רעאַליזאַטיאָן פון וויירליס סיסטעם ניצן רף מאַכט אַמפּלאַפייער שאָפער
דערווייַל, 8 וופּפּ און דויפעק ברייט מאַדזשאַליישאַן רף הויך-וואָולטידזש / הויך-מאַכט דריווערס קענען זיין איינגעזען אויף די יקער פון 1.2 וו 65 נם קמאָס טעכנאָלאָגיע. ין די אָפּערייטינג אָפטקייַט קייט פון 0.9 צו 3.6 גהז, די שפּאָן קענען צושטעלן אַ מאַקסימום רעזולטאַט סווינג פון 8.04 וופּפּ צו אַ 50Ω מאַסע ביי אַ 9 וו אַפּערייטינג וואָולטידזש. דאָס אַלאַוז קמאָס דריווערס צו גלייך פאַרבינדן און פאָר מאַכט טראַנזיסטערז אַזאַ ווי לדמאָס און גאַנ. די מאַקסימום אַנטי-קעגנשטעל פון דעם שאָפער איז 4.6Ω. די פליכט ציקל קאָנטראָל קייט געמאסטן ביי 2.4 גהז איז 30.7% צו 71.5%. דורך ניצן אַ נייַ מאָנדע אַקסייד שיכטע דריינג פאַרלענגערונג מאָס מיטל, דער שאָפער קענען דערגרייכן פאַרלאָזלעך הויך וואָולטידזש אָפּעראַציע, און דעם נייַ מיטל טוט נישט דאַרפן נאָך קאָס ווען ימפּלאַמענאַד דורך קמאָס טעכנאָלאָגיע.
מאָדערן וויירליס כאַנדכעלד קאָמוניקאַציע ראַדיאָס (אַרייַנגערעכנט ראַדיאָ אָפטקייַט (רף) מאַכט אַמפּלאַפייערז (פּאַ)) זענען אַלע ימפּלאַמענאַד אין טיף סובמיקראָן קמאָס. אין וויירליס ינפראַסטראַקטשער סיסטעמען, ווייַל פון די נויט פֿאַר גרעסערע רעזולטאַט מאַכט לעוועלס, עס איז נייטיק צו דערגרייכן RF PA דורך סיליציום לדמאָס אָדער כייבריד טעקנאַלאַדזשיז (אַזאַ ווי GaA און מער אַוואַנסירטע GaN). פֿאַר די ווייַטער דור פון רעקאָנפיגוראַבלע ינפראַסטראַקטשער סיסטעמען אין אנדערע ווערטער, די באַשטימען מאָדע פּאַ (סמפּאַ) מיינט צו צושטעלן די פארלאנגט בייגיקייט און הויך פאָרשטעלונג פֿאַר מאַלטי-באַנד מאַלטי-מאָדע טראַנסמיטערז. אָבער, צו פאַרבינדן די הויך-מאַכט טראַנזיסטערז געניצט אין די סמפּאַ פון די באַזע סטאַנציע צו אַלע די דיגיטאַל קמאָס מאַדזשולז פון די טראַנסמיטער, אַ בראָדבאַנד רף קמאָס דרייווער איז טויגעוודיק צו דזשענערייט אַ הויך וואָולטידזש (הוו) מאַך. דאָס קען נישט בלויז דערגרייכן אַ בעסער טראַנזיסטאָר פאָרשטעלונג מיט הויך מאַכט, אָבער קענען אויך נוצן דיגיטאַל סיגנאַל פּראַסעסינג צו קאָנטראָלירן די פארלאנגט סמפּאַ ינפּוט דויפעק וואַוועפאָרם און דערמיט ימפּרוווינג די קוילעלדיק פאָרשטעלונג פון די סיסטעם.
פּלאַן אַרויסרופן
די אַרייַנשרייַב קאַפּאַסאַטאַנס פון לדמאָס אָדער גאַן סמפּאַ איז יוזשאַוואַלי עטלעכע פּיקאָפאַראַדס און מוזן זיין געטריבן דורך אַ דויפעק סיגנאַל מיט אַ אַמפּליטוד העכער ווי 5 וופּפּ. דעריבער, די SMPA קמאָס דרייווער דאַרף צושטעלן הויך-וואָולטידזש און וואַט-מדרגה רף מאַכט. צום באַדויערן, טיף סאַב-מייקראַן קמאָס אָפפערס פילע טשאַלאַנדזשיז פֿאַר די רעאַליזיישאַן פון הויך-וואָולטידזש און הויך-מאַכט אַמפּלאַפייערז און דריווערס, ספּעציעל די גאָר נידעריק מאַקסימום אַפּערייטינג וואָולטידזש (ד"ה נידעריק ברייקדאַון וואָולטידזש געפֿירט דורך רילייאַבילאַטי ישוז) און פּאַסיוו פּאַסיווז מיט גרויס לאָססעס. דעוויסעס (פֿאַר בייַשפּיל פֿאַר ימפּידאַנס טראַנספאָרמאַציע).
