| 品牌:其它 | 規格:HWS1500-24 | 材質:HWS1500-24 |
| 產地:美國 |
HWS1500-24
1、切斷開關電源的供電電源
開關電源的供電,往往是經過端子排從儲能電容兩端,取得DC530V供電,或直接線路板銅箔引入。即使是後者,找出供電銅箔,臨時切斷,也非常簡便。
為開關電源獨立供電,整個主電路不供電,或供以低壓直流如DC24V,這樣上電整機試驗,就安全得多了。
2、臨時摘除直流回路的儲能電容
眾所周知,驅動電路或主電路異常時,所以會造成IGBT的損壞,乃時因為直流回路儲能電容的放電能量,將其摧毀。
過去幾年中,隨著射頻集成電路技術和係統結構的發展,移動電話中射頻部分的很多分立器件已被替換。為明顯的就是接收機中分立的低噪聲放大器(LNA)和中頻(IF)濾波器已經被集成到射頻集成電路中。可以預期各射頻模塊將逐步被集成到標準BiCMOS或CMOS集成電路中,但還是有幾類射頻元件的集成不太容易做到,其中就包括射頻濾波器。所有的移動電話都需要射頻濾波器以保護敏感的接收(Rx)信道,使之免受其他用戶的發送(Tx)信號及各種射頻源產生的噪聲幹擾。移動電話可能要求當Rx信號比幹擾信號強度低120dB時仍能工作。而前置放大器無法提供足夠小的互調以滿足這種要求。
體聲波(BAW)和薄膜腔聲諧振器(FBAR)濾波器被分別用來替代移動電話中的傳統射頻濾波器,因為目前其性能已超過表面波(SAW)濾波器,而且可以通過標準集成電路技術生產,價格競爭力。
天線和前置放大器之間高選擇性的射頻濾波器保證了只有正確的Rx波段內的信號被放大。分配給移動電話係統的頻段是從400MHz到2.2GHz;帶寬一般在20到75MHz之間。Tx波段低於Rx波段,但之間僅有20MHz的間隙。在20MHz這麼窄的過渡帶中,Rx濾波器從在相應的Tx波段上邊沿處有大於15dB的衰減,變化到在Rx波段下邊沿處有小於3dB的插入損耗。要實現這麼陡的沿,濾波器元件需要有極低的損耗,及很高的品質因數(Q),對於電抗元件,Q 400是的。選擇性射頻濾波器在移動電話的Tx信道中按規程也是需要的,以避免在規定波段以外發出射頻功率。這些Tx濾波器主要考慮的是不讓功率放大器把噪聲和Tx波段外的信號放大。GSM係統是時分復用的。GSM手機的天線用射頻開關在Rx和Tx信道之間來回切換。由於這種切換,在GSM係統中,接收和發送的信號相對易於相互隔離。與GSM不同,CDMA和W-CDMA及第三代(UMTS)標準都工作在全雙工模式,即電話同時在接收和發送信號。這樣的工作模式使得所謂的天線雙工器成為必需的器件。天線雙工器包括了用於Rx和Tx波段的高選擇性的濾波器,它要保證從功放送出的功率盡可能少的回饋到接收通道,並將從天線接收到的信號以盡可能少的衰減導入前置放大器。這種雙工器中採用SAW濾波器是有困難的,因為它要能處理高達2瓦的輸出功率,而且隨著自身發熱造成的溫度提升,要能維持正常的工作。而BAW/FBAR濾波器可以很好滿足這些應用,因為其品質因數可高達1500,可以處理達幾瓦的功率,而且頻率特性的溫度係數明顯低於SAW濾波器。
基本原理
BAW諧振器應用了MEMS工藝,以便將石英晶體的工作機理擴展到更高頻率。壓電層的典型厚度在幾個微米或更低。壓電層可以驅動一個駐聲波,其波長為壓電層和電極總厚度的兩倍。該駐聲波沿垂直方向傳播。因為淀積的壓電層的方向對厚度外延模式(TE)支持得好,所以採用了這一模式。在諧振頻率附近,電阻抗將發生強烈的變化。在BAW中,壓力場看起來與(單晶的)石英晶體很相似,但有更大一部分駐波位於電極和支撐層中。要將厚度外延模式的石英晶體的工作機制擴展到GHz範圍,直接的方法是將壓電層和電極作成膜結構,或做到一個薄的支撐膜層上。
這種用膜結構的方法產生的BAW器件需要淀積的層數是少的。這種方法的缺點是由於頂部有易碎的膜,從而造成晶片的處理很困難,此外還有其它一些魯棒性的問題。
為實現將聲波從襯底隔離開,還可以用聲波鏡來實現。用若幹聲阻抗高和低的層交替堆疊,且這些層的厚度都等於主諧振波長的1/4,這樣就構建了一個有效的聲波鏡。這種制鏡機理在光學中很普遍。在每個高阻抗層和低阻抗層之間的界面上,大部分的聲波被反射,又由於這些層的厚度是/4,因而反射波會按合適的相位疊加。這種類型的BAW被稱為固態裝配諧振器(SMR)。就魯棒性而言,SMR比膜結構的BAW要好很多。在劃片和裝配所需的各種標準工序中,沒有機械損壞的風險。壓電層和電極層上受到的層壓力也不會造成問題。對需要有很大功率承受能力的BAW而言,存在一條直接穿過鏡子的垂直傳熱通路是很有利的,這樣可以明顯降低對周圍環境的熱阻抗。SMR類的FBAR在用於IC集成時有很明顯的優點,因為它可以被嵌入到交替的金屬-氧化物堆中,而這種金屬-氧化物堆一般先進的IC工藝都可以提供。事實上,在IC工藝上集成SMR,總的工序和掩膜層數都得到節省。
BAW的制作
表面波器件只能做在象鉭酸鋰或鈮酸鋰這樣特殊的單晶基底上。而BAW器件可以做在可選的任意基底上,比如硅就可以做為很好的基底,因而可以直接利用主流IC制造廠現有的工藝、設備和基底結構。制作BAW所需的大多數工序可以直接在標準IC生產設備上完成,而不需要任何改變。光刻也不是問題,0.8微米的特徵尺寸就足夠了。一個BAW器件所需的光刻步驟在5個到10個之間。BAW中的缺陷密度也是次要問題,相當大的顆粒也不會導致諧振器失效。
關鍵的工序是足夠的壓電層淀積。
為實現將聲波從襯底隔離開,還可以用聲波鏡來實現。用若幹聲阻抗高和低的層交替堆疊,且這些層的厚度都等於主諧振波長的1/4,這樣就構建了一個有效的聲波鏡。這種制鏡機理在光學中很普遍。在每個高阻抗層和低阻抗層之間的界面上,大部分的聲波被反射,又由於這些層的厚度是/4,因而反射波會按合適的相位疊加。這種類型的BAW被稱為固態裝配諧振器(SMR)。就魯棒性而言,SMR比膜結構的BAW要好很多。在劃片和裝配所需的各種標準工序中,沒有機械損壞的風險。壓電層和電極層上受到的層壓力也不會造成問題。對需要有很大功率承受能力的BAW而言,存在一條直接穿過鏡子的垂直傳熱通路是很有利的,這樣可以明顯降低對周圍環境的熱阻抗。SMR類的FBAR在用於IC集成時有很明顯的優點,因為它可以被嵌入到交替的金屬-氧化物堆中,而這種金屬-氧化物堆一般先進的IC工藝都可以提供。事實上,在IC工藝上集成SMR,總的工序和掩膜層數都得到節省。
BAW的制作
表面波器件只能做在象鉭酸鋰或鈮酸鋰這樣特殊的單晶基底上。而BAW器件可以做在可選的任意基底上,比如硅就可以做為很好的基底,因而可以直接利用主流IC制造廠現有的工藝、設備和基底結構。制作BAW所需的大多數工序可以直接在標準IC生產設備上完成,而不需要任何改變。光刻也不是問題,0.8微米的特徵尺寸就足夠了。一個BAW器件所需的光刻步驟在5個到10個之間。BAW中的缺陷密度也是次要問題,相當大的顆粒也不會導致諧振器失效。
關鍵的工序是足夠的壓電層淀積。
BAW諧振器的性能還會受材料的其他幾種參數的間接影響。如果壓電材料有較高的熱傳導率,這將有助於提高濾波器處理大功率信號的能力。AlN是一種良好的熱導體。考慮到濕潤環境下器件的可靠性,材料的化學穩定性也是一個問題。ZnO的化學性質不穩定,而AlN則非常穩定,甚至在烈性的酸中也難以被腐蝕。還有一個需要優化的參數就是壓電層的擊穿電壓。這與介質材料的能帶隙有關,此外還與淀積材料的缺陷密度有關。
在工業應用中決定用何種壓電材料時,還有其他幾個問題要考慮。淀積設備應該是成熟而且可靠的。BAW很可能將在半導體廠內制作,這時會有一些嚴重的污染問題。在一個CMOS制造廠內,鋅、鉛、鋯都是極度危險的材料,因為在半導體器件中,它們會嚴重降低載流子壽命。與ZnO和PZT相比,使用A1N則沒有污染問題。應用於A1N的淀積凸輪轉子泵 設備已經有多家的半導體設備供應商可以提供,而用於ZnO的設備還做不到,用於PZT的就更沒有。盡管從理論上看AlN不是制作BAW的理想材料,但目前從性能和制造兩方面看,它卻是好的折衷。要做到較大的耦合係數,或者至少在某些應用中有足夠的耦合,這可能還需要幾年的改進。良好而且可靠的耦合係數是進一步研究BAW器件其他各種效應的先決條件。糟糕的耦合通常伴隨很糟的品質因數。如果Q值低於100~200,那麼有很多嚴重的問題將不能被研究清楚。可能的情況是,一個原型BAW諧振器會出現一些附加的諧振,這些附加的諧振不能用一維理論來解釋。這些“寄生模態”會嚴重破壞通帶的平坦。更糟的情況中,這些寄生模態可能太強,以致沒辦法通過電測量來提取材料參數。有一些凸輪轉子泵寄生模態與器件的側向效應有關,可以通過適當的設計來改善。還有一些寄生模態與層堆本身有關,這需要對相關頻率下在層堆中傳播的各種模態進行透徹的研究。
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