Sut i ganfod diraddiad perfformiad deuodau mewn cyfathrebu RF?

一, mecanwaith craidd diraddio perfformiad deuodau RF
1. Cronni diffygion yn yr ardal gyfansawdd
Yn ystod y term hir - o weithrediad deuodau RF, mae nifer y canolfannau ailgyfuno nad ydynt yn rheiddiol yn y rhanbarth ailgyfuno yn cynyddu'n raddol, gan arwain at ostyngiad mewn effeithlonrwydd cwantwm mewnol. Gan gymryd deuodau Schottky wedi'u seilio ar GAAs fel enghraifft, mae cydberthynas negyddol rhwng eu cyfradd ddiraddio ag egni bandgap: pan fydd yr egni bandgap yn gostwng o 1.4 eV i 0.34 eV, mae'r egni actifadu ar gyfer cynhyrchu diffygion yn gostwng yn sylweddol, gan gyflymu diraddiad perfformiad. Yn ogystal, mae arbrofion arbelydru electronau egni - wedi dangos bod yr egni sy'n cael ei ryddhau gan ailgyfuno twll electron yn cyflymu trylediad swyddi gwag yn y cyflwr rhagfarnllyd ymlaen llaw o'r deuod, gan ffurfio diffygion "llinell dywyll" ac arwain at ostyngiad mewn effeithlonrwydd goleuol.
2. Difrod deunydd a achosir gan straen thermol
Mewn dulliau gweithredu tonnau neu guriad parhaus, gall amrywiadau yn nhymheredd cyffordd deuod achosi blinder thermol materol. Er enghraifft, mewn prawf beicio o 30 eiliad ymlaen a 30 eiliad i ffwrdd, methodd deuod heb ei basteureiddio ar ôl 7.06 × 10 ^ 4 cylch, gan arwain at ostyngiad o 6.4dB mewn pŵer allbwn, tra bod dyfais â pherfformiad RF wedi'i ddiraddio'n sylweddol yn dangos cynnydd 7 gwaith yn y cerrynt gollyngiadau ar ôl 1300 awr. Gall straen thermol hefyd achosi heneiddio deunyddiau pecynnu, megis problemau gollyngiadau a achosir gan selio gwael, gwaethygu diraddio perfformiad ymhellach.
3. Newidiadau mewn paramedrau parasitig
Mae cynhwysedd parasitig ac anwythiad deuodau RF yn cael effaith sylweddol ar berfformiad ar amleddau uchel. Pan fydd y cynhwysedd parasitig yn cynyddu, mae'r golled trosglwyddo signal yn cynyddu, gan arwain at ostyngiad mewn effeithlonrwydd cywiro. Er enghraifft, pan fydd pŵer mewnbwn RF yn cynyddu i V_BR ²/(4R_L), mae foltedd brig AC y deuod yn cyrraedd y foltedd chwalu. Os bydd y pŵer yn parhau i gynyddu, bydd y deuod yn cael ei ddadelfennu a bydd yr effeithlonrwydd cywiro yn gostwng yn sylweddol. Yn ogystal, gall newidiadau mewn paramedrau parasitig hefyd achosi ystumiad harmonig hyd yn oed, gan effeithio ar ansawdd signal.
2, Dull Canfod ar gyfer Diraddio Perfformiad Deuodau RF
1. Ymddangosiad ac arolygiad strwythurol
Arsylwi Microsgopig: Defnyddiwch ficrosgop 10-100X i archwilio am graciau yn y casin, ocsidiad pinnau, ac ansawdd cymalau sodr. Er enghraifft, yn y dadansoddiad methiant o fodel penodol o ddeuod switsh RF, datgelodd arsylwi microsgopig ficrocraciau ar wyneb y pinnau, gan arwain at gynnydd mewn ymwrthedd cyswllt.
X - Profi pelydr: Canfod diffygion strwythurol mewnol fel gwagleoedd sodr, gwrthbwyso sglodion, ac ati gan ddefnyddio offeryn pelydr x -. Mewn achos o fethiant deuod mewn modiwl cyfathrebu lloeren, datgelodd x - archwiliad pelydr ceudod diamedr 0.5mm yn yr haen sodr, gan arwain at gynnydd mewn gwrthiant thermol.
2. Profi Perfformiad Trydanol
I - V Dadansoddiad cromlin nodweddiadol: Defnyddiwch brofwr paramedr lled -ddargludyddion (fel Keithley 4200) i fesur y foltedd ymlaen (V_F), cerrynt gwrthdroi (IR), a dwysedd cerrynt trothwy (J_th). Er enghraifft, ym mhrawf diraddio deuod laser penodol, arweiniodd cynyddu'r dwysedd cerrynt trothwy o 1000A/cm ² i 1200A/cm ² at ostyngiad o 20% mewn pŵer allbwn.
Profi Paramedr Amledd Uchel: Paramedrau mesur S, ffigur sŵn, a chymhareb tonnau sefyll gan ddefnyddio dadansoddwr rhwydwaith fector. Wrth brofi deuod derbynnydd radar, darganfuwyd bod paramedr S11 wedi dirywio o -20dB i -15dB, gan nodi gostyngiad mewn perfformiad paru mewnbwn.
3. Gwerthuso perfformiad deinamig
Profi Capasiti Pwer: Defnyddiwch brofwr foltedd - uchel (fel Tektronix 370A) i gymhwyso signalau RF o wahanol bwerau a monitro foltedd chwalu ac effeithlonrwydd cywiro'r ddeuod. Er enghraifft, wrth brofi deuod mwyhadur pŵer, canfuwyd pan oedd y pŵer mewnbwn yn fwy na 10dbm, bod yr effeithlonrwydd cywiro yn gostwng o 80% i 60%.
