C - V2x.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn ((2} }transistor ((3} }bc817w.html