Bahan semikonduktor telah melalui tiga tahap pembangunan, termasuk generasi pertama bahan semikonduktor yang diwakili oleh silikon (SI) dan germanium (ge); kepada komponen yang diwakili oleh arsenid galium (GaAs) dan fosfid indium (InP) tahap kedua, dan generasi ketiga bahan semikonduktor bandgap lebar berdasarkan nitrid galium (GaN) dan karbid silikon (SiC). Terutama dengan evolusi teknologi komunikasi menuju band frekuensi GHz tinggi, bahan semikonduktor generasi ketiga GaN, yang mempunyai keuntungan kehilangan kondukti rendah dan densiti semasa tinggi, telah menarik perhatian yang lebih besar dari industri, yang boleh mengurangi kehilangan kuasa dan muatan penyebaran panas secara signifikan, dan digunakan secara luas dalam pertukaran frekuensi. Medan seperti pencari, penyabar tegangan, pengubah, pencarian tanpa wayar, dll.
Namun, tiada metodologi universal di dunia ini. Hal yang sama berlaku untuk bahan proses semikonduktor frekuensi radio dan sisi mikrogelombang komunikasi tanpa wayar: konsumsi kuasa rendah CMOS, integrasi tinggi, kos rendah dan keuntungan lain masih signifikan; GaAs mempunyai keuntungan prestasi fizik yang baik dalam medan penghantaran kuasa tinggi; dan kompatibilitas proses SiGe Keuntungan GaN adalah luar biasa, dan ia kompatibil dengan hampir semua teknologi proses baru dalam industri semikonduktor silikon VLSI; GaN mempunyai keuntungan unik dalam aplikasi komponen frekuensi radio yang tinggi, suhu tinggi, dan kuasa tinggi. Sebenarnya, ADI, sebagai salah satu penyedia semikonduktor utama dunia frekuensi radio prestasi tinggi dan teknologi microwave, juga telah meletakkan hampir semua proses semikonduktor mainstream ini dalam garis produk luas menutupi DC hingga 100 GHz. Untuk menguasai bahagian depan teknologi frekuensi radio microwave frekuensi tinggi, jelas bahawa kombinasi teknologi proses berbilang diperlukan untuk memasuki medan perang.
Proses SiGe mencapai penukar gelombang mikro 24GHz hingga 44GHz tidak lama yang lalu, ADI mengumumkan perkenalan penukar gelombang mikro yang terintegrasi tinggi dan penukar bawah ADMV1013 dan ADMV1014. ICs berasaskan proses SiGe ini berfungsi dalam julat frekuensi yang sangat luas dari 24GHz hingga 44GHz, membolehkan menyokong semua band gelombang 5G (termasuk 28GHz dan 39GHz) pada platform tunggal yang dibina, dengan demikian membantu untuk mempermudahkan desain dan mengurangi kos.
Selain itu, set cip boleh menyediakan lebar jalur segera 1GHzRF rata, menyokong semua perkhidmatan jalur lebar dan aplikasi penerima lebar lebar ultra lain. Setiap penukar-naik dan penukar-turun sangat terintegrasi, termasuk pengcampur I (dalam fasa) dan Q (fasa-kuadratur). Pemindah fasa kuadratur boleh diprogramkan pada cip boleh dikonfigur untuk menukar secara langsung ke/dari band dasar (frekuensi operasi) Julat: DC ke 6GHz) atau tukar frekuensi ke IF (julat frekuensi operasi: 800MHz ke 6GHz).
Name Kebanyakan fungsi boleh diprogram dikawal melalui antaramuka siri SPI. Melalui port ini, cip ini juga menyediakan fungsi unik bagi setiap penukar-atas dan penukar-bawah untuk membetulkan ketidakseimbangan fasa kuadratur mereka, sehingga ia boleh meningkatkan prestasi emisi band sisi yang biasanya sukar untuk ditahan, dan meningkatkan 10dB atau lebih dari nilai biasa 32dBc . Dengan cara ini, ia boleh menyediakan prestasi radio gelombang mikro yang tidak sepadan. Kombinasi ciri-ciri ini menyediakan fleksibiliti dan kemudahan penggunaan tanpa terdahulu, sementara mengeminimis komponen luar untuk menyokong penyelesaian sistem skala kecil seperti sel kecil.
Penukar mikrogelombang ADMV1013 yang terintegrasi tinggi dan penukar mikrogelombang ADMV1014 yang sangat sesuai untuk platforma radio gelombang mikro yang berfungsi dalam band frekuensi infrastruktur tanpa wayar 28GHz dan 39GHz 5G. Penukar ini mempunyai lebar band 1GHz, dan penukar atas dengan OIP3 lebih tinggi dari 20dBm, boleh menyokong skema modulasi ketat (seperti 1024QAM), dan boleh menyokong data tanpa wayar multi-Gb. Selain itu, set cip juga menyokong aplikasi lain, seperti satelit dan stesen penerimaan tanah pautan komunikasi kabel lebar, radio penerbangan, peralatan ujian RF dan sistem radar. Lineariti dan prestasi penolakan imej yang hebat adalah khususnya sesuai untuk meningkatkan julat penerima mikrogelombang.
