X'inhu r-rekwiżit tal-veloċità tar-rispons għad-dijodi fit-tagħmir tal-komunikazzjoni?
Ħalli messaġġ
一, ir-rekwiżit ewlieni tat-tagħmir tal-komunikazzjoni għall-veloċità tar-rispons tad-dijodu
Id-domanda għall-veloċità tar-rispons tad-dijodu fit-tagħmir tal-komunikazzjoni toħroġ minn tliet sfidi tekniċi ewlenin:
Integrità tas-sinjal ta 'veloċità għolja: L-interface PCIE 6.0 teħtieġ żieda fis-sinjal / ħin ta' waqgħa ta 'inqas minn jew daqs 50Ps, u d-dijodu korrispondenti għandu jkollu veloċità tar-rispons ta'<10ps to avoid signal distortion.
Il-punt ta 'protezzjoni temporanja: L-apparati ta' protezzjoni ESD jeħtieġu li jtemmu l-azzjoni ta 'kklampjar f'1Ns biex jipprevjenu vultaġġ żejjed tranżitorju milli jippenetra ċ-ċippa.
Optical communication sensitivity: 100Gbps optical module requires PIN photodiode rise time ≤ 50ps and quantum efficiency>70% biex jappoġġjaw it-trasmissjoni ta 'distanza twila -.
Meta tieħu stazzjonijiet bażi 5G bħala eżempju, it-tarf ta 'quddiem RF tagħhom - jeħtieġ li juża dijodi Schottky (bħal serje SS12-SS110), b'ħin ta' rispons ta 'inqas minn 50PS u kapaċitanza ta' ġonta ta 'inqas minn 0.3pf, biex tiżgura skoperta u rettifika effiċjenti fil-medda ta' frekwenza 3.5GHz.
2, it-triq ta 'implimentazzjoni teknika tal-veloċità tar-rispons tad-dijodu
1. L-ottimizzazzjoni strutturali ttejjeb il-veloċità tar-rispons
Pin Photodiode: Billi ddaħħal saff intrinsiku (saff I) bejn ir-reġjuni P u N, il-wisa 'tar-reġjun tat-tnaqqis huwa estiż għal 10-100 μm, u tnaqqas il-ħin tad-drift tat-trasportatur għal 0.1-1 ns. Pereżempju, id-dijodu tal-brilli ingaas għandu reattività ta '0.84 a / w u ħin ta' żieda ta '<50 ps at a wavelength of 1.55 μ m.
Avalanche Photodiode (APD): Jużaw effett ta 'multiplikazzjoni ta' valanga biex itejjeb il-qligħ, filwaqt li jottimizza d-distribuzzjoni tal-kamp elettriku biex inaqqas il-ħin ta 'transitu. Pereżempju, f'sistema ta '10Gbps, INP / INGAAS APD għandu ħin ta' rispons ta 'inqas minn 100PS u qligħ sa 100 darba.
2. L-innovazzjoni materjali tinkiser permezz ta 'konġestjonijiet tal-prestazzjoni
Semikondutturi wiesgħa ta 'bandgap: Materjali bħal GaAs u 6H SiC għandhom mobilità ta' elettroni għolja (GaAs sa 8500 cm ² / v · s), li jistgħu jtejbu b'mod sinifikanti l-veloċità tad-drift tat-trasportatur. Pereżempju, id-dijodi tal-pin GaAs għandhom ħin ta 'rispons ta' inqas minn 30Ps fil-medda ta 'frekwenza ta' 10GHz.
Struttura ta 'heterojunction: IngaaS / INP Heterojunction inaqqas il-kurrent skur u ttejjeb il-veloċità tar-rispons permezz tal-inġinerija tal-banda. Pereżempju, dijodu tal-brilli heterojunction għandu kurrent skur<2nA and a responsivity>0.6a / w f'tul ta 'mewġa ta' 1.3 μ m.
3. Ippakkjar u disinn kollaborattiv taċ-ċirkwiti
Ippakkjar ta 'kapaċitanza baxxa: Uża t-teknoloġija taċ-ċippa flip biex tnaqqas il-kapaċitanza tal-ġonta għal taħt 0.1pf. Pereżempju, id-dijodu DW05 - 4R2PC-S ESD huwa ppakkjat f'3D u għandu kapaċitanza ta 'ġonta ta' 0.2pf biss, li jappoġġja trasmissjoni ta '20Gbps permezz ta' interface USB4.
Tqabbil tal-Ottimizzazzjoni taċ-Ċirkuwitu: Ikkumpensa għall-parametri parassitiċi tad-dijodu permezz taċ-ċirkwit RLC biex tnaqqas il-kostanti tal-ħin RC. Pereżempju, fid-disinn ta '5g rf quddiem - end, netwerk ta' filtrazzjoni tat-tip π - huwa użat biex jottimizza l-ħin tar-rispons tad-dijodu<20ps.
3, rekwiżiti għall-veloċità tar-rispons tad-dijodu ta 'tagħmir ta' komunikazzjoni tipiku
Tagħmir tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika 1.
