Milline on dioodide ja transistoride koordineerimismeetod sidesüsteemides?

Dioodide ja transistoride põhiomaduste võrdlus
1. Dioodide põhiomadused
Ühesuunaline juhtivus: PN-siirde juhib, kui on eelpingestatud, ja lülitub välja, kui on eelpingestatud, ränidioodide puhul on tüüpiline päripinge langus 0,6–0,7 V.
Mittelineaarsed omadused: kõrgsageduslike{0}}rakenduste puhul varieerub dioodide ristmiku mahtuvus sõltuvalt pingest, mis põhjustab AM-PM-konversiooni ja intermodulatsiooni moonutusi.
Madala müratasemega omadused: Schottky dioodid on nende madala barjääripinge (0,15–0,3 V) tõttu RF tuvastamiseks ja segamiseks eelistatud valik.
2. Transistoride põhiomadused
Vooluvõimendus: Bipolaarsed ristmikutransistorid (BJT) juhivad kollektori voolu läbi baasvoolu, tüüpilise vooluvõimendusega 100-500.
Pinge juhtimine: väljatransistorid (FET-id) juhivad äravoolu voolu läbi paisupinge ning neil on kõrge sisendtakistus ja madalad energiatarbimise omadused.
Lülitusomadused: MOSFET-i sisselülitamise takistus võib olla kuni m Ω, mis sobib kõrgsageduslike lülitustoiteallikate ja RF-lülitite jaoks.
Dioodide ja transistoride vaheline koordineerimine
1. Koostöö segamisahelates
Kahe tasakaalustatud dioodi mikser: see kasutab nelja dioodi rõngastruktuuri moodustamiseks, segades RF-signaale kohalike ostsillaatori signaalidega, et genereerida vahesageduslikke signaale. Dioodide mittelineaarsed omadused on sageduse muundamise võti.
Kaskaadtransistorvõimendi: Mikseri väljundis kasutatakse vahesagedussignaali võimendamiseks ja dioodmikseri sisestuskadude kompenseerimiseks transistorvõimendit. Näiteks sagedusalas 3,5 GHz on dioodmikseri sisestuskadu umbes 6 dB, mida saab transistorvõimendi kaudu 1 dB täpsusega kompenseerida.
2. Koostööprojekt RF-lülitite ahelates
PIN-dioodi lüliti: kasutab RF-signaalide sisse- ja väljalülitamiseks PIN-dioodide edasi- ja tagasivoolujuhtivust. 3,5 GHz sagedusalas võib PIN-dioodlülitite sisestuskadu olla kuni 0,3 dB ja isolatsioon ulatuda 45 dB-ni.
Transistori juhitav ahel: PIN-dioodi eelpingevoolu juhtimisega läbi transistori saavutatakse lülitite olekute kiire ümberlülitamine. Näiteks MOSFET-i kasutamine PIN-dioodide juhtimiseks võib lühendada lülitusaega 10 n-ni.
3. Amplituudi piiramise ja kaitseahelate koostöö rakendamine
Dioodi piiraja: PIN-dioodide või Schottky dioodide kasutamine tugevate häirete signaalide piiramiseks ja allavooluahela kaitsmiseks. X-ribas (8–12 GHz) võib PIN-dioodi piiraja piirlävi ulatuda +20dBm-ni ja taastumisaeg on alla 10 ns.
Transistori ülevoolukaitse: toiteahelates kasutatakse voolu tuvastamiseks transistore. Kui vool ületab läve, katkestatakse toide läbi dioodi möödaviiguahela, et vältida seadmete kahjustamist.
4. Koostöös rakendamine loogikalülitustes
Dioodi loogikavärav: Dioodide ühesuunalise juhtivuse kasutamine põhiliste loogiliste funktsioonide (nt JA-väravad ja VÕI-väravad) saavutamiseks. Näiteks võib mitme emitteriga transistor olla samaväärne dioodidest koosneva JA-värava ahelaga, mis realiseerib mitme sisendsignaali loogika ja toimimise.
Transistori võimendamine ja kujundamine: dioodi loogikavärava väljundis kasutatakse signaali kujundamiseks ja võimendamiseks transistori võimendit, mis parandab juhtimisvõimet. Näiteks TTL-i loogikaahelates võib transistori väljundaste tõsta loogikataset 0,7 V-lt 3,3 V-ni, suurendades juhtimisvõimet rohkem kui 10 korda.
Tööstuse rakendusjuhtumite analüüs
1. 5G-tugijaama RF esiosa-
Mikseri disain: RF-signaalide segamiseks kohalike ostsillaatori signaalidega ja vahesagedussignaalide väljastamiseks kasutatakse dioodiga topeltbalansseeritud mikserit. Võimendage vahesagedussignaali läbi transistorvõimendi, kompenseerige sisestuskadu ja suurendage vastuvõtja tundlikkust 3 dB võrra.
Lülitusahela disain: antenni ümberlülitamiseks kasutatakse PIN-dioodi lülitit ja lüliti olekut juhib MOSFET-i juhtimisahel, et lühendada lülitusaega 20 ns, mis vastab 5G NR ajapilu ümberlülitamise nõuetele.
2. Satelliitsideterminal
Piiraja disain: PIN-dioodi piirajat kasutatakse madala müravõimendi (LNA) kaitsmiseks ja tugevate häirete signaalide LNA kahjustamise vältimiseks. Piiraja oleku jälgimine reaalajas saavutatakse transistori tuvastamise ahela kaudu. Kui piiraja on aktiveeritud, reguleeritakse edastusvõimsust automaatselt, et vältida häireid.
Toitehaldus: transistori lülitustoiteallika kasutamine tõhusa toiteallika saavutamiseks, vahelduvvoolu muundamine alalisvooluks dioodi alaldi kaudu, tagades satelliitterminalidele stabiilse toite.
3. Radarisüsteem
Vastuvõtja kaitse: PIN-dioodi piirajat kasutatakse vastuvõtja esiosa kaitsmiseks, vältides tugevate kajasignaalide kahjustamist LNA-d. Piiraja automaatne lähtestamine saavutatakse transistori juhtimisahela kaudu, mis võimaldab vastuvõtjal kiiresti oma tööoleku taastada.
Signaali töötlemine: Dioodmikserit kasutatakse vastuvõetud sihtmärgi kajasignaali segamiseks edastatud signaaliga, genereerides vahepealse sagedusega signaali. Sihtteabe eraldamiseks võimendage ja filtreerige vahesagedussignaali läbi transistori võimendi.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-transistor-2sd669.html