Chất nền IC - Thiết kế với Diodes: bảo vệ các thành phần nhạy cảm

Với máy phát sóng ra-đa hay vô tuyến, máy khuếch đại âm thanh âm thanh nhạy cảm (NNAN) sẽ bị hư hại khi phải chịu các tín hiệu nhập lớn. Vậy giải pháp là gì?

Chúng ta có thể dùng bộ hạn chế bảo vệ. (RPL) mạch bảo vệ các thành phần nhạy cảm. The "heart" of là RPL Circuit is usually composed of PIN diodes, có thể bảo vệ các thành phần khỏi tín hiệu nhập lớn mà không ảnh hưởng đến hoạt động tín hiệu nhỏ.

Việc hoạt động của vòng tròn RPL không cần các tín hiệu điều khiển bên ngoài.. Hệ thống này chứa ít nhất một Diode PIN kết nối song với đường dẫn tín hiệu., và một hay nhiều thành phần thụ động, như bộ dẫn phun RF và Nguyên tụ điện tĩnh. The following is a simple (but possibly complete) Vòng đua vòng.

Khi không có tín hiệu nhập RF hay chỉ có một tín hiệu RF nhỏ, phần cản trở của bộ hạn chế của khinh PIN sẽ đạt tới giá trị tối đa, thường là vài trăm cháy. Do đó, dấu hiệu này tạo ra một sự phù hợp gây khó khăn rất nhỏ, và do đó, có thể dẫn tới một ít tổn thất cấy ghép.

Khi một tín hiệu nhập lớn xuất hiện, Lực lượng điện tử sẽ nạp các vật chứa (lỗ trên lớp P và các electron trong lớp N) vào lớp I của khinh PIN. Sau khi vào lớp I, các mẫu hóa đơn miễn phí sẽ giảm kháng cự kiểu RF. Từ góc độ của cánh dẫn RF của vòng tròn RPL, nó tạo ra sự vô dạng trở ngại.

Sự không phù hợp này sẽ khiến năng lượng từ tín hiệu nhập được phản ánh đến nguồn tín hiệu tương ứng. Tín hiệu phản chiếu hợp tác với tín hiệu sự cố để tạo ra một làn sóng đứng với mức điện nhỏ nhất trong tiểu tiết PIN, vì tín hiệu phản chiếu tạm thời gây cản trở thấp nhất trên đường truyền. Mỗi điện thế tối thiểu trên đường truyền có một dòng điện tối đa tương ứng. Tính năng tối đa chảy qua Diode PIN gây ra một tăng lượng các mẫu tự động trên lớp Diode I, dẫn tới độ kháng cự hàng loạt thấp hơn, sự phù hợp xấu hơn, và một mức điện tối thiểu "nhỏ hơn". In the end, the resistance of the diode will reach its minimum value-this value depends on the designion of PIN diode and the amplitude of the RF. Khi độ lớn của tín hiệu RF tăng lên, thời tiết bị buộc phải đạt tới trạng thái dẫn truyền hoàn to àn, nhờ đó có khả năng giảm độ kháng cự của Diode cho đến khi có bão có bão có thể giảm tối thiểu. Do đó, đường cong so sánh của năng lượng xuất và năng lượng nhập được lấy, như được hiển thị bên dưới.

Khi tín hiệu RF lớn không còn xuất hiện, nếu lượng các mẫu nạp tự do trong lớp I lớn, độ kháng cự của Diode vẫn còn ở mức thấp (tổn thất cấy ghép vẫn còn lớn vào thời điểm này). Sau khi ngắt một tín hiệu RF lớn, hai cơ chế có thể được dùng để giảm lượng các mẫu nạp tự do: 1) phát hành phụ trách ngoài lớp I (2) Liên hợp sạc trong lớp I.

Cấp độ dẫn nạp chủ yếu được quyết định bởi độ kháng cự DC trên đường mòn hiện tại bên ngoài Diode.

Mức độ tái cấu kết nạp được quyết định bởi nhiều nhân tố, bao gồm mật độ chứa nạp tự do trong lớp I, độ tập trung các nguyên tử đã dùng trong lớp I, và các điểm bẫy nạp khác, v. v. v. v.. Dựa trên các tham số cần thiết của Diode, càng lớn tín hiệu RF mà một khinh PIN có thể xử lý an to àn, thì mất nhiều thời gian hơn để phục hồi lại để giảm tổn thất.

