Koji je zahtjev za brzinom odgovora za diode u komunikacijskoj opremi?

一, osnovni zahtjev komunikacijske opreme za brzinu odgovora dioda
Potražnja za brzinom odgovora dioda u komunikacijskoj opremi proizlazi iz tri glavna tehničkih izazova:
Integritet velike brzine: PCIe 6.0 sučelje zahtijeva uspon signala / jesenje manje ili jednake 50PS, a odgovarajuća dioda treba imati brzinu odgovora<10ps to avoid signal distortion.
Prolazna pravovremenost zaštite: uređaji za zaštitu ESD-a trebaju dovršiti steznu akciju unutar 1ns kako bi se spriječilo prolazno prenapona da prodire čip.
Optical communication sensitivity: 100Gbps optical module requires PIN photodiode rise time ≤ 50ps and quantum efficiency>70% za podršku dugom - prijenos udaljenosti.
Uzimajući 5G bazne stanice kao primjer, njihov RF front - kraj treba koristiti Schottky Diodes (kao što su SS12-SS110 serija), sa vremenom odziva manjim od 50PS-a za efikasno otkrivanje i ispravljanje u frekvencijskom opsegu 3,5 GHz.
2, TEHNIČKA IMPLEMENTNA PUTA DIODSKOG ODGOVORA Brzina
1. Strukturna optimizacija poboljšava brzinu odgovora
PIN Photodiode: umetanjem svojstvenog sloja (I sloja) između P i N regija, širina depletionske regije produžava se na 10-100 μ m, smanjujući vrijeme odstupanja od nosača na 0,1-1 NS. Na primjer, Ingaas Pin Dioda ima odgovornost od 0,84 a / w i vrijeme porasta<50 ps at a wavelength of 1.55 μ m.
Avalanche Photodiode (APD): Upotreba efekta za množenje lavine za poboljšanje dobitka, dok optimiziraju distribuciju električnog polja za smanjenje tranzitnog vremena. Na primjer, u sustavu od 10Gbps, INP / INGAAS APD ima vrijeme odziva manje od 100ps i dobitak do 100 puta.
2. Materijalna inovacija se probija kroz flatleteve performansi
Široki poluprovodnici pojaseva: Materijali poput Gaasa i 6h Sic imaju visoku pokretljivost elektrona (Gaas do 8500 cm ² / v · s), što može značajno poboljšati brzinu odljevanja nosača. Na primjer, GAAS PIN diode imaju vrijeme odziva manje od 30ps u frekvencijskom opsegu od 10GHz.
Heterojakcionalna struktura: INGAAS / INP HeteroJunction smanjuje tamnu struju i poboljšava brzinu odziva kroz bend inženjering. Na primjer, heterojakcionalna pin dioda ima tamnu struju<2nA and a responsivity>0.6a / w na talasnoj dužini od 1,3 μ m.
3. Ambalaža i kolaborativni dizajn
Pakiranje niskog kapaciteta: Upotreba FLIP CHIP tehnologije za smanjenje kapaciteta raskršćenja na ispod 0,1pf. Na primjer, DW05 - 4R2PC-S ESD DioDe pakira se u 3D i ima spojnu kapacitet od samo 0,2pf, koji podržava 20Gbps prijenos putem USB4 sučelja.
Optimizacija podudaranja kruga: Nadoknadite diodni parazitski parametri putem RLC kruga za smanjenje RC-a Vremenske konstante. Na primjer, u dizajnu 5G RF fronte - krajnje mreže filtriranja tipa π - koristi se za optimizaciju vremena odziva dioda na<20ps.
3, Zahtjevi za brzinu odgovora dioda tipične komunikacijske opreme
1. Fiber optička komunikaciona oprema
Light receiving module: 100Gbps QSFP28 optical module requires PIN diode rise time ≤ 30ps and quantum efficiency>80%. Na primjer, Finisar's FTLX8571D3BCL modul koristi Ingaas Pin Diode i podržava 10km prijenos.
Optičko pojačalo: EDFA (Erbium {- pojačalo od dopiranog vlakana) zahtijeva APD za optičko praćenje snage, s vremenom odziva<50ps and a dynamic range of>60dB.
2. Bežični komunikacijski uređaji
RF front - End: RF front - Kraj 5G baznih stanica zahtijeva upotrebu Schottky dioda za miješanje i otkrivanje, sa vremenom odziva<30ps and a cutoff frequency of>40GHz. Na primjer, SMS7630-079LF dioda ima gubitak konverzije manji od 7db u frekvencijskom opsegu od 28 GHz.
Prekidač antene: Prekidač za antenu TDD sistem zahtijeva pin diodu s vremenom prebacivanja<50ns and an isolation of>40dB. Na primjer, QPD1025L dioda QPD1025L podržava frekvencijsku vezu od 2.6GHz sa gubitkom umetanja<0.3dB.
3. Komunikacijska oprema podataka
Sučelje velikog brzina: PCIe 5.0 / 6.0 sučelja zahtijevaju korištenje niskih eSD dioda sa vremenom odziva<10ps and junction capacitance<0.1pF. For example, Nexperia's PESD5V0S1BA diode supports 8kV contact discharge and clamp voltage<8V.
Server napajanje: Oring kontroler zahtijeva Schottky diode za blokiranje obrnuto struje, s padom napona prema naprijed manjim od 0,3 V i unazad vrijeme oporavka manje od 10ns. Na primjer, Vishay-jeva VS-10BQ100 Dioda podržava 10A struju, s padom napona prema naprijed od samo 0,28V.
4, testiranje brzine odgovora i optimizacija u inženjerskoj praksi
1. Metoda ispitivanja
Time domain testing: Use an oscilloscope (bandwidth>50GHz) za mjerenje u porastu / pad diode. Na primjer, tipke DSOX95004A osciloskop može precizno mjeriti vremena odgovora<10ps.
Ispitivanje frekvencije: Koristite mrežni analizator (VNA) za testiranje S parametara i procijenite frekvenciju rasprostovanja diode. Na primjer, Rohde & Schwarz ZNB20 VNA može mjeriti frekvencijski odgovor do 20GHz.
Prolazno ispitivanje: Koristite ESD simulator (kao što su EMC partner ESD3000) za nanošenje ± 15KV impulsa za provjeru stezaljke Diode.
2. Strategija optimizacije
Višestruka zaštita od nivoa: Tri nivoa se usvaja u visokim sučeljima za brzinu, uključujući televizore, uključujući i dizajne strane, čistama zajedničkog načina, i male kapacitet ESD diode, kako bi se smanjio pritisak odziva.
Dizajn kompenzacije temperature: Da bi se pozabavio pitanjem tamne struje povećavajući temperaturu, negativni otpornik za koeficijent temperature (NTC) koristi se za dinamičko podešavanje pristranosti. Na primjer, u Ingaas Pin Diode, tamna tečaj trenutna promjena smanjena je sa 5% / stepena do 1% / stepen putem NTC-a.
Adaptivni krug: Integriranje prilagodljivo odgovarajuće mreže na RF frontu - kraj da dinamički optimizira brzinu odgovora diode na osnovu radne frekvencije. Na primjer, koristeći MEMS prebacuje kako bi se postigla 50 ω -75 ω prebacivanje impedancije i smanjenje gubitaka refleksije.

https://www.trrsemicon.com/transistor/high{ 2}vvoltage{.3} transistor{ 41}tmmbta92.html