יגזיסטינג סאַלושאַנז
עס זענען נישט פילע מעטהאָדס פֿאַר ימפּלאַמענינג הויך וואָולטידזש סערקאַץ. טעכניש סאַלושאַנז (אַזאַ ווי מאַלטי-טויער אַקסייד) וואָס קענען פאַרשטיין הויך-וואָולטידזש טאָלעראַנץ טראַנזיסטערז קענען זיין געוויינט, אָבער די קאָסטן איז אַז די פּראָדוקציע פּראָצעס איז טייַער, און נאָך מאַסקס און פּראַסעסינג סטעפּס מוזן זיין מוסיף צו די באַסעלינע קמאָס פּראָצעס. לייזונג איז נישט ידעאַל. אין אַדישאַן, אין סדר צו רילייאַבלי פאַרגרעסערן די הויך וואָולטידזש טאָלעראַנץ, אַ קרייַז סכעמע קענען נוצן בלויז נאָרמאַל באַזע שורה טראַנזיסטערז (ניצן דין / דיק אַקסייד דעוויסעס). אין די רגע אופֿן, מיטל סטאַקינג אָדער סעריע קאַטאָודז זענען די מערסט פּראָסט ביישפילן. אָבער, די קאַמפּלעקסיטי און פאָרשטעלונג פון RF האָבן גרויס לימיטיישאַנז, ספּעציעל ווען די נומער פון סעריע-פארבונדן קאַטאָוד (אָדער סטאַקט) דעוויסעס ינקריסיז צו 2 אָדער מער. אן אנדער וועג צו ינסטרומענט הויך וואָולטידזש סערקאַץ איז צו נוצן פליסן-עקסטענדעד פעלד ווירקונג טראַנזיסטערז (עדמאָס) אין באַסעלינע קמאָס טעכנאָלאָגיע ווי דיסקרייבד אין דעם אַרטיקל.
ניו לייזונג
די דריינאַס עקסטענסיאָן מיטל איז באזירט אויף ינטעליגענט וויירינג טעכנאָלאָגיע, וואָס נוץ פון די מעקייַעם פון זייער פייַן דימענשאַנז אין די ACTIVE (סיליציום), STI (אַקסייד) און GATE (פּאַליסיליקאָן) געגנט, און די נוצן פון באַסעלינעס אָן נאָך קאָס טיף סאַב-מייקראַן קמאָס טעכנאָלאָגיע ריאַלייזיז צוויי הויך-וואָולטידזש טאָלעראַנץ טראַנזיסטערז, PMOS און NMOS. כאָטש די RF פאָרשטעלונג פון די EDMOS דעוויסעס איז פאקטיש נידעריקער קאַמפּערד מיט נאָרמאַל טראַנזיסטערז ניצן דעם פּראָצעס, זיי קענען נאָך זיין געניצט אין די גאנצע הויך-וואָולטידזש קרייַז ווייַל פון די ילימאַניישאַן פון וויכטיק אָנווער מעקאַניזאַמז פֿאַרבונדן מיט אנדערע הוו עקוויוואַלענט סערקאַץ (אַזאַ ווי סעריע קאַטאָודז. ) צו דערגרייכן העכער קוילעלדיק פאָרשטעלונג.