Do đó, các đặc trưng của lớp I của khinh PIN quyết định hiệu quả của vòng tròn RPL. Độ dày của lớp I (đôi khi được gọi là độ rộng) quyết định sức mạnh nhập khi quá trình có hạn: lớp I dày hơn, mức giá trị nén định số lần nhập số một (còn gọi là mức ngưỡng cửa). Độ dày của lớp I, vùng của giao thông và các vật liệu của Diode quyết định độ kháng cự, tụ điện và độ kháng cự nhiệt của Diode.

Chỉ cần một cái Diode, một máy dẫn nguồn RF và một cặp tụ điện đặc biệt DC để nhận ra một mạch PIN RPL đơn giản nhất. Bộ dẫn dây thắt loại RF rất quan trọng đối với năng lượng của vòng tròn RPL, và chức năng chính của nó là hoàn thành đường dẫn dòng DC của khinh PIN. Khi một tín hiệu lớn buộc các mẫu lên lớp I của Diode, một dòng điện trực tiếp được tạo ra trong Diode. Nếu không cung cấp một đường hoàn chỉnh cho dòng DC, thì độ kháng cự của Diode không thể bị giảm, và Diode sẽ không đạt tới giới hạn của nó. Dòng chảy trực tiếp sẽ chảy theo hướng của dòng chảy đã được chỉnh sửa, nhưng nó không phải do sự sửa chữa.

Cài thiết bị dẫn đầu dây trong mạch RPL là một nhiệm vụ rất khó khăn, vì phần dẫn đầu là phần không thích hợp nhất trong các mạch RPL. Dựa trên giá trị tự nhiên và khả năng giữa gió kí sinh, mọi sự xuất huyết đều có chuỗi và cộng hưởng song. Vì vậy, phải cẩn thận để đảm bảo không có âm thanh chuỗi xảy ra trong băng tần số hoạt động. Thêm vào đó, độ kháng cự DC của dây chắn phải được thu nhỏ tối thiểu để ngắn thời gian phục hồi mạch RPL.

Chú ý: tụ điện cách ly DC là tùy chọn. Chỉ khi có điện hay điện tiết có khả năng thiên vị của khinh PIN trên đường truyền nhập hay xuất, thì cần một tụ điện ngắt DC.

Thể

Giả sử sức mạnh tổng nhập tối đa mà máy khuếch đại âm thanh thấp có thể chịu được là 15 dBm, độ dày I của khinh PIN trong mạch RPL phải có khoảng hai vi mô. Người thiết kế có thể xác định khả năng có thể chấp nhận của Diode PIN dựa trên tần số tín hiệu RF và giá trị tối đa có thể chấp nhận của lỗ nhỏ để cấy vào tín hiệu. Nếu nhà thiết kế giả sử rằng mạch RPL hoạt động trong dải X và sự giảm tối đa bổ sung có thể được chấp nhận là 0.5dB, thì khả năng tối đa của nó có thể được tính toán.

Bộ tụ điện mắc kẹt (L (trong tiếng decibels) có thể lấy được theo công thức sau:

Chúng ta có thể giải giá trị C theo công thức:

Khi f=* 12GHz, L.* 0.5dB and Z0===* 50206; 169;, C===* 0.185pF.

Cái giá trị tụ độ được lấy cùng với độ dày của lớp I quyết định vùng giao này.

Nếu lớp I mỏng hơn và vùng giao nhau nhỏ hơn, nó sẽ có độ kháng cự nhiệt tương đối cao. Kết quả là nhiệt độ giao phải buộc phải vượt quá mức tối đa của nó là 1755194; 176C để phân tán nhiều năng lượng hơn. Nói chung, một micron diode với một khả năng chứa 0.185pF có thể xử lý an toàn một lượng lớn của 1W nhập tín hiệu gồm khoảng 30-33dBm. Do nhiệt Joule được tạo ra khi dòng chảy qua sức kháng cự của Diode, một tín hiệu lớn có thể làm hư hại hoặc thiêu cháy Diode ngay lập tức.

The PIN diode RPL là một hệ thống bảo vệ đáng tin cậy cho các thành phần nhạy cảm như LNA trong ra-đa hay bộ thu radio, và bảo vệ nó khỏi ảnh hưởng của các báo sự cố lớn hơn. Khi các ứng dụng RPL yêu cầu cấp năng lượng rò rỉ ở trạng thái ổn định cực thấp và khả năng xử lý năng năng năng năng năng năng lượng cung cấp cao, có thể thêm các giai đoạn thời tiết và các thành phần nâng cao mạch điện khác được thêm vào mặt nhập của đường dây RPL.

Nếu bạn chọn loại Diode phù hợp nhất và vòng cung cấp cho các ứng dụng RPL., the Ứng dụng MACOM Đội kỹ sư đến đây để hỗ trợ và cho các bạn lời khuyên bất cứ lúc nào..