Bahan tradisional berkembang semula, proses CMOS 28 nm memimpin inovasi teknologi RF Walaupun muncul tanpa akhir berbagai bahan dan teknologi baru, dalam tahun-tahun terakhir, solusi tanpa wayar inovatif berasaskan CMOS masih menunjukkan prestasi yang menakjubkan dari masa ke masa. Di antara mereka, ADI telah melancarkan sejumlah produk prestasi tinggi yang telah menarik perhatian luas. Penukar analog-ke-digital CMOS kelajuan tinggi 28nm AD9208 untuk sistem ditakrif perisian jalur lebar, bertujuan pada stesen pangkalan komunikasi tanpa wayar berbilang-band 4G/5G dan platforma backhaul titik-ke-titik mikrogelombang E-band 2GHz untuk aplikasi lebar jalur gigahertz. 28 nm kelajuan tinggi digital-ke-analog penyukar series AD9172, mengumumkan tidak lama yang lalu bahawa ia sekali lagi meluncurkan platform AD9081/2 MxFE baru berdasarkan CMOS 28 nm.
Platform AD9081/2 MxFE membolehkan penghasil memasang radio-band berbilang di kawasan papan yang sama dengan radio-band tunggal, meningkatkan kapasitas panggilan stesen as as 4G LTE hari ini dengan 3 kali. Dengan lebar saluran 1.2GHz, platform MxFE baru juga menyokong Operator tanpa wayar menambah lebih antena ke menara sel mereka untuk memenuhi ketepatan radio yang lebih tinggi dan keperluan kadar data gelombang milimeter yang muncul 5G. Peranti AD9081/2 MxFE mengintegrasikan penyukar 8 dan 6 RF data secara sesuai, menyadari lebar bandwidth isyarat segera terbesar industri (sehingga 2.4 GHz), mengurangi bilangan tahap pertukaran frekuensi dan perlukan penapis yang santai, dengan itu mempermudahkan desain perkakasan Dan dengan mengurangi bilangan cip untuk menyelesaikan masalah kewajiban ruang yang dihadapi oleh perancang peranti tanpa wayar, - membuat kawasan papan sirkuit dicetak dikurangi dengan 60%.
Penampilkan kuasa berkembang berdasarkan teknologi arsenid GaAsGallium adalah teknologi yang biasa digunakan dalam desain frekuensi radio dan peranti microwave. Jika rancangan anda melebihi 40 GHz, dan mungkin mencapai 80 atau 90 GHz, maka arsenid galium seolah-olah satu-satunya pilihan sekarang. Pengendalian kuasa, kehilangan penyisihan, izolasi, dan lineariti adalah parameter desain, dan kedua-dua proses silikon dan gallium arsenide boleh memenuhi keperluan. Untuk kerja suhu tinggi, arsenid galium menunjukkan prestasi yang lebih baik daripada silikon. Selain itu, peranti pHEMT arsenid galium juga boleh mencapai fungsi seperti operasi fail-safe, tetapi peranti memerlukan sumber kuasa untuk memasukkan mod konduktif.
Produk penyampai kuasa berasaskan GaAs ADI HMC994A mempunyai julat frekuensi operasi DC hingga 30GHz. Peranti ini meliputi puluhan lebar band, banyak aplikasi yang berbeza, dan boleh mencapai kuasa dan efisiensi tinggi. Prestasinya dipaparkan dalam figur. Di sini, kita lihat bahawa ia adalah peranti dengan kuasa output ketepuan yang lebih besar dari 1 watt dengan nilai efisiensi tambahan kuasa (PAE) tipikal 25% menutupi MHz hingga 30 GHz. Produk ini juga mempunyai prestasi titik penyelamatan tertib tiga (TOI) yang kuat dengan nilai piawai 38dBm. Hasil menunjukkan bahawa penggunaan desain berasaskan GaAs boleh mencapai efisiensi yang dekat dengan ramai desain penuh kuasa band sempit. HMC994A mempunyai cerun keuntungan frekuensi positif, prestasi kuasa jalur lebar PAE tinggi dan kehilangan kembalian yang kuat, yang merupakan produk unik.
Hubungan antara HMC994A gain, kuasa dan PAE dan frekuensi.
Penampilkan kuasa jalur lebar GaN dengan keuntungan kuasa luar biasaADI telah memperkenalkan produk piawai HMC8205BF10, yang berdasarkan teknologi GaN dengan kuasa tinggi, efisiensi tinggi dan lebar band. Tekanan bekalan kuasa berfungsi produk adalah 50V, ia boleh menyediakan kuasa 35W RF pada 35% frekuensi biasa, dengan gaji kuasa sekitar 20dB, menutupi puluhan lebar band.
Dalam kes ini, dibandingkan dengan penyelesaian GaAs yang sama, jurutera hanya perlukan IC untuk menyediakan kuasa kira-kira 10 kali lebih tinggi. Dalam beberapa tahun terakhir, ini mungkin memerlukan skema pemasangan cip GaAs kompleks, dan Efisiensi yang sama tidak boleh dicapai. Produk ini menunjukkan pelbagai kemungkinan menggunakan teknologi GaN, termasuk meliputi lebar band, menyediakan kuasa tinggi dan efisiensi tinggi. Ini juga menunjukkan sejarah pembangunan teknologi pakej peralatan elektronik berkuasa tinggi, kerana peralatan berkuasa flange ini boleh menyokong isyarat gelombang terus menerus (CW) yang diperlukan oleh beberapa aplikasi istimewa.
Ringkasan Hari ini, dengan perlindungan semakin luas peranti tanpa wayar, produk proses semikonduktor utama berkaitan dengan teknologi boleh memainkan keuntungan unik mereka dalam berbagai aplikasi: berdasarkan faktor seperti konsumsi kuasa dan kos, terminal konsumen Produk jelas lebih menggunakan teknologi CMOS; CPE menggunakan CMOS dan SiGe BiCMOS; titik capaian kuasa rendah menggunakan CMOS, SiGe BiCMOS dan GaAs; dan lapangan stesen pangkalan tenaga tinggi adalah dunia GaAs dan GaN. Dengan kemajuan luas penerbangan 5G, perkembangan ini akan terus berlanjut.