Light receiving module: 100Gbps QSFP28 optical module requires PIN diode rise time ≤ 30ps and quantum efficiency>80%. Pereżempju, il-modulu FTLX8571D3BCL ta 'Finisar juża diodi Pin IngaaS u jappoġġja trasmissjoni ta' 10km.
Amplifikatur Ottiku: EDFA (erbium - amplifikatur tal-fibra doped) jeħtieġ APD għall-monitoraġġ tal-qawwa ottika, b'ħin ta 'rispons ta'<50ps and a dynamic range of>60db.
2. Apparat ta 'komunikazzjoni bla fili
Rf quddiem - end: il-faċċata rf - tmiem ta 'stazzjonijiet bażi 5G teħtieġ l-użu ta' dijodi Schottky għat-taħlit u l-iskoperta, b'ħin ta 'rispons ta'<30ps and a cutoff frequency of>40GHz. Pereżempju, SkyWorks 'SMS7630-079LF diode għandu telf ta' konverżjoni ta 'inqas minn 7dB fil-medda ta' frekwenza ta '28GHz.
Swiċċ tal-antenna: L-iswiċċ tal-antenna tas-sistema TDD jirrikjedi dijodu tal-brilli bil-ħin tal-bdil ta '<50ns and an isolation of>40db. Pereżempju, id-dijodu QPD1025L ta 'QORVO jappoġġja l-istrixxa ta' frekwenza 2.6GHz b'telf ta 'inserzjoni ta'<0.3dB.
3. Tagħmir tal-komunikazzjoni tad-dejta
Interfaċċa ta 'veloċità għolja: L-interfaces PCIE 5.0 / 6.0 jeħtieġu l-użu ta' dijodi ESD ta 'kapaċitanza baxxa bil-ħin tar-rispons<10ps and junction capacitance<0.1pF. For example, Nexperia's PESD5V0S1BA diode supports 8kV contact discharge and clamp voltage<8V.
Provvista ta 'enerġija tas-server: Il-kontrollur Oring jirrikjedi dijodi Schottky għall-imblukkar tal-kurrent invers, bi waqgħa ta' vultaġġ 'il quddiem ta' inqas minn 0.3V u ħin ta 'rkupru b'lura ta' inqas minn 10Ns. Pereżempju, id-dijodu VS-10BQ100 ta 'Vishay jappoġġja l-kurrent 10A, bi qatra ta' vultaġġ 'il quddiem ta' 0.28V biss.
4, ittestjar u ottimizzazzjoni tal-veloċità tar-rispons fil-prattika tal-inġinerija
1. Metodu ta 'ttestjar
Time domain testing: Use an oscilloscope (bandwidth>50GHz) biex tkejjel il-ħin taż-żieda / waqgħa tad-dijodu. Pereżempju, l-oxxilloskopju tal-KeySight DSOX95004A jista 'jkejjel b'mod preċiż il-ħinijiet ta' rispons ta '<10ps.
Ittestjar tad-dominju tal-frekwenza: Uża analizzatur tan-netwerk (VNA) biex tittestja l-parametri S u tevalwa l-frekwenza tal-qtugħ tad-dijodu. Pereżempju, Rohde & Schwarz ZNB20 VNA jistgħu jkejlu r-rispons tal-frekwenza sa 20GHz.
Ittestjar temporanju: Uża simulatur ESD (bħal EMC sieħeb ESD3000) biex tapplika ± 15kV impulsi biex tivverifika l-veloċità tal-ikklampjar tad-dijodu.
2. Strateġija ta 'Ottimizzazzjoni
Arkitettura ta 'protezzjoni b'ħafna livelli: tliet livelli ta' protezzjoni hija adottata f'interfaces ta 'veloċità għolja -, inklużi dijodi tat-televiżjonijiet, ċowk tal-modalità komuni, u dijodi ESD ta' kapaċitanza baxxa, biex tnaqqas il-pressjoni tar-rispons ta 'apparat ta' stadju wieħed -.
Disinn ta 'Kumpens għat-Temperatura: Biex tindirizza l-kwistjoni ta' kurrent skur li jiżdied mat-temperatura, tintuża resister ta 'koeffiċjent ta' temperatura negattiva (NTC) għal aġġustament ta 'preġudizzju dinamiku. Pereżempju, fid-dijodi tal-pin IngaaS, ir-rata ta 'bidla tal-kurrent skur hija mnaqqsa minn 5% / grad għal 1% / grad permezz ta' NTC.
Ċirkwit Adattiv: L-integrazzjoni ta 'netwerk ta' tqabbil sintonizzabbli fil-faċċata RF - tarf biex jottimizza b'mod dinamiku l-veloċità tar-rispons tad-dijodu bbażata fuq il-frekwenza operattiva. Pereżempju, bl-użu ta 'swiċċijiet MEMS biex jinkisbu 50 ω -75 ω swiċċjar ta' impedenza u tnaqqas it-telf ta 'riflessjoni.
