Яка вимога до відповіді для діодів у комунікаційному обладнанні?
Залишити повідомлення
一, основна вимога комунікаційного обладнання для швидкості відповіді діода
Попит на швидкість відповіді діода в комунікаційному обладнанні випливає з трьох основних технічних проблем:
Цілісність сигналу високої швидкості: Інтерфейс PCIE 6.0 вимагає часу підвищення/падіння сигналу менше або дорівнює 50PS, а відповідний діод повинен мати швидкість відповіді<10ps to avoid signal distortion.
Тимчасова своєчасність захисту: пристрої захисту ОУР повинні завершити дії в межах 1N, щоб запобігти перевищеному перенапруженням від проникнення мікросхеми.
Optical communication sensitivity: 100Gbps optical module requires PIN photodiode rise time ≤ 50ps and quantum efficiency>70% для підтримки довгих - передача відстані.
Входячи з базових станцій 5G, як приклад, їхній фронт RF - кінець повинен використовувати діоди Schottky (наприклад, серія SS12-SS110), з часом відгуку менше 50ps та ємністю стику менше 0,3pf, щоб забезпечити ефективне виявлення та випрямлення в частотній смузі 3,5 ГГц.
2, Шлях технічного впровадження швидкості відповіді діода
1. Структурна оптимізація покращує швидкість відповіді
PIN-фотодіод: Вставляючи внутрішній шар (I шар) між областями P і N, ширина області виснаження розширюється до 10-100 мкм, скорочуючи час дрейфу носія до 0,1-1 нс. Наприклад, діод Pin Ingaas має відповідальність 0,84 а/м та час підйому<50 ps at a wavelength of 1.55 μ m.
Фотодіод Avalanche (APD): Використання ефекту множення лавини для посилення посилення, одночасно оптимізуючи розподіл електричного поля для скорочення часу транзиту. Наприклад, у системі 10 Гбіт/с, INP/Ingaas APD має час відгуку менше 100PS та посилення до 100 разів.
2. Матеріальні інновації пробиваються через вузькі місця продуктивності
Широкі напівпровідники пропускної смуги: такі матеріали, як GAAS та 6H SIC, мають високу рухливість електронів (GAAS до 8500 см ²/V · с), що може значно покращити швидкість дрейфу носія. Наприклад, діоди GaAs мають час відгуку менше 30ps у частоті частот 10 ГГц.
Структура гетероперехідної діяльності: гетероперехід Ingaas/inp зменшує темний струм і покращує швидкість реакції за допомогою інженерії смуги. Наприклад, гетероперекон -діод має темний струм<2nA and a responsivity>0,6А/при довжині хвилі 1,3 мкм.
3. Упаковка та схема спільної конструкції
Низька упаковка ємності: Використання технології Flip Chip для зменшення ємності з'єднання до нижче 0,1PF. Наприклад, DW05 - 4R2PC-S ESD-діод упакований у 3D і має перехідну ємність лише 0,2PF, що підтримує передачу 20 Гбіт / с через інтерфейс USB4.
Оптимізація схеми: компенсувати діодні паразитарні параметри через схему RLC для зменшення постійної часу RC. Наприклад, у конструкції 5G RF Front - кінець, A π - Мережа фільтрації типу використовується для оптимізації часу відповіді діода<20ps.
3, вимоги до швидкості відповіді діода типового комунікаційного обладнання
1. Обладнання волоконно -оптичного зв'язку
Light receiving module: 100Gbps QSFP28 optical module requires PIN diode rise time ≤ 30ps and quantum efficiency>80%. Наприклад, FTLX8571D3BCL FINISAR модуль використовує діоди Pin Ingaas і підтримує 10 км передач.
Оптичний підсилювач: EDFA (erbium - підсилювач допедного волокна) вимагає APD для оптичного моніторингу потужності з часом відповіді<50ps and a dynamic range of>60 дБ.
2. Пристрої бездротового зв'язку
RF Front - Кінець: Front RF - Кінець базових станцій 5G вимагає використання діодів Schottky для змішування та виявлення, з часом відповіді<30ps and a cutoff frequency of>40 ГГц. Наприклад, SMS7630-079LF Diode SkyWorks має втрату конверсії менше 7 дБ у діапазоні частот 28 ГГц.
Перемикач антени: Перемикач антени TDD вимагає шпилькового діода з часом перемикання<50ns and an isolation of>40 дБ. Наприклад, діод QORVO QPD1025L підтримує діапазон частот 2,6 ГГц із втратою вставки<0.3dB.
3. Обладнання комунікації даних
Інтерфейс високої швидкості: Інтерфейси PCIE 5.0/6.0 вимагають використання діодів ESD з низькою ємністю з часом відповіді<10ps and junction capacitance<0.1pF. For example, Nexperia's PESD5V0S1BA diode supports 8kV contact discharge and clamp voltage<8V.
Блок живлення сервера: контролер Oring вимагає діодів Schottky для блокування зворотного струму, з падінням напруги вперед менше 0,3 В та зворотним часом відновлення менше 10 н. Наприклад, діод VISHAY VS-10BQ100 підтримує струм 10А, при падінні напруги вперед лише 0,28 В.
4, тестування швидкості відповідей та оптимізація в інженерній практиці
1. Метод тестування
Time domain testing: Use an oscilloscope (bandwidth>50 ГГц) для вимірювання часу зростання/падіння діода. Наприклад, клавіша DSOX95004A Осцилоскоп може точно вимірювати час відгуку<10ps.
Тестування частотного домену: Використовуйте мережевий аналізатор (VNA) для перевірки параметрів S та оцініть частоту відсічення діода. Наприклад, Rohde & Schwarz Znb20 VNA можуть вимірювати частотну реакцію до 20 ГГц.
Перехідне тестування: Використовуйте симулятор ESD (наприклад, EMC партнера ESD3000), щоб застосувати імпульси ± 15 кВ, щоб перевірити швидкість затискання діода.
2. Стратегія оптимізації
Архітектура захисту від багаторівневого: Трирівневий захист приймається у високих - інтерфейсах швидкості, включаючи діоди телевізорів, загальні задухи режиму та низькі ємність ESD -діоди, щоб зменшити тиск відповіді одиночних - пристроїв етапів.
Дизайн компенсації температури: Для вирішення проблеми темного струму з температурою для динамічного регулювання зміщення використовується темний струм з температурою. Наприклад, у діодах PIN -контактів Ingaas швидкість зміни струму знижується з 5%/ градус до 1%/ градус до NTC.
Адаптивна схема: Інтеграція регульованої мережі відповідності на передньому - кінці, щоб динамічно оптимізувати швидкість відповіді діода на основі частоти роботи. Наприклад, використовуючи комутатори MEMS для досягнення перемикання імпедансу 50 Ом -75 Ом та зменшення втрат відбиття.
