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Les matériaux semi - conducteurs ont subi trois phases de développement, dont une première génération de matériaux semi - conducteurs représentés par du silicium (si) et du germanium (Ge); Composés représentés par l'arséniure de gallium (GaAs) et le phosphure d'indium (INP) Deuxième et troisième génération de matériaux semi - conducteurs à large bande interdite à base de nitrure de gallium (Gan) et de carbure de silicium (sic). En particulier, à mesure que les technologies de communication évoluent vers des bandes de fréquences GHz élevées, le matériau semi - conducteur de troisième génération Gan, qui présente les avantages d'une faible perte en conduction et d'une densité de courant élevée, attire de plus en plus l'attention de l'industrie, peut réduire considérablement les pertes de puissance et les charges de dissipation thermique et est largement utilisé dans la conversion de fréquence. Chargeur, régulateur de tension, transformateur, charge sans fil et d'autres domaines.
Cependant, il n'y a pas de méthodologie universelle dans ce monde. Il en va de même pour les matériaux de processus semi - conducteurs du côté RF et micro - ondes des communications sans fil: les avantages de la faible consommation d'énergie, de l'intégration élevée, du faible coût, etc. du CMOS restent significatifs; GaAs a d'excellents avantages de propriétés physiques dans le domaine de la transmission de puissance élevée; Et les avantages de la compatibilité de procédé de SiGe Gan sont remarquables, presque compatible avec toutes les nouvelles technologies de procédé dans l'industrie de circuit intégré à très grande échelle de semi - conducteur de silicium; Le Gan présente des avantages uniques dans l'application de composants RF haute fréquence, haute température et haute puissance. En fait, ADI, en tant que l'un des principaux fournisseurs mondiaux de semi - conducteurs de haute performance pour la technologie RF et micro - ondes, dispose également de la quasi - totalité de ces processus semi - conducteurs courants dans sa vaste gamme de produits couvrant la gamme DC à 100 GHz. Pour capturer l'extrémité avant de la technologie de micro - ondes RF haute performance, il est évident qu'une combinaison de plusieurs technologies de processus est nécessaire pour entrer sur le champ de bataille.
Le procédé SiGe implémente un convertisseur micro - ondes haut / bas de 24 GHz à 44 GHz il n'y a pas si longtemps, ADI a annoncé le lancement de ses convertisseurs micro - ondes haut / bas hautement intégrés admv1013 et admv1014. Ces circuits intégrés basés sur le procédé SiGe fonctionnent sur une très large plage de fréquences de 24 GHz à 44 GHz, ce qui leur permet de prendre en charge toutes les bandes millimétriques 5G (y compris 28 GHz et 39 GHz) sur une seule plate - forme, contribuant ainsi à simplifier la conception et à réduire les coûts.
En outre, ce chipset peut fournir une bande passante instantanée plate de 1 ghzrf, prenant en charge tous les services à large bande et d'autres applications d'émetteur - récepteur ultra large bande. Chaque convertisseur supérieur et inférieur est hautement intégré et comprend des mélangeurs I (en phase) et q (en quadrature de phase). Les déphaseurs orthogonaux programmables sur puce peuvent être configurés pour une conversion directe en bande de base (fréquence de fonctionnement) (gamme: DC à 6 GHz) ou une conversion de fréquence en if (gamme de fréquence de fonctionnement: 800 MHz à 6 GHz).
La puce intègre également un atténuateur variable en tension, un pilote pa d'émission (dans le convertisseur supérieur) et un LNA de réception (dans le convertisseur inférieur), un tampon lo et un filtre de suivi programmable avec multiplicateur 4x intégré. La plupart des fonctions programmables sont contrôlées via une interface série SPI. Grâce à ce port, ces puces offrent également à chaque convertisseur supérieur et inférieur une fonctionnalité unique pour corriger leurs déséquilibres de phase orthogonaux respectifs, ce qui lui permet d'améliorer les performances d'émission en bande latérale souvent difficiles à supprimer et de 10 dB ou plus par rapport à la valeur typique de 32 DBC. De cette façon, il peut fournir des performances Radio micro - ondes inégalées. La combinaison de ces fonctionnalités offre une flexibilité et une facilité d'utilisation sans précédent, tout en minimisant les composants externes pour soutenir la mise en œuvre de petits systèmes tels que les petites batteries.
Le convertisseur hyperfréquence admv1013 et le convertisseur hyperfréquence admv1014 hautement intégrés sont parfaits pour les plates - formes Radio hyperfréquences fonctionnant dans les bandes de fréquences des infrastructures sans fil 5G 28ghz et 39ghz. Ces convertisseurs ont une bande passante de 1 GHz et les onduleurs avec oip3 supérieur à 20 DBM peuvent prendre en charge des schémas de modulation stricts (par exemple 1024qam) et peuvent prendre en charge plusieurs go de données sans fil. En outre, le chipset prend en charge d'autres applications telles que les liaisons de communication à large bande pour les satellites et les stations de réception terrestres, les radios aéronautiques, les équipements de test RF et les systèmes radar. Ses excellentes propriétés de linéarité et de suppression d'image sont particulièrement utiles pour augmenter la portée des émetteurs - récepteurs micro - ondes.
