Kemm huwa kritiku l-ħin ta 'rkupru b'lura ta' dijodi f'applikazzjonijiet ta 'komunikazzjoni?

1, l-essenza fiżika u l-mekkaniżmu ta 'falliment ta' ħin ta 'rkupru b'lura
Il-proċess fiżiku tal-effett tal-ħażna tal-ħlas
Meta d-dijodu jaqleb minn stat ta 'konduzzjoni' l quddiem għal stat ta 'qtugħ b'lura, it-trasportaturi tal-minoranzi (toqob u elettroni) maħżuna fuq iż-żewġ naħat tal-junction PN jeħtieġ li jiġu kklerjati permezz ta' rikombinazzjoni jew drift. It-teħid tad-dijodi bbażati fuq is-silikon - bħala eżempju, meta titmexxa fid-direzzjoni 'l quddiem, id-densità tat-toqba maħżuna fir-reġjun P tista' tilħaq 10 ¹⁶ / cm ³. Dawn it-trasportaturi għandhom bżonn jgħaddu mill-ħin tal-ħażna (T ₁), il-ħin li jwaqqaf (t ₂), u l-ħin tal-qawmien (T ∝) taħt vultaġġ invers li jisparixxi kompletament. Id-dejta attwali tat-test turi li d-dijodi ordinarji tal-junction PN jistgħu jiksbu ħin ta 'rkupru b'lura sa 200Ns taħt kurrent' il quddiem ta '10A, li jirriżulta fi spike ta' vultaġġ temporanju ta '1.5V matul il-proċess ta' bidla.
Modi ta 'falliment f'xenarji ta' frekwenza għolja -
F'xenarji ta 'komunikazzjoni' l fuq minn 100MHz, ħin twil ta 'rkupru b'lura jikkawża ħsarat multipli:
Żieda fit-telf ta 'swiċċ: It-telf ta' enerġija waqt l-irkupru b'lura huwa proporzjonali għal TRR. Meta tieħu ċ-ċirkwit tas-sewwieq tal-fehma tal-gan bħala eżempju, għal kull żieda 10Ns fit-TRR, it-telf tal-bidla jiżdied bi 15%.
Id-deterjorazzjoni ta 'interferenza elettromanjetika (EMI): id-DI ​​/ DT li tinbidel malajr (ir-rata tal-bidla tal-kurrent) tiġġenera ħoss ta' frekwenza għoli -. L-ittestjar attwali juri li l-ispettru tal-EMI ta 'dijodu TRR =100 NS jaqbeż il-limitu standard CISPR 32 bi 12dB fil-firxa ta' 100MHz-1GHz meta jinxtegħel.
Akkumulazzjoni ta 'tensjoni termali: It-telf ta' enerġija matul il-proċess ta 'rkupru b'lura jinbidel f'enerġija termali, li tirriżulta f'żieda fit-temperatura tal-ġonta. Ċertu test tal-modulu ta 'komunikazzjoni juri li t-temperatura tal-ġonta ta' dijodu ma 'TRR ​​=150 ns hija 25 grad ogħla minn dik ta' apparat TRR =50 NS wara operazzjoni kontinwa għal siegħa.
2, l-impatt tal-ħin ta 'rkupru b'lura fuq il-prestazzjoni tal-komunikazzjoni
Restrizzjonijiet fuq l-effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija
Fil-konvertituri DC - DC, il-ħin ta 'rkupru b'lura jaffettwa direttament l-effiċjenza. Tieħu ċ-ċirkwit Buck bħala eżempju, meta l-vultaġġ tal-input ikun 48V u l-kurrent tal-ħruġ huwa 10a:
L-effiċjenza tad-dijodu Schottky bi TRR =50 ns tista 'tilħaq 95%
L-effiċjenza ta 'dijodu regolari bi TRR =200 ns hija biss 88%
L-isfida tal-integrità tas-sinjal
Fil-għoli - komunikazzjoni diġitali b'veloċità, overhoot ta 'vultaġġ u ċirku kkawżat minn ħin ta' rkupru b'lura jistgħu jiddeterjoraw il-kwalità tad-dijagramma tal-għajnejn. Meta tieħu l-interface PCIE 5.0 bħala eżempju, meta tuża dijodu TRR =80 NS, l-għeluq tal-għajnejn jitnaqqas bi 30%, u r-rata ta 'żball tal-bit (BER) tiżdied minn 10 ⁻¹ ² sa 10 ⁻⁹. Id-dejta ta 'simulazzjoni turi li għal kull żieda 10Ns fit-TRR, il-ħin ta' żieda tas-sinjal huwa estiż b'50PS, li jirriżulta fi tnaqqis fil-marġni tal-ħin.
