چگونه می توان از دیودها برای کنترل تعصب آمپلی فایرهای قدرت ارتباطی استفاده کرد؟

一 ، اصل فنی و مقدار اصلی کنترل تعصب دیود
1. مکانیسم جبران دما: حل مشکل اعوجاج حرارتی
هنگامی که یک تقویت کننده برق در حال کار است ، افزایش دمای اتصال ترانزیستور می تواند باعث کاهش ولتاژ روی (VBE) شود ، که به نوبه خود باعث تغییر نقطه عملیاتی استاتیک می شود و در نتیجه اعوجاج متقاطع و فشرده سازی به دست می آید. با ساخت یک حلقه بازخورد منفی ، دیودها می توانند به جبران تعصب پویا دست یابند. به عنوان مثال ، در آمپلی فایرهای قدرت متقارن کلاس A و B ، دو دیود به صورت سری به عنوان مدارهای تعصب به هم متصل می شوند و افت ولتاژ رو به جلو آنها با افزایش دما کاهش می یابد ، که دقیقاً باعث ایجاد دما از ترانزیستور VBE می شود. داده های تجربی نشان می دهد که تقویت کننده با استفاده از جبران دیود ، اعوجاج متقاطع را به کمتر از 0.1 ٪ در محدوده دمای گسترده -40 درجه تا 125 درجه کاهش می دهد ، که 10 برابر بیشتر از مدار غیرقابل جبران است.
ترتیب. تنظیم تعصب پویا: تعادل کارآیی و خطی
در تقویت کننده های قدرت کلاس C ، دیودها در رابطه با پتانسیلومترها و شبکه های مقاومت کار می کنند تا به کنترل دقیق زاویه هدایت دست یابند. با افزایش قدرت سیگنال ورودی ، افت ولتاژ رو به جلو دیود افزایش می یابد و باعث می شود ولتاژ تعصب پایه کاهش یابد و از این طریق زاویه جریان جریان را کاهش داده و تحریف غیرخطی را سرکوب می کند. پس از اتخاذ این طرح ، یک تقویت کننده کلاس C در باند فرکانس 2.4 گیگاهرتز ، اعوجاج Intermodulation (IMD3)- سفارش (IMD3) را از -25DBC به -38DBC با قدرت خروجی 20W بهینه کرد ، ضمن اینکه کارایی بیش از 65 ٪ را حفظ می کند.
3. مکانیسم محافظت هوشمند: از اضافه بار دستگاه جلوگیری کنید
در ماژول های ارتباطی موج میلی متر ، دیودهای Schottky به دلیل سرعت پاسخ نانو ثانیه در مدارهای محافظت از ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرند. هنگامی که دامنه سیگنال ورودی از آستانه فراتر رود ، دیود به سرعت شنت را انجام می دهد و ولتاژ جمع کننده ترانزیستور را در یک محدوده ایمن قرار می دهد. پس از اتخاذ این طرح در یک تقویت کننده قدرت باند فرکانس 28 گیگاهرتز ، افزایش دما دستگاه از 120 درجه به 45 درجه کاهش یافته است که قدرت ورودی به طور ناگهانی به 35dbm افزایش یافته و عمر دستگاه را به طور قابل توجهی گسترش می دهد.
2 ، سناریوهای برنامه معمولی کنترل تعصب دیود
1. 5 G ایستگاه پایه Rf Front - end: High {{2} integration یکپارچه سازی چگالی و طراحی قدرت کم-
در ایستگاه های عظیم MIMO ، تقویت کننده های قدرت GAN از ترانزیستورهای NMOS متصل به دیود به عنوان مدارهای تعصب برای کاهش مصرف برق از طریق فناوری استفاده مجدد فعلی استفاده می کنند. به عنوان مثال ، ماژول تقویت کننده قدرت از یک آرایه آنتن مدل 64T64R خاص ، پس از استفاده از تعصب اتصال دیود ، جریان استاتیک را از 1.2A به 0.4a کاهش می دهد و از شاخص EVM (دامنه خطا) بهتر از 1.5 ٪ تحت تعدیل 256QAM پشتیبانی می کند و الزامات استانداردهای 3GPP را برآورده می کند.
2. آرایه فاز ارتباط ماهواره ای: درجه حرارت گسترده و طراحی قابلیت اطمینان بالا
ماژول T/R در بار کم ماهواره ای مدار کم نیاز به عملکرد پایدار در محیطی از -55 درجه تا 125 درجه دارد. تقویت کننده قدرت باند KA (26.5-40GHz) از یک مدار تعصب کامپوزیت متشکل از یک دیود زنر و ترمیستور استفاده می کند. با نظارت بر دمای اتصال در زمان واقعی و تنظیم ولتاژ تعصب ، نوسانات افزایش در 0.2dB ± کنترل می شود. در داده های تست مدار نشان می دهد که این راه حل MTBF (میانگین زمان بین خرابی) دستگاه را به بیش از 15 سال افزایش داده است.
5. وسیله نقلیه V2X ارتباطات: تعادل Anti- تداخل و راندمان بالا
در ماژول ارتباطی C -} V2x ، دیودهای پین در مدار کنترل اتوماتیک افزایش (AGC) استفاده می شود. هنگامی که قدرت سیگنال دریافت شده از -110dbm به -20dbm تغییر می کند ، دیود پین به صورت پویا افزایش تقویت کننده را در محدوده 40dB تنظیم می کند با تغییر مقاومت معادل. پس از اتخاذ این طرح ، یک وسیله نقلیه انرژی جدید خاص ، در محیط های پیچیده الکترومغناطیسی مانند تونل و گذرگاه ، میزان خطای ارتباطی را از 10 ³ به 10 ⁻ کاهش داد ، در حالی که 30 ٪ مصرف انرژی را کاهش می دهد.
3 ، روندهای تکامل تکنولوژیکی و اکتشافات مرزی
1. فناوری ادغام ناهمگن: شکستن تنگنای سازگاری فرآیند
در پاسخ به ناسازگاری بین فرآیندهای GAN و CMOS ، یک شرکت خاص یک راه حل ادغام ناهمگن بعدی- ایجاد کرده است: ادغام یک آرایه دیود GAN 0.15 میکرومتر بر روی یک بستر CMOS 45 نانومتری از طریق فناوری جوشکاری میکرو دست انداز. این طرح به یک بازده اضافه شده قدرت (PAE) 58 ٪ در باند x- (8 {8 {8} 12 گیگاهرتز) دست می یابد ، که 18 درصد بالاتر از طرح یکپارچه تک تراشه است. این در طراحی بارهای رادار موجود در هوا اعمال شده است.
2. کنترل تعصب هوشمند: الگوریتم AI بهینه سازی پویا را تقویت می کند
یک تیم تحقیقاتی از الگوریتم های یادگیری عمیق تقویت شده برای کنترل تعصب تقویت کننده قدرت ، تنظیم پویا ولتاژ تعصب دیود با نظارت بر ویژگی های سیگنال ورودی در زمان واقعی- (مانند نسبت اوج به متوسط ​​، توزیع طیفی) استفاده کردند. داده های تجربی نشان می دهد که تحت مدولاسیون 64QAM ، این طرح ACPR (نسبت قدرت کانال مجاور) را توسط 3DB بهینه می کند و بازده را 5 درصد افزایش می دهد.
3. دیودهای مواد جدید: گسترش مرزهای برنامه های فرکانس بالا {1}
دیودهای هتروژن گرافن به دلیل ویژگی های صفر باندگپ خود ، در تحقیقات ارتباطات Terahertz پیشرفت هایی ایجاد کرده اند. دستگاه توسعه یافته توسط یک آزمایشگاه خاص به نسبت سوئیچینگ بیش از 1000 در باند فرکانس 0.3thz و زمان پاسخ کوتاه به سطح femtosecond دست می یابد. این دستگاه می تواند در تراشه های تصویربرداری Terahertz برای استفاده در سیستم های بازرسی امنیتی ایستگاه پایه 6G ، با وضوح 0.05 میلی متر ، که 20 برابر بیشتر از سیستم های موج سنتی میلی متر است ، ادغام شود.
4 ، تغییر پارادایم در روش طراحی
1. شبیه سازی مشترک زمینه چند فیزیک
در طراحی یک ماژول ارتباطی موج میلی متر ، از ANSYS HFSS و بستر شبیه سازی مشترک Icepak برای انجام مدل سازی سه بعدی دیودهای SIC استفاده شد. با بهینه سازی طرح کانال های اتلاف گرما ، دمای اتصال از 150 درجه به 120 درجه کاهش می یابد ، در حالی که کنترل تغییر شکل مفاصل لحیم کاری ناشی از استرس حرارتی در 0.3 میکرومتر و اطمینان از عملکرد قابل اعتماد دستگاه در محدوده دمای گسترده -55 درجه تا 125 درجه است.
2. ساخت کتابخانه مدل پارامتر شده
یک تولید کننده خاص EDA یک کتابخانه مدل ادویه ای را تهیه کرده است که حاوی بیش از 500 پارامتر برای نوع جدید دیود است. این کتابخانه داده هایی مانند پارامترهای S - و ارقام سر و صدا را در دماهای مختلف (-40 درجه تا 175 درجه) و شرایط تعصب پوشش می دهد و از دسترسی مستقیم به ابزارهای اصلی مانند تبلیغات و کادری پشتیبانی می کند. در طراحی یک ایستگاه پایه کوچک 5G ، استفاده از این کتابخانه مدل چرخه تکرار طراحی را از 10 هفته به 4 هفته کوتاه کرد و میزان موفقیت تولید یک تراشه را به 95 ٪ افزایش داد.
3. طراحی برای تولید (DFM) بهینه سازی
یک شرکت خاص یک کتابخانه قانون DFM را برای میکرو دیودهای بسته بندی شده در 008004 (0.3mm × 0.15 میلی متر) ایجاد کرده است:
فاصله پد: بیشتر از یا مساوی با 30 میکرومتر
ضخامت مش فولادی: 0.06 میلی متر ± 0.005 میلی متر
دمای اوج لحیم کردن بازتاب: 240 درجه ± 3 درجه
با بهینه سازی پارامترهای چاپ خمیر لحیم کاری ، میزان اعتبار جوش از 12 ٪ به زیر 2 ٪ کاهش یافت ، و الزامات استاندارد AEC- Q101 را برای الکترونیک خودرو کاهش داد.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn {2} transistor {3} bcv47.html