Paljonko PIN -diodien lineaarisuus vaikuttaa viestinnän laatuun?

PIN -diodin lineaaristen ominaisuuksien analyysi
1. Lineaarisuuden määritelmä- ja testausmenetelmä
Lineaarisuus viittaa laitteen lähtösignaalin ja tulosignaalin välisen lineaarisen suhteen asteeseen, jolle on yleensä ominaista parametrit, kuten 1DB: n pakkauspiste (P1DB) ja kolmannen - tilauksen intermodulaation rajapiste (IP3). Testausmenetelmät sisältävät kaksisävyisen testauksen (kahden yhtä suuren amplitudin korkean - taajuussignaalin soveltaminen) ja vektoriverkon analysaattorin testaus. Esimerkiksi Avago HSMP-381X -sarjan ottaen sen IP3 voi tavoittaa +50 DBM, joka on 15 dB korkeampi kuin tavalliset Schottky-diodit.
2. Epälineaarinen muodostumismekanismi
PIN -diodien epälineaarisuus johtuu pääasiassa:
Luonnollisen kerroksen kantaja -rekombinaatio: I -kerroksen kantaja -aika -aika on noin 10 ns, ja epätäydellinen rekombinaatioprosessi korkealla - taajuussignaalit johtavat epälineaarisuuteen.
Risteyskapasitanssimodulaatio: Kun käänteisesti puolueellinen, liitoskapasitanssi muuttuu jännitteen kanssa, tuottaen AM - PM -muuntamisen RF -signaalien toiminnassa.
Lämpövaikutus: Suuretehoiset signaalit aiheuttavat liitoksen lämpötilan nousua eteenpäin jännitteen pudotusnopeudella -2mV/ aste.
3. Vaikuttavat tekijät
I - kerroksen paksuus: mitä paksumpi i - kerros, sitä pidempi kantoaaltokuljetusaika ja sitä alhaisempi epälineaarisuus. I - HSMP: n kerrospaksuus - 3816 saavuttaa 10 μm, ja sen lineaarisuus on parempi kuin laitteiden, joiden I-kerroksen paksuus on 3 μm.
Bias Virta: Kun eteenpäin suuntautuva puolueellisuusvirta kasvaa 1 mA: sta 10 mA: hon, IP3 kasvaa noin 6db.
Lämpötila: Lämpötila -asteessa +85 asteeseen laitteen IP3 -variaatio voi saavuttaa ± 3DB.
Lineaarisuuden vaikutus viestinnän laatuun
1. Signaalin vääristymä
Amplitudin vääristymä: Epälineaarinen aiheuttaa signaalin kirjekuoren vääristymisen ja bittivirhesuhteen (BER) heikkenemisen. Alle 16QAM -modulaatiossa jokaista 10 dB: n laskua IP3: n vähenemisestä BER kasvaa yhdellä suuruusluokalla.
Vaiheen vääristymä: AM - PM -muuntaminen aiheuttaa tähdistökiertoa, joka vaikuttaa demodulaatio suorituskykyyn. 64QAM -järjestelmässä jokaisen vaihteen kohinan lisääntymisen suhteen EVM huononee 0,5%.
2. modulaatiohäiriöt
Kolmannen asteen intermodulaatio (IM3): Kaksoisäänen testauksessa IM3 -tuotteet voivat pudota vastaanottotaajuuskaistalle. FDD -tukiasemilla IM3 -tuotteiden ja paikallisten oskillaattorin signaalien välinen erotaajuus voi häiritä nousevaa siirtoa.
Ristimodulaatio (XM): Vahvat häiriösignaalit moduloidaan hyödyllisiin signaaleihin epälineaaristen laitteiden kautta. Wi Fi 6E -järjestelmissä XM -tuotteet voivat aiheuttaa 20 dB: n vähenemistä viereisessä kanavan häiriösuhteessa (ACIR).
3. Dynaaminen alueen pakkaus
1DB: n pakkauspiste: Kun syöttöteho ylittää P1DB: n, lähtötehon kasvu hidastuu. Tutkavastaanottimissa jokaisesta 1DB: n pienenemisestä P1DB: ssä maksimaalinen havaittavissa oleva etäisyys pienenee 6%.
Estääva vaikutus: Vahvat häiriösignaalit kyllästyvät vastaanottimen etuosaan, mikä johtaa herkkyyden vähentymiseen. 5G NR -järjestelmissä estävät signaalit voivat heikentää herkkyyttä 30 dB: llä.
Teollisuuden sovellustapausanalyysi
1. 5 G tukiaseman RF -kytkin
Tietty laitevalmistaja käyttää HSMP-3816-sarjan PIN-diodia RF-kytkimien suunnitteluun saavuttamalla:
Lisäyshäviö: 0,3 dB (tyypillinen arvo)
Eristystaso: 45dB
IP3: +52 dbm
Verrattuna perinteisiin GAAS MESFET -kytkimiin, intermodulaatiotuote pienenee 15 dB: llä, mikä johtaa 8%: n lisäysten kattavuuden säteen nousuun.
14. Satelliittiviestinnän vaimennus
Tietty satelliitin hyötykuorma käyttää PIN -diodimuuttujan vaimentimen saavuttamiseen:
Vaimennusalue: 0-30dB
Vaimennus tasaisuus: ± 0,5 dB
IP3: +48 dbm
Multi -operaattorin käyttötilassa EVM on optimoitu 3,5%: sta 1,2%: iin, täyttäen DVB - S2X -standardin vaatimukset.
3. Tutkajärjestelmän rajoitin
Vaihtoehtoinen ryhmätutka käyttää PIN -diodirajoitinta saavuttamiseen:
Kynnysarvo: +20 dbm
Lisäyshäviö: 0,8 dB
Palautumisaika: 10ns
Vahvoissa häiriöympäristöissä vastaanottimen etuosa - päätysuojaustehokkuus kasvaa 90%ja tavoitteen havaitsemisen todennäköisyys kasvaa 15%.
Optimointistrategia ja teknologinen kehitys
1. Laitetason optimointi
Materiaaliinnovaatio: Piilarbidi (sic) -pohjaisten PIN -diodien avulla jakautumisjännite nostetaan arvoon 1200 V ja IP3 voi tavoittaa +60 DBM.
Rakennesuunnittelu: Kehitä kolme - mitta -integroitua PIN -diodia, jonka alennetulla liitoskapasitanssilla on 0,2pf ja AM - pm -muunnoskerroin, alle 0,5 astetta /db.
2. Piiritason optimointi
Bias -kompensointi: Lämpötilan kompensointipoikkeamapiiriä käytetään varmistamaan, että IP3: n heilahtelu lämpötila -alueella -40 asteessa +85 aste on pienempi kuin ± 1dB.
Linearisointitekniikka: Negatiivisen palautteen silmukan käyttöönotto vaimentimessa vaimennuksen tasaisuuden optimoimiseksi ± 0,2 db: ksi.
3. Järjestelmän tason optimointi
Digitaalinen pre -vääristymä (DPD): Yhdistettynä PIN -diodin epälineaariseen malliin lähettimen ACLR lisää 25 dB: llä.
Mukautuva ohjaus: Säädä dynaamisesti esijännitysvirta, joka perustuu signaalitehoon P1DB: n lisäämiseksi 3DB: llä.
https://www.trrsemicon.com/transistor/small {{22 }signal {3} transistor/small {{4 }signal {5} transistors={6 }mmbta42.htmll