Apakah keperluan kelajuan tindak balas untuk diod dalam peralatan komunikasi?

一, keperluan teras peralatan komunikasi untuk kelajuan tindak balas diod
Permintaan untuk kelajuan tindak balas diod dalam peralatan komunikasi berpunca daripada tiga cabaran teknikal utama:
Integriti Isyarat Kelajuan Tinggi: Antara muka PCIe 6.0 memerlukan peningkatan isyarat/masa jatuh kurang daripada atau sama dengan 50ps, dan diod yang sepadan harus mempunyai kelajuan tindak balas<10ps to avoid signal distortion.
Perlindungan Transien Ketepatan masa: Peranti perlindungan ESD perlu melengkapkan tindakan pengapit dalam masa 1Ns untuk mengelakkan overvoltage sementara dari menembusi cip.
Optical communication sensitivity: 100Gbps optical module requires PIN photodiode rise time ≤ 50ps and quantum efficiency>70% untuk menyokong penghantaran jarak jauh -.
Mengambil stesen asas 5G sebagai contoh, akhir RF mereka - akhir perlu menggunakan diod Schottky (seperti siri SS12-SS110), dengan masa tindak balas kurang daripada 50Ps dan kapasitans persimpangan kurang daripada 0.3pf, untuk memastikan pengesanan dan pembetulan yang cekap dalam band kekerapan 3.5GHz.
2, Laluan pelaksanaan teknikal kelajuan tindak balas diod
1. Pengoptimuman struktur meningkatkan kelajuan tindak balas
Pin Photodiode: Dengan memasukkan lapisan intrinsik (lapisan saya) di antara kawasan P dan N, lebar rantau kekurangan dilanjutkan kepada 10-100 μm, mengurangkan masa hanyut pembawa ke 0.1-1 ns. Contohnya, diod pin InGaaS mempunyai responsif 0.84 a/w dan masa kenaikan<50 ps at a wavelength of 1.55 μ m.
Avalanche Photodiode (APD): Menggunakan kesan pendaraban avalanche untuk meningkatkan keuntungan, sambil mengoptimumkan pengagihan medan elektrik untuk mengurangkan masa transit. Sebagai contoh, dalam sistem 10Gbps, INP/INPAAS APD mempunyai masa tindak balas kurang daripada 100PS dan keuntungan sehingga 100 kali.
2. Inovasi bahan pecah melalui kemunculan prestasi
Semikonduktor Bandgap Wide: Bahan -bahan seperti GaAs dan 6H SIC mempunyai mobiliti elektron yang tinggi (GaAs sehingga 8500 cm ²/v · s), yang dapat meningkatkan kelajuan drift pembawa. Sebagai contoh, diod pin GaAs mempunyai masa tindak balas kurang daripada 30ps dalam jalur frekuensi 10GHz.
Struktur Heterojunction: InGaAs/INP Heterojunction mengurangkan arus gelap dan meningkatkan kelajuan tindak balas melalui kejuruteraan band. Contohnya, diod pin heterojunction mempunyai arus gelap<2nA and a responsivity>0.6A/W pada panjang gelombang 1.3 μ m.
3. Reka bentuk kerjasama pembungkusan dan litar
Pembungkusan Kapasiti Rendah: Menggunakan teknologi cip flip untuk mengurangkan kapasitans persimpangan ke bawah 0.1pf. Sebagai contoh, diod ESD DW05 - 4R2PC-S dibungkus dalam 3D dan mempunyai kapasitans persimpangan hanya 0.2pf, menyokong penghantaran 20Gbps melalui antara muka USB4.
Pengoptimuman litar yang sepadan: Mengimbangi parameter parasit diod melalui litar RLC untuk mengurangkan pemalar masa RC. Sebagai contoh, dalam reka bentuk 5G RF depan - akhir, rangkaian penapisan jenis π - digunakan untuk mengoptimumkan masa tindak balas diod ke<20ps.
