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通往5G之路:新兴5G市场上高频板材的机遇与选型(SCT3022KL SCT2120AF)

作者: 发布时间:2019/4/2 来源:源芯商城 浏览量:11 相关关键词: 罗姆ROHM Sic MOSFET碳化硅专家(SCT3022KL SCT2120AF)

5G的本质驱动力主要来自于市场对数据速率的需求,无论是VR、VR还是AI都需要很高的数据容量与速率来实现,4G中简单的语音、视频通信已经无法满足这类需求。如图1是思科对视觉网络指数的预测报告,可以看出2021年比2020年的数据增长量就已经是2016年全年数据量的两倍,在如此大的数据增长速率下,原有的网络结构与设施已经很难满足要求。此外,由于物流网等其他通信设施的需求增长,以及使用智能手机的人数也在增加,导致网络接入的用户需求量也在增加,因此架构5G网络是大势所趋。

 

图1  思科视觉网络指数报告

 

那么什么是5G?5G是可以随时随地满足爆发式数据需求的网络,如图2是IMT-2020定义的5G应用的三个主要领域,分别是增强型移动宽带网(enhanced Mobil Broadband,EMBB)、大规模机器通信网络(massive Machine-Type Communications, MMTC)与高可靠低延时通信网(Ultra-Reliable Low Latency, URLLC)。其中,EMBB可以通过改善数据速率、频谱效率和现有网络的移动特性为人们带来几个Gbps的宽带家庭固网服务或移动增强现实服务(AR/VR等);MMTC通过改善连接密度与网络节能效率为工业、医疗与物联网提供服务;URLLC提供低延时与高峰值速率的改善,为车联网与远程医疗等应用提供服务。

 

图2  5G应用的三个主要领域

 

在中国,运营商在积极布置6GHz以下的大规模多入多出(massive MIMO)系统,日本、韩国以及北美也进入了5G建设。这些技术主要为人类带来全连接的智慧城市,例如所有的电表、水表甚至垃圾箱,都会实现智能数据服务。

 

5G无线网络在移动和固网中会使用较高频段,ROGERS公司现有的RO3003可以满足电气性能的要求,尤其是使用压延铜的时候,它保证了较低的导体损耗,这款材料已经广泛应用在了77GHz的汽车雷达上,这也进一步说明它可以在微波频段被应用到7、80GHz左右的频率以上。低导体损耗的玻璃编织布增强型的同类产品,例如CLTE-AT也能够通过使用光滑的铜箔提供类似的电气性能,并能降低加工成本。而RO4000材料使用LoPro技术,能提供较低损耗同时保持低成本,虽然它的损耗没有PTFE类材料那么低,但由于它的低成本使得它通常被用在低于40GHz的频段应用上。

 

5G网络中的大规模MIMO系统是普遍应用的技术,由于为了缩小尺寸或方便加工的需要,这个技术会普遍采用多层板的设计,下面介绍多层板材料的选型。在6GHz以下的网络中推荐使用RO4350BRO4835两款材料,不仅由于它们是热固型树脂便于做多层板加工,更因为它们的Dk在3.5左右,比较适中,适合用来兼容功放与天线设计。同时,RO4730G3也是一款可以使用的材料,它的Dk偏低在3.0左右,可以在高频应用中带来更宽的线宽与更低的导体损耗。若是工作在30GHz的微波频段,也可以使用RO4000材料,但必须使用LoPro铜箔才能保证在微波频段的损耗。若是工作在70-80GHz的材料,则推荐RO3003和CLTE-AT之类的材料,它们能够带来更低的损耗,一方面是因为它们的介质损耗本身比较低,另一方面是它们的Dk在3.0左右具有更低的导体损耗。此外,若是对更低损耗的材料感兴趣,那么Rogers公司也提供RT/duroid 5880、Diclad 880和RT/duroid 5880LZ以供选择,这些材料是PTFE基材,本身的介质损耗就比较低,Dk在2.2左右又具有更低的导体损耗,不过需要注意的是,RT/duroid 5880与Diclad 880不能用于多层板设计,因为它们Z轴的热膨胀系数较大。

 

物联网包罗万象,很多会只使用FR4类板材,但是一些对射频环境或节省功率方面要求比较严苛的应用,会需要比FR4更低损耗的板材,这些材料Rogers公司也有提供。

                                                   

授权代理品牌罗姆ROHM Sic MOSFET碳化硅专家

                                        

型号

支持车载极性(AEC-Q101)

极性(Ch)

VDSS(V)

ID

PD (W)(TC=25°C)

RDS(on)
TYP. (mΩ)VGS=18v

Qg
Typ. (nC)
VGS=18v

驱动电压(V)

封装

第2代 Sic MOSFET

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SCH2080KE

        -

    N

1,200

40

262

80

106

18

TO-247

SCT2080KE

        -

    N

1,200

40

263

80

106

18

SCT2080KEAHR

       YES

    N

1,200

40

264

80

106

18

SCT2160KE

        -

    N

1,200

22

165

160

62

18

SCT2160KEAHR

       YES

    N

1,200

22

165

160

62

18

SCT2280KE

        -

    N

1,200

14

108

280

35

18

SCT2280KEAHR

       YES

    N

1,200

14

108

280

35

18

SCT2450KE

        -

    N

1,200

10

85

450

27

18

SCT2450KEAHR

       YES

    N

1,200

10

85

450

27

18

SCT2750NY

        -

    N

1,700

5.9

57

750

17

18

TO-268-2L

SCT2H12NY

        -

    N

1,700

4

44

1,150

14

18

SCT2H12NZ

        -

 

1,700

3.7

35

1,150

14

18

TO-3PFM

第3代 Sic MOSFET

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SCT3017AL

        -

    N

650

118

427

17

172

18

TO-247N

SCT3022AL

        -

    N

650

93

339

22

133

18

SCT3030AL

        -

    N

650

70

262

30

104

18

SCT3060AL

        -

    N

650

39

165

60

58

18

SCT3080AL

        -

    N

650

30

134

80

48

18

SCT3120AL

        -

    N

650

21

103

120

38

18

SCT2120AF

        -

    N

650

29

165

120

61

18

TO-220AB

SCT3022KL

        -

    N

1200

95

427

22

178

18

TO-247N

SCT3030KL

        -

    N

1200

72

339

30

131

18

SCT3040KL

        -

    N

1200

55

262

40

107

18

SCT3080KL

        -

    N

1200

31

165

80

60

18

SCT3160KL

        -

    N

1200

17

103

160

42

18

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