Kakšna je zahteva za hitrost odziva za diode v komunikacijski opremi?

一, temeljna zahteva komunikacijske opreme za hitrost odziva na diodo
Povpraševanje po hitrosti odziva na diodo v komunikacijski opremi izhaja iz treh glavnih tehničnih izzivov:
Celovitost signala visoke hitrosti: Vmesnik PCIe 6.0 zahteva čas dviga/padca signala manj kot 50ps, ustrezna dioda pa mora imeti hitrost odziva<10ps to avoid signal distortion.
Pravočasnost prehodne zaščite: Naprave za zaščito ESD morajo dokončati dejanje vpenjanja znotraj 1N, da preprečijo, da bi prehodna prenapetost prodrla v čip.
Optical communication sensitivity: 100Gbps optical module requires PIN photodiode rise time ≤ 50ps and quantum efficiency>70% za podporo dolgega - prenos razdalje.
Kot primer jemljete 5G osnovne postaje, njihov RF sprednji - konec mora uporabljati Schottky diode (kot je serija SS12-SS110), z odzivnim časom manj kot 50ps in stičiščem manj kot 0,3 pf, da se zagotovi učinkovito odkrivanje in odpravljanje v frekvenčnem pasu 3,5 Ghz.
2, pot tehnične izvedbe hitrosti odziva na diodo
1. strukturna optimizacija izboljša hitrost odziva
PIN fotodioda: Z vstavitvijo notranje plasti (I plast) med p in N regije se širina območja izčrpavanja razširi na 10-100 μm, kar skrajša čas vožnje v nosilcu na 0,1-1 ns. Na primer, Ingaas Pin Dioda ima odzivnost 0,84 A/W in čas vzpona<50 ps at a wavelength of 1.55 μ m.
Photodioda plazov (APD): uporaba učinka množenja plazov za izboljšanje dobička, hkrati pa optimizira porazdelitev električnega polja za skrajšanje časa tranzita. Na primer, v sistemu 10Gbps ima INP/Ingaas APD odzivni čas manj kot 100ps in dobiček do 100 -krat.
2. Materialna inovacija se prebije skozi ozka grla
Široki pasovni polprevodniki: Materiali, kot sta GAAS in 6H SIC, imajo visoko mobilnost elektronov (GAA do 8500 cm ²/v · s), kar lahko znatno izboljša hitrost vožnje. Na primer, GAAS -ove diode imajo odzivni čas manj kot 30ps v frekvenčnem pasu 10GHz.
Heterojunction Struktura: IngaAS/INP Heterojunction zmanjšuje temni tok in izboljša hitrost odziva s pasovnim inženiringom. Na primer, heterojunkcijska dioda ima temni tok<2nA and a responsivity>0,6a/w pri valovni dolžini 1,3 μm.
3. Zasnova embalaže in vezja
Embalaža z nizko kapacitivnostjo: Uporaba tehnologije FLIP Chip za zmanjšanje stičišča na pod 0,1pf. Na primer, DW05 - 4R2PC-S ESD diode je pakirana v 3D in ima stično kapacitivnost samo 0,2pf, ki podpira prenos 20 Gbps prek vmesnika USB4.
Ujemanje optimizacije vezja: kompenzirate parazitske parametre diode prek RLC vezja, da zmanjšate časovno konstanto RC. Na primer, v zasnovi 5G rf spredaj - konca se π - tipa filtrirno omrežje za optimizacijo odzivnega časa diode do<20ps.
3, Zahteve za hitrost odziva na diodo tipične komunikacijske opreme
1. Optična komunikacijska oprema vlaken
Light receiving module: 100Gbps QSFP28 optical module requires PIN diode rise time ≤ 30ps and quantum efficiency>80%. Na primer, Finisarjev modul FTLX8571D3BCL uporablja diode Ingaas Pin in podpira 10km menjalnik.
Optični ojačevalnik: EDFA (Erbium - ojačevalnik dopiranih vlaken) zahteva APD za optično spremljanje z odzivnim časom<50ps and a dynamic range of>60db.
2. brezžične komunikacijske naprave
RF spredaj - konec: RF spredaj - konec osnovnih postaj 5G zahteva uporabo Schottky Diod za mešanje in odkrivanje, z odzivnim časom<30ps and a cutoff frequency of>40GHz. Na primer, dioda SKYWORKS 'SMS7630-079LF ima izgubo pretvorbe manj kot 7 dB v frekvenčnem pasu 28 GHz.
Stikalo antene: Stikalo antene TDD potrebuje diodo PIN s časom preklopa<50ns and an isolation of>40db. Na primer, QORVO -jeva dioda QPD1025L podpira frekvenčni pas 2,6 GHz z izgubo vstavitve<0.3dB.
3. Oprema za komunikacijo s podatki
Vmesnik visoke hitrosti: Vmesniki PCIe 5.0/6.0 zahtevajo uporabo diod z nizko kapacitivnostjo z odzivnim časom<10ps and junction capacitance<0.1pF. For example, Nexperia's PESD5V0S1BA diode supports 8kV contact discharge and clamp voltage<8V.
Napajanje strežnika: Oring regulator potrebuje Schottky diode za blokiranje povratnega toka, s padcem napetosti naprej manj kot 0,3 V in povratnim časom obnovitve manj kot 10ns. Na primer, Vishayjeva dioda VS-10BQ100 podpira 10A tok, s padcem napetosti naprej le 0,28 V.
4, testiranje hitrosti odziva in optimizacija v inženirski praksi
1. metoda testiranja
Time domain testing: Use an oscilloscope (bandwidth>50GHz) za merjenje časa vzpona/padca diode. Na primer, osciloskop tipke DSOX95004A lahko natančno meri odzivne čase<10ps.
Frekvenčno testiranje domene: za testiranje S parametrov S in ocenite frekvenco diode izklopa (VNA). Na primer, Rohde & Schwarz Znb20 VNA lahko merijo frekvenčni odziv do 20GHz.
Prehodno testiranje: Za preverjanje hitrosti vpenjanja diode uporabite simulator ESD (kot je EMC partner ESD3000).
2. Strategija optimizacije
Arhitektura za zaščito na več nivojih: Zaščita tri ravni je sprejeti v visokih - hitrostnih vmesnikih, vključno z diodami TVS, skupnim načinom načina in nizko kapacitivnostjo ESD diode, da se zmanjša odzivni tlak enojnih - odrskih naprav.
Zasnova temperature kompenzacije: Za reševanje vprašanja naraščanja temnega toka s temperaturo se za dinamično prilagoditev pristranskosti uporablja negativni temperaturni koeficient (NTC). Na primer, v diodah Ingaas se je stopnja sprememb temnega toka zmanjšala s 5%/ stopinje na 1%/ stopinjo prek NTC.
Prilagodljivo vezje: Vključevanje nastavitev ujemajočega se omrežja v RF spredaj - konec do dinamično optimizira hitrost odziva diode na podlagi delovne frekvence. Na primer, z uporabo stikal MEMS za doseganje 50 Ω -75 Ω preklopne impedance in zmanjšanje izgub odboja.

https://www.trrsemimicon.com/transistor/high {2} }voltage {3}transistor {4}mmbta92.html