أول استخدام ناجح في العالم لدائرة كهربائية لتعويض التشوهات في الإشارات الكهربائية بسبب الحرارة

عندما تصبح الدوائر أصغر وأكثر كثافة بعناصر الدائرة، تصبح الخصائص الكهربائية للمكونات أكثر عرضة لتأثير الحرارة المتولدة. يوضح ريو إيشيكاوا وجونيتشي كيمورا وكازوهيكو هونجو من جامعة الاتصالات الكهربائية في تشوفو شي باليابان: "يعد التفاعل بين الظواهر الحرارية والكهربائية أحد أكثر المشكلات إزعاجًا في الدوائر المتكاملة التناظرية والرقمية".

يقدم الباحثون في هذا البحث تقريراً عن أول طريقة في العالم لتعويض المضطربين الخصائص الكهربائية باستخدام دائرة كهربائية تلغي تشويه الإشارة الناتج عن السلوك الحراري للترانزستور ثنائي القطب غير المتجانس. من المفترض أن يساعد هذا البحث في تصميم أجهزة مجهزة بشكل أفضل للتعامل مع تأثيرات الحرارة.

يتم تشويه الإشارة المعدلة عالية التردد بسبب السلوك الحراري من خلال ظواهر التشكيل البيني المعقدة، على الرغم من أن استجابة درجة الحرارة للدائرة تكون بطيئة. قام الباحثون بنمذجة التأثيرات الحرارية للترانزستور ثنائي القطب غير المتجانس في دائرة متكاملة باستخدام المقاومات الحرارية والمكثفات الحرارية. ال عناصر الدائرة تم ترتيبها في "دائرة سلمية" تشتمل على وحدات متكررة من المقاومات الحرارية والمكثفات الحرارية. لتعويض تشويه الإشارة على الدائرة المتكاملة، تم توصيل "دائرة سلمية" كهربائية.

على الرغم من أن صلاحية دائرة السلم الكهربائي لتعويض تشويه الإشارة قد تم تأكيدها بالفعل من خلال التجارب وعمليات المحاكاة، إلا أنه لا يوجد حتى الآن اشتقاق نظري للسلوك. اشتق هونجو وفريقه تعبيرات غير خطية تصف معلمات الدائرة، وحلوا التعبيرات باستخدام توسيعات السلسلة. تمت مقارنة النموذج بشكل جيد مع التجارب والمحاكاة.

توفر التجارب التي أجريت على مضخم طاقة الترانزستور ثنائي القطب غير المتجانس InGaP/GaAs الذي يعمل عند 1.95 جيجاهرتز تحققًا مقنعًا لتصميمها التحليلي، مما يؤكد على إمكانية تصميمها الدوائر التي تتعامل بشكل أفضل مع تأثيرات الحرارة.