3, Keperluan untuk kelajuan tindak balas diod peralatan komunikasi biasa
1. Peralatan komunikasi gentian optik
Light receiving module: 100Gbps QSFP28 optical module requires PIN diode rise time ≤ 30ps and quantum efficiency>80%. Sebagai contoh, modul Finisar FTLX8571D3BCL menggunakan diod Pin InGaaS dan menyokong penghantaran 10km.
Penguat optik: EDFA (Erbium - penguat serat doped) memerlukan APD untuk pemantauan kuasa optik, dengan masa tindak balas<50ps and a dynamic range of>60dB.
2. Peranti komunikasi tanpa wayar
RF Front - end: RF Front - akhir stesen asas 5G memerlukan penggunaan diod schottky untuk pencampuran dan pengesanan, dengan masa tindak balas<30ps and a cutoff frequency of>40GHz. Sebagai contoh, diod SMS7630-079LF Skyworks mempunyai kehilangan penukaran kurang daripada 7dB dalam jalur frekuensi 28GHz.
Suis antena: Suis antena sistem TDD memerlukan diod pin dengan masa bertukar<50ns and an isolation of>40dB. Contohnya, diod QPD1025L Qorvo menyokong jalur frekuensi 2.6GHz dengan kehilangan penyisipan<0.3dB.
3. Peralatan komunikasi data
Antara Muka Kelajuan Tinggi: Antara muka PCIe 5.0/6.0 memerlukan penggunaan diod ESD kapasitans rendah dengan masa tindak balas<10ps and junction capacitance<0.1pF. For example, Nexperia's PESD5V0S1BA diode supports 8kV contact discharge and clamp voltage<8V.
Bekalan Kuasa Pelayan: Pengawal Oring memerlukan diod Schottky untuk menyekat semasa terbalik, dengan penurunan voltan ke hadapan kurang daripada 0.3V dan masa pemulihan terbalik kurang daripada 10Ns. Sebagai contoh, diod VS-10BQ100 Vishay menyokong 10A semasa, dengan penurunan voltan ke hadapan hanya 0.28V.
4, ujian kelajuan tindak balas dan pengoptimuman dalam amalan kejuruteraan
1. Kaedah ujian
Time domain testing: Use an oscilloscope (bandwidth>50GHz) untuk mengukur masa kenaikan/kejatuhan diod. Contohnya, osiloskop dsox95004a kunci boleh mengukur masa tindak balas dengan tepat<10ps.
Ujian Domain Kekerapan: Gunakan penganalisis rangkaian (VNA) untuk menguji parameter S dan menilai kekerapan cutoff diod. Sebagai contoh, Rohde & Schwarz ZNB20 VNA boleh mengukur tindak balas frekuensi sehingga 20GHz.
Ujian Transien: Gunakan simulator ESD (seperti ESD3000 EMC rakan kongsi) untuk memohon denyutan ± 15kV untuk mengesahkan kelajuan pengapit diod.
2. Strategi Pengoptimuman
Senibina Perlindungan Multi Tahap: Perlindungan Tiga Tahap diadopsi di antara muka kelajuan tinggi -, termasuk diod TVS, mod biasa, dan diod ESD kapasitans yang rendah, untuk mengurangkan tekanan tindak balas tunggal - peranti panggung.
Reka bentuk pampasan suhu: Untuk menangani isu arus gelap yang semakin meningkat dengan suhu, perintang pekali suhu negatif (NTC) digunakan untuk pelarasan bias dinamik. Sebagai contoh, dalam diod pin InGaaS, kadar perubahan semasa gelap dikurangkan dari 5%/ darjah kepada 1%/ darjah melalui NTC.
Litar Adaptive: Mengintegrasikan Rangkaian Pencocokan Tunable di hadapan RF - Akhir untuk mengoptimumkan kelajuan tindak balas diod secara dinamik berdasarkan kekerapan operasi. Sebagai contoh, menggunakan suis MEMS untuk mencapai 50 Ω -75 Ω impedans beralih dan mengurangkan kerugian refleksi.

https://www.trrsemicon.com/transistor/high ((2 )voltage (3 }Transistor (4 )mmmbta92.html