Riskju ta 'affidabbiltà tas-sistema
Għoli fit-tul - Operazzjoni tat-temperatura se tħaffef ix-xjuħija tad-dijodi. Test tat-tagħmir tal-komunikazzjoni bis-satellita wera li d-dijodu ma 'TRR ​​=120 ns għandu ħajja ta' 1/5 biss tat-TRR =30} NS apparat f'temperatura ambjentali ta '125 grad. L-analiżi tal-falliment turi li l-istress termiku li jwassal għad-delaminazzjoni tas-saff tal-metallizzazzjoni u d-distakk tal-wajer tat-twaħħil huma l-modi ewlenin ta 'falliment.
3, strateġija ta 'ottimizzazzjoni għal ħin ta' rkupru b'lura
Innovazzjoni fil-materjali u apparat
Semikonduttur ta 'bandgap wiesa': It-TRR tad-dijodu SiC Schottky jista 'jkun baxx daqs 10Ns, u l-kurrent ta' tnixxija b'lura huwa biss 0.1 μ A f'200 grad. 1200V SIC SBD tal-Cree Company inaqqas it-TRR b'70% meta mqabbel ma 'apparati SI fil-kurrent 10A.
Teknoloġija tad-Doping tad-Deheb: Bl-introduzzjoni tad-deheb bħala ċentru kompost, il-ħajja tat-trasportatur tista 'titqassar minn 1 μ s għal 10Ns. Id-dijodu ta 'rkupru mgħaġġel ta' Infineon jadotta din it-teknoloġija, bi TRR ta '35Ns.
Ottimizzazzjoni tal-istruttura tal-brilli: It-tnaqqis tal-wisa 'tar-reġjun I jista' jbaxxi l-kapaċità tal-ħażna tal-ħlas. Id-dijodu ta 'rkupru ultra mgħaġġel ta' ROHM huwa ddisinjat b'reġjun ta '0.5 μ mi -, li jnaqqas it-TRR għal 25ns.
Ottimizzazzjoni tad-Disinn taċ-Ċirkuwitu
Teknoloġija tal-iswiċċ artab: Qlib ta 'vultaġġ żero (ZVs) jista' jelimina l-ponot tal-vultaġġ waqt l-irkupru b'lura. L-ittestjar attwali juri li t-teknoloġija ZVS tnaqqas l-impatt tad-dijodu TRR b'60%.
Rettifikazzjoni Sinkronika: Is-sostituzzjoni tad-dijodi bil-MOSFETs tista 'telimina kompletament it-TRR. Il-kontrollur tar-rettifikazzjoni sinkronika LM5164 ta 'TI jikseb effiċjenza ta' 96% bi frekwenza ta 'bidla ta' 1MHz.
Soppressjoni tal-parametri parassitiċi: Bl-użu tat-teknoloġija tal-imballaġġ 3D, l-induttanza taċ-ċomb hija mnaqqsa minn 5NH għal 1NH, u żżid DI / DT minn 50A / NS għal 250A / NS u tqassar it-TRR.
Ġestjoni termali fil-livell tas-sistema
Tkessiħ tal-likwidu microchannel: Stazzjonijiet bażi Huawei jużaw silikon - pjanċi tat-tkessiħ tal-likwidu bbażati fuq il-microchannel, li jnaqqsu t-temperatura tal-ġonta tad-dijodu minn 150 grad għal 110 grad u jqassru TRR b'20%.
Bidla tal-fażi Disipazzjoni tas-sħana: Il-materjal tal-bidla tal-fażi kompost ibbażat fuq il-paraffin żviluppat minn ZTE Corporation jista 'jassorbi 800J ta' sħana f'punt ta 'bidla ta' fażi ta '120 grad, li jdewwem id-degradazzjoni ta' TRR bit-temperatura.
https://www.trrsemicon.com/transistor/smd ({2 )general ({3 )purpose {{4} )Transistors ({5}bc817-25.html