Lần đầu tiên trên thế giới sử dụng thành công mạch điện để bù cho sự biến dạng tín hiệu điện do nhiệt

Khi các mạch trở nên nhỏ hơn và có nhiều phần tử mạch hơn, đặc tính điện của các bộ phận trở nên dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt sinh ra. Ryo Ishikawa, Junichi Kimura và Kazuhiko Honjo từ Đại học Điện truyền thông ở Chofu-shi, Nhật Bản giải thích: “Sự tương tác giữa các hiện tượng nhiệt và điện là một trong những vấn đề rắc rối nhất trong các mạch tích hợp tương tự và kỹ thuật số”.

Trong bài báo này, các nhà nghiên cứu báo cáo về phương pháp đầu tiên trên thế giới để bù đắp cho sự xáo trộn Đặc điểm điện từ bằng cách sử dụng một mạch điện có khả năng loại bỏ hiện tượng méo tín hiệu gây ra bởi đặc tính nhiệt của bóng bán dẫn lưỡng cực dị vòng. Nghiên cứu này sẽ giúp thiết kế các thiết bị được trang bị tốt hơn để xử lý các hiệu ứng nhiệt.

Tín hiệu tần số cao được điều chế bị biến dạng do hoạt động nhiệt thông qua hiện tượng xuyên điều chế phức tạp, mặc dù phản ứng nhiệt độ của mạch chậm. Các nhà nghiên cứu đã mô hình hóa hiệu ứng nhiệt của bóng bán dẫn lưỡng cực dị vòng trong mạch tích hợp sử dụng điện trở nhiệt và tụ điện nhiệt. Các phần tử mạch được sắp xếp theo một 'mạch bậc thang' bao gồm các đơn vị lặp lại của điện trở nhiệt và tụ điện nhiệt. Để bù lại độ méo tín hiệu trên mạch tích hợp, một 'mạch thang' điện đã được kết nối.

Mặc dù hiệu lực của mạch thang điện để bù lại sự biến dạng tín hiệu đã được xác nhận bằng các thí nghiệm và mô phỏng, nhưng cho đến nay vẫn chưa có một dẫn xuất lý thuyết nào cho hành vi này. Honjo và nhóm của ông đã rút ra các biểu thức phi tuyến mô tả các tham số mạch và giải các biểu thức bằng cách sử dụng các chuỗi mở rộng. Mô hình được so sánh tốt với các thí nghiệm và mô phỏng.

Các thử nghiệm cho bộ khuếch đại công suất bóng bán dẫn lưỡng cực dị vòng InGaP/GaAs hoạt động ở tần số 1,95GHz mang lại sự xác thực thuyết phục cho thiết kế phân tích của chúng, nhấn mạnh tiềm năng của nó trong thiết kế Chu trình đối phó tốt hơn với các hiệu ứng nhiệt.