דער הויך וואָולטידזש קמאָס דרייווער טאַפּאַלאַדזשי דיסקרייבד אין דעם אַרטיקל ניצט עדמאָס דעוויסעס צו ויסמיידן די מיטל סטאַקינג. די RF CMOS דרייווערין אַדאַפּט די דין אַקסייד עדמאָס דעוויסעס און איז מאַניאַפאַקטשערד דורך אַ 65 נם נידעריק סטאַנדביי מאַכט באַסעלינע קמאָס פּראָצעס, און קיין נאָך מאַסקע טריט אָדער פּראַסעסאַז זענען פארלאנגט. פֿאַר PMOS און NMOS, די FT געמאסטן אויף די דעוויסעס ריספּעקטיוולי ריספּעקטיוולי 30 GHz און 50 GHz, און זייער ברייקדאַון וואָולטידזש איז לימיטעד צו 12 וו. הויך-גיכקייַט קמאָס דריווערס האָבן אַנפּרעסידענטידלי אַטשיווד אַ רעזולטאַט מאַך פון 8 וופּפּ אַרויף צו 3.6 גהז. אַזאַ אַ ברייט באַנד גאַפּ-באזירט סמפּאַ גיט דרייווינג.
פיגורע 1 איז אַ סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון דער סטרוקטור פון דער שאָפער דיסקרייבד דאָ. דער רעזולטאַט בינע כולל אַן עדמאָס-באזירט ינווערטער. עדמאָס דעוויסעס קענען זיין דירעקט געטריבן דורך נידעריק-וואָולטידזש הויך-גיכקייַט נאָרמאַל טראַנזיסטערז, וואָס סימפּלאַפייז די ינאַגריישאַן פון די פּראָדוקציע בינע און אנדערע דיגיטאַל און אַנאַלאָג קמאָס סערקאַץ אויף אַ איין שפּאָן. יעדער עדמאָס טראַנזיסטאָר איז געטריבן דורך אַ טייפּערד באַפער (באַפער א און ב אין פיגורע 1) ימפּלאַמענאַד דורך 3 קמאָס ינווערטער סטאַגעס. די צוויי באַפערז האָבן פאַרשידענע דק לעוועלס צו ענשור אַז יעדער CMOS ינווערטער קענען אַרבעטן סטאַבלי אין אַ וואָולטידזש פון 1.2 וו (לימיטעד דורך טעכנאָלאָגיע, וואָס איז VDD1-VSS1 = VDD0-VSS0 = 1.2 V). כּדי צו נוצן פאַרשידענע מאַכט צושטעלן וואָולטידזשאַז און לאָזן די זעלבע אַק אָפּעראַציע, די צוויי באַפערז האָבן פּונקט די זעלבע סטרוקטור און זענען געבויט אין אַ באַזונדער טיף N-Well (DNW) שיכטע. דער רעזולטאַט סווינג פון דער שאָפער איז באשלאסן דורך VDD1-VSS0, און יעדער ווערט וואָס קען נישט יקסיד די מאַקסימום ברייקדאַון וואָולטידזש פון די EDMOS מיטל קענען זיין סעלעקטעד אין דעם ווינטשן, בשעת די אָפּעראַציע פון די ינערלעך שאָפער בלייבט אַנטשיינדזשד. די דק מדרגה יבעררוק קרייַז קענען באַזונדער די ינפּוט סיגנאַל פון יעדער באַפער.
פיגורע 1. סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון רף קמאָס פאָר קרייַז און קאָראַספּאַנדינג וואָולטידזש וואַוועפאָרמס.
אן אנדער פונקציע פון די קמאָס דרייווער איז צו קאָנטראָלירן די דויפעק ברייט פון דער רעזולטאַט קוואַדראַט כוואַליע, וואָס איז איינגעזען דורך די דויפעק ברייט מאַדזשאַליישאַן (PWM) דורך בייטאַבאַל טויער טעכנאָלאָגיע. פּוום קאָנטראָל העלפּס צו דערגרייכן פייַן-טונינג און טונינג פאַנגקשאַנז און דערמיט ענכאַנסינג די פאָרשטעלונג פון אַוואַנסירטע סמפּאַ דעוויסעס. די פאָרורטייל מדרגה פון דער ערשטער ינווערטער (M3) פון די באַפערז A און B קענען מאַך אַרויף / אַראָפּ די רף סינוסאָידאַל ינפּוט סיגנאַל מיט דערמאָנען צו די באַשטימען שוועל פון די ינווערטער זיך. די ענדערונג פון די פאָרורטייל וואָולטידזש וועט טוישן די רעזולטאַט דויפעק ברייט פון די ינווערטער מ 3. דערנאָך, די PWM סיגנאַל וועט זיין טראַנסמיטטעד דורך די אנדערע צוויי ינווערטערז M2 און M1 און קאַמביינד אין די רעזולטאַט בינע (EDMOS) פון די RF דרייווער.
אונדזער אנדערע פּראָדוקט:
