[cismoll 13]

Здравствуйте.

Наткнулся вот на такие GaN переключали, заявленные как pin-диодные: https://www.pasternack.com/pages/RF-Microwave-and-Millimeter-Wave-Products/gan-high-power-pin-diode-switches.html

Производитель указывает рабочую полосу частот, начинающуюся от постоянного тока. Однако известно (по крайней мере я всегда так думал), что pin-диоды не могут работать на постоянном токе в силу особенностей структуры и необходимости использовать блокирующие конденсаторы в схеме, да и для низких частот до, условно, единиц МГц они в массе своей тоже не сильно подходят.

Возникла мысль, что, возможно, это такой трюк, как в своё время делала Hittite, что под DC подразумевались какие-то низкие частоты, что-то вроде от 10 МГц. И в пастернаковских даташитах на графиках ГГц-шкала начинается с 0.0, что формально не несёт никакой информации о частотах с 0 до 99 МГц.

Но при этом и служба поддержки подтверждает, что можно использовать хоть на постоянном токе, хоть на килогерцах, хоть как. Таким образом это больше похоже на HEMT GaN переключатели, такие, как описаны тут: https://www.microwavejournal.com/articles/38329-the-use-of-gan-rf-switches-in-high-power-radio-design?page=2

и тут: https://www.qorvo.com/products/p/TGS2355-SM

Но зачем такому уважаемому производителю вводить людей в заблуждение. Да, не сильно принципиально, что там внутри... Но всё же любопытно.

И поэтому вопрос в следующем: если это всё-таки pin-диоды, то может быть у уважаемых форумчан есть какие-то идеи, что они могут из себя представлять, как это может быть устроено внутри?

[HardEgor 66]

4 часа назад, cismoll сказал:

И поэтому вопрос в следующем: если это всё-таки pin-диоды, то может быть у уважаемых форумчан есть какие-то идеи, что они могут из себя представлять, как это может быть устроено внутри?

ЗАО «Светлана-Электронприбор» писала в 2013 году про SiC pin-диоды:

Для разработки pin-диодов на основе SiC использовались SiC эпитаксиальные p+-ni-n+
структуры фирмы ASCATRON с параметрами эпитаксиальных слоев: p+ слой 1 мкм,
2×10*19 см-3; ni слой 10 мкм, 1×10*14 см-3; n+-подложка 4H-SiC 0,02 Ом×см. В ЗАО
«Светлана-Электронприбор» разработана оригинальная конструкция pin-диодов и создана
базовая технология их изготовления, позволяющая получать контакты с хорошей адгезией
к SiC и с удельным сопротивлением (6÷7)×10-6 Ом×см2 к p+- типу и 1×10-4 Ом×см2 к n+-
типу. Изготовленные по этой технологии диоды имеют для разных типов приборов
пробивное напряжение около 900 В при обратном токе 1 мкА, сопротивление 1÷5 Ом при
100 мА, ёмкость от 0,35 до 0,03 пФ при обратном напряжении 40В. Время обратного
восстановления в режимах Iпр/Iобр 10мА/10мА зависит от типа прибора и лежит в
диапазоне (25÷190) нс.

[Pubzor 0]

1 час назад, HardEgor сказал:

ЗАО «Светлана-Электронприбор» писала в 2013 году про SiC pin-диоды:

Для разработки pin-диодов на основе SiC использовались SiC эпитаксиальные p+-ni-n+
структуры фирмы ASCATRON с параметрами эпитаксиальных слоев: p+ слой 1 мкм,
2×10*19 см-3; ni слой 10 мкм, 1×10*14 см-3; n+-подложка 4H-SiC 0,02 Ом×см. В ЗАО
«Светлана-Электронприбор» разработана оригинальная конструкция pin-диодов и создана
базовая технология их изготовления, позволяющая получать контакты с хорошей адгезией
к SiC и с удельным сопротивлением (6÷7)×10-6 Ом×см2 к p+- типу и 1×10-4 Ом×см2 к n+-
типу. Изготовленные по этой технологии диоды имеют для разных типов приборов
пробивное напряжение около 900 В при обратном токе 1 мкА, сопротивление 1÷5 Ом при
100 мА, ёмкость от 0,35 до 0,03 пФ при обратном напряжении 40В. Время обратного
восстановления в режимах Iпр/Iобр 10мА/10мА зависит от типа прибора и лежит в
диапазоне (25÷190) нс.

И где здесь хоть слово про постоянный ток?

По теме. Почему это pin-диоды не могут работать на постоянном токе? Сами по себе могут. А вот переключатель - уже интересней. Т.к. необходимо блокировать питание, а это уже DC, одного канала от другого, для чего нужны конденсаторы.

[cismoll 13]

44 minutes ago, Pubzor said:

Почему это pin-диоды не могут работать на постоянном токе?

Ой, да, это я криво выразился. Конечно, могут и работают, так как с его помощью задаётся рабочая точка. Я имел в виду, что коммутировать постоянный ток pin-диодом это сама по себе абсурдная идея. Не говоря уже о том, что да:

44 minutes ago, Pubzor said:

Т.к. необходимо блокировать питание, а это уже DC, одного канала от другого, для чего нужны конденсаторы.

 

Кроме того, в даташите указана скорость переключения порядка 100 нс, что ограничивает снизу рабочую частоту величиной 5 МГц. И это как будто говорит в пользу вот такого предположения:

7 hours ago, cismoll said:

И в пастернаковских даташитах на графиках ГГц-шкала начинается с 0.0, что формально не несёт никакой информации о частотах с 0 до 99 МГц.

 

[Boriskae 1]

Вообще непонятно, как используя двухполюсные переключательные элементы (без дополнительного управляющего контакта), можно сделать переключатель работающий от постоянного тока. 

[soldat_shveyk 2]

UM2100 - PIN диоды с временем жизни носителей 25 мкс. До постоянного тока не дотягивают, но работают на очень низких частотах

[cismoll 13]

49 minutes ago, soldat_shveyk said:

UM2100 - PIN диоды с временем жизни носителей 25 мкс. До постоянного тока не дотягивают, но работают на очень низких частотах

Да, в том-то и дело, что каким широким ни сделаешь i-слой, всё равно, как верно было замечено выше:

3 hours ago, Boriskae said:

Вообще непонятно, как используя двухполюсные переключательные элементы (без дополнительного управляющего контакта), можно сделать переключатель работающий от постоянного тока. 

21 hours ago, Pubzor said:

Т.к. необходимо блокировать питание, а это уже DC, одного канала от другого, для чего нужны конденсаторы.

 

Я попробовал дальше пообщаться со службой поддержки, но, разумеется, более конкретные технические сведения они предоставлять не захотели. Таким образом, пока что это такой очень недешёвый кот в мешке. Либо pin-диодный, но не от DC. Либо транзисторный, но зачем указывать про диоды.

[khach 33]

Это не пин-диоды, это специальные нитридные HEMT транзисторы- с широким затвором. Широкий затвор имеет большую емкость, поэтому как усилительный прибор такой транзистор работать не может, зато отлично работает коммутатором сток- исток, когда на затвор подается постоянка. Сток и исток у коммутаторных транзисторов симметричен по конструкции.

Такой класс приборов раньше просто не существовал- на арсениде нормально открытыте HEMT не могли коммутировать больших ВЧ мощностей в силу конструкции затвора. А на нитридах это получилось. Поэтому продажники не знают в какую категорию эти устройства пихать- это и не ПИН, и не МЕМС и к транзисторам усилительным не относится.

зы. qorvo ни про какие ПИН не говорит- просто GaN switches https://eu.mouser.com/new/qorvo/qorvo-gan-switches/

[cismoll 13]

44 minutes ago, khach said:

к транзисторам усилительным не относится.

44 minutes ago, khach said:

Поэтому продажники не знают в какую категорию эти устройства пихать- это и не ПИН, и не МЕМС и к транзисторам усилительным не относится.

Да, это всё понятно, но, насколько мне известно, переключатели на транзисторах изобрели давным-давно, по крайней мере сильно раньше этих, заявленных как новые, переключателей, поэтому такое... смятение продажников выглядит странным.

44 minutes ago, khach said:

на арсениде нормально открытыте HEMT не могли коммутировать больших ВЧ мощностей в силу конструкции затвора. А на нитридах это получилось.

А, ну если так. Но High Power GaN HEMT по-моему вполне понятно, скромно и со вкусом 🙂 Это я, разумеется, не спорю с вами, просто первое, что приходит в голову, особенно после этой статьи: https://www.microwavejournal.com/articles/38329-the-use-of-gan-rf-switches-in-high-power-radio-design?page=2. Первые научные статьи на эту тему датируются 2012 годом.

Но если это на самом деле HEMT, а не диоды и всюду просто врут про DC!

Ну ладно. Я затеял эту тему на предмет того, что вдруг где изобрели какие-то особые pin-диоды или под этим понятием стали подразумевать что-то еще, похожее, но не очень. Но, видимо, тут просто у Pasternack плохая коммуникация между разработчиками и продажниками. И всё-таки удивительно, что вполне серьёзная фирма выдаёт такое.

[khach 33]

У нитрида все достаточно плохо с физикой с вариантом- PiN диода- время жизни носителей маленькое. И проводящая подложка- тоже проблема. Поэтому вертикальных устройств мало пока. Из экзотики- в прошлом году японцы на нитриде Impatt  (ЛПД) диод сделали и сразу получили ватты в импульсе на гигагерцах. Материал конечно дубовый, многое выдерживает по сравнению с другими полупроводниками. Может и вертикальные свичи будут на большие мощности как побочный продукт силовой нитридной электроники- там как раз вертикальные приборы более распространены чем в СВЧ.

[cismoll 13]

13 hours ago, khach said:

У нитрида все достаточно плохо с физикой с вариантом- PiN диода- время жизни носителей маленькое.

А где можно про это почитать? Может быть у вас есть под рукой статьи?

Никак не найду ничего, где были бы даны точные цифры. Нашёл только одну публикацию, где по графикам можно оценить время переключения порядка 100 нс, что не так уж и мало.

document.pdf