John Bai, HPI BU 마케팅 이사, Diodes
IoT 또는 핸드헬드 기기의 경우 매우 낮은 전력 소비를 달성하는 것이 필수적이다. 이로 인해 도체의 전력 손실이 전압 제곱에 비례하기 때문에 전자 기기의 전원 공급 전압을 낮추는 추세가 증가하고 있다.
구체적으로, 설계자들은 가능한 한 3.3V의 더 높은 전압 대신 1.8V 전압 레일로 이동하고 있다. 이를 통해 전력 소비를 45%까지 줄이는 게 가능하다. 배터리에서 소모되는 전력이 줄어들면서 충전 간 시간이 늘어나므로 더 작고 가벼운 배터리를 사용하게 된다.
이 글에서는 고속 멀티플렉서/디멀티플렉서 스위치라는 제품 영역을 살펴보고, Diodes Incorporated(Diodes)의 PI2DBS16212A가 신호 무결성을 손상시키지 않고 1.8V를 지원하는 방법을 설명합하고자 한다.
멀티플렉서/디멀티플렉서 요구 사항
멀티플렉서(mux)는 아날로그 또는 디지털일 수 있는 여러 전자 신호 중에서 선택하고 선택한 신호를 하나의 출력으로 전달하는 데 사용된다. 보완 구성 요소는 디멀티플렉서(demux)로, 단일 입력을 받아 여러 옵션 중에서 선택한 하나의 출력으로 라우팅한다.
디지털 데이터에서 멀티플렉서와 디멀티플렉서를 사용하면 여러 신호를 단일 데이터 경로로 독립적으로 라우팅할 수 있다. 예를 들어 “시간 분할 멀티플렉싱”을 사용하여 각 신호가 미리 합의된 시간 간격 동안 차례로 회선을 사용하는 방식을 관리한다.
실제로, 단일 소자는 양방향 작동을 제공할 수 있는 기능을 갖추고 있으므로 멀티플렉서와 디멀티플렉서로 모두 사용할 수 있다. 고성능 컴퓨팅 애플리케이션에서는 신호 무결성을 유지하면서 매우 빠른 속도로 직렬 디지털 데이터를 처리할 수 있는 고속 멀티플렉서/디멀티플렉서 스위치가 필요하다.
다이오드의 장점
이러한 요구 사항을 충족하는 고속, 저전력 멀티플렉서/디멀티플렉서인 PI2DBS16212A 의 양방향 작동은 차동 신호 경로 멀티플렉서와 디멀티플렉서로 모두 작동할 수 있다. 두 채널에 대해 2대 1 스위칭을 제공하여 설계자의 유연성을 높여준다.
P12DBS16212A는 빠른 14GHz -3dB 대역폭 덕분에 최대 20Gbps의 데이터 전송 속도를 지원한다. 이를 통해 PCIe 4.0®, USB 3.2 Gen1, USB 3.2 Gen2, 10GE, Thunderbolt 4™, SAS3.0®, SATA3.0®