Prawf Cyflymder Newid: Mesur amser codi/cwympo’r deuod trwy osgilosgop. Mewn cylched switsh cyflymder - uchel, mae amser newid y deuod yn cael ei ymestyn o 5Ns i 10ns, gan arwain at ystumio signal.
4. Gwirio dibynadwyedd tymor hir
Prawf bywyd carlam: Cynnal profion gweithredu tonnau neu guriad parhaus mewn tymheredd uchel (150 gradd) a lleithder uchel (85% RH) amgylcheddau. Er enghraifft, ym mhrawf cyflymu deuod gorsaf sylfaen gyfathrebu, darganfuwyd bod y cerrynt gollyngiadau i'r gwrthwyneb wedi cynyddu tair gwaith ar ôl 1000 awr o weithredu a gostyngodd y pŵer allbwn 15%.
Prawf beicio thermol: efelychu beicio tymheredd o -40 gradd i 125 gradd ar fainc prawf dirgryniad i werthuso dibynadwyedd y deunydd pecynnu. Wrth brofi deuod awyrofod penodol, darganfuwyd bod craciau, ar ôl 500 cylch, wedi ymddangos yn yr haen sodr, gan arwain at gynnydd mewn ymwrthedd thermol.
3, Ymarfer y Diwydiant a Dadansoddiad Achos
1. Proses Profi Gweithgynhyrchwyr Offer Cyfathrebu
Gan gymryd Huawei fel enghraifft, mae ei broses canfod deuod RF yn cynnwys:
Arolygiad sy'n dod i mewn: Ymddygiad I - v Nodweddion, paramedrau amledd uchel -, a phrofion ansawdd pecynnu ar bob swp o ddeuodau, gyda chyfradd basio sy'n fwy na neu'n hafal i 99.5%.
Monitro prosesau: Monitro amser real o dymheredd ac amser sodro yn ystod mowntio wyneb yr UDRh, sodro ail -lenwi, a phrosesau eraill i sicrhau ansawdd sodro pin.
Profi cynnyrch gorffenedig: Cynnal ystod tymheredd llawn (-40 gradd i 85 gradd) Profi perfformiad RF ar y modiwl cyfathrebu i sicrhau cyfradd gwallau o lai na neu'n hafal i 10 ^ -12.
2. Strategaeth Cynnal a Chadw ar gyfer System Gyfathrebu Lloeren
Mewn system gyfathrebu lloeren orbit daear isel, mabwysiadir y strategaethau cynnal a chadw canlynol:
Mewn monitro orbit: monitro amser real o bŵer allbwn a chyfernod sŵn deuodau drwodd ar - mesuryddion pŵer bwrdd, a newid sianeli wrth gefn yn awtomatig pan ganfyddir annormaleddau.
Graddnodi rheolaidd: perfformio i - v Graddnodi nodweddiadol ar y deuod bob 6 mis i sicrhau bod y gwyriad dwysedd cerrynt trothwy yn llai na neu'n hafal i 5%.
Rhagfynegiad Bywyd: Yn seiliedig ar ddata profion bywyd carlam, sefydlwch fodel bywyd deuod i ragfynegi'r oes gwasanaeth sy'n weddill.
3. Dadansoddiad methiant o'r system radar
Yn y dadansoddiad methiant o radar arae graddol, canfuwyd mai'r prif reswm dros ddiraddio perfformiad deuod yw:
Straen thermol: Arweiniodd dyluniad afradu gwres annigonol yr uned antena radar at dymheredd cyffordd deuod yn fwy na 120 gradd, gan gyflymu cronni diffygion yn yr ardal gyfansawdd.
Paramedrau parasitig: Mae'r cynhwysedd parasitig rhwng y deuod a llinell microstrip yn cynyddu, gan arwain at gynnydd yng ngwall y cyfnod signal ac effeithio ar gywirdeb pwyntio trawst.
Mesurau Gwella: Optimeiddio'r dyluniad afradu gwres, defnyddio swbstradau cyson dielectrig isel, a lleihau dylanwad paramedrau parasitig.
4, Tueddiadau a Heriau Technolegol
1. Amledd ac Integreiddio Uchel
Gyda datblygiad technoleg 6G, mae angen i ddeuodau RF weithredu ym mand amledd Terahertz, sy'n peri gofynion uwch ar gyfer rheoli paramedr parasitig. Er enghraifft, mae angen rheoli cynhwysedd parasitig deuodau Schottky sy'n seiliedig ar INP o dan 0.1FF yn y band amledd 300GHz.
2. Technoleg Canfod Deallus
Gall y system ganfod sy'n seiliedig ar ddeallusrwydd artiffisial gyflawni monitro amser - go iawn a chynnal a chadw rhagfynegol perfformiad deuod. Er enghraifft, trwy ddadansoddi cromlin nodweddiadol I - V trwy algorithmau dysgu peiriannau, gellir rhagweld methiant deuod dri mis ymlaen llaw.
3. Deunyddiau newydd a phrosesau newydd
Gall cymhwyso deunyddiau lled -ddargludyddion bandgap eang fel GaN a SIC wella gallu pŵer a dibynadwyedd deuodau yn sylweddol. Er enghraifft, gall foltedd chwalu deuodau Schottky sy'n seiliedig ar GAN gyrraedd 1000V, sydd bum gwaith yn fwy na deuodau traddodiadol Si.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn {wrth