Renaissance des matériaux traditionnels, le processus CMOS 28nm mène l'innovation de la technologie RF malgré l'infinité de divers nouveaux matériaux et technologies, ces dernières années, les solutions sans fil innovantes basées sur CMOS ont encore montré des performances éblouissantes de temps en temps. Parmi eux, Adi Inc. A lancé une gamme de produits de haute performance très médiatisés. Convertisseur analogique numérique CMOS haute vitesse ad9208 de 28 nm pour systèmes définis par logiciel à large bande, destiné aux stations de base de radiocommunications multibandes 4g / 5G et aux plates - formes de liaison point à point micro - ondes à bande e de 2 GHz pour les applications de bande passante gigahertz. La série de convertisseurs numériques - analogiques haute vitesse 28nm ad9172 a annoncé il y a quelques temps qu'elle a de nouveau lancé sa nouvelle plate - forme mxfe ad9081 / 2 basée sur son CMOS 28nm.
La plate - forme mxfe ad9081 / 2 permet aux fabricants d'installer des radios multibandes dans la même zone de carte que les radios monobandes, augmentant la capacité d'appel des stations de base 4G LTE actuelles jusqu'à 3 fois. Avec une bande passante de canal de 1,2 GHz, la nouvelle plate - forme mxfe permet également aux opérateurs sans fil d'ajouter plus d'antennes à leurs tours cellulaires pour répondre aux exigences de densité radio et de débit de données plus élevées de la 5G mmwave émergente. L'appareil ad9081 / 2 mxfe intègre respectivement 8 et 6 Convertisseurs de données RF, ce qui permet d'obtenir la bande passante de signal instantanée la plus large de l'industrie (jusqu'à 2,4 GHz), de réduire le nombre d'étages de conversion de fréquence et d'assouplir les exigences en matière de filtres, ce qui simplifie la conception du matériel. Permet de réduire la surface de la carte de circuit imprimé de 60%.
Les amplificateurs de puissance distribués basés sur la technologie de l'arséniure de gallium sont des technologies couramment utilisées dans la conception de dispositifs RF et micro - ondes. Si votre conception dépasse 40 gigahertz et peut - être 80 ou 90 gigahertz, l'arséniure de gallium semble être la seule option pour le moment. Le traitement de puissance, les pertes d'insertion, l'isolation et la linéarité sont des paramètres de conception, et les processus de silicium et d'arséniure de gallium peuvent tous répondre aux exigences. Pour le travail à haute température, l'arséniure de gallium a montré des propriétés supérieures à celles du silicium. En outre, les dispositifs en arséniure de gallium PHEMT peuvent également réaliser des fonctions telles que le fonctionnement sans échec, mais le dispositif nécessite une alimentation électrique pour passer en mode conducteur.
Le produit d'amplificateur de puissance distribué à base d'arséniure de gallium hmc994a d'Adi Corporation fonctionne dans la gamme de fréquences DC à 30 GHz. L'appareil couvre des dizaines de bandes passantes, de nombreuses applications différentes et peut atteindre une puissance et une efficacité élevées. Ses performances sont illustrées ici, nous voyons qu'il s'agit d'un appareil avec une puissance de sortie saturée supérieure à 1 watt et une valeur typique d'efficacité d'augmentation de la puissance (PAE) de 25% couvrant MHz à 30 GHz. Le produit dispose également de puissantes performances de point d'intersection (toi) du troisième ordre avec une valeur standard de 38 DBM. Les résultats montrent que l'utilisation d'une conception à base de GaAs permet d'atteindre des rendements proches de ceux de nombreuses conceptions d'amplificateurs de puissance à bande étroite. Avec une pente de gain de fréquence positive, des performances de puissance à large bande PAE élevées et une forte perte de retour, le hmc994a est un produit unique.
Hmc994a relation entre gain, puissance, PAE et fréquence.
ADI, l'amplificateur de puissance à large bande de Gan, présente un produit standard, le hmc8205bf10, basé sur la technologie Gan, avec une puissance élevée, un rendement élevé et une large bande passante. Le produit fonctionne avec une tension d'alimentation de 50 V et fournit une puissance RF de 35 W à 35% de la fréquence typique avec un gain de puissance d'environ 20 DB couvrant des dizaines de bandes passantes.
Dans ce cas, les ingénieurs n'ont besoin que d'un seul ci pour fournir environ 10 fois plus de puissance que les solutions GaAs similaires. Au cours des dernières années, cela a probablement nécessité des schémas complexes d'assemblage de puces GaAs et n'a pas permis d'atteindre la même efficacité. Ce produit montre les différentes possibilités d'utilisation de la technologie Gan, y compris la couverture large bande, offrant une puissance élevée et une efficacité élevée. Cela montre également l'histoire du développement de la technologie d'encapsulation de l'électronique de haute puissance, car cet équipement encapsulé à bride peut prendre en charge les signaux à ondes continues (CW) nécessaires pour certaines applications spéciales.
En résumé, divers matériaux semi - conducteurs ont leurs avantages. Aujourd'hui, avec une couverture de plus en plus large des dispositifs sans fil, les produits liés à la technologie de processus de semi - conducteur grand public peuvent jouer leurs avantages uniques dans une variété d'applications: sur la base de facteurs tels que la consommation d'énergie et le coût, les produits finaux grand public utilisent clairement plus La technologie CMOS; CPE avec CMOS et SiGe - BiCMOS; Les points d'accès de faible puissance utilisent CMOS, SiGe - BiCMOS et GaAs; Et le domaine des stations de base de haute puissance est le monde du GaAs et du Gan. Cette tendance se poursuivra à mesure que le déploiement de la 5G progressera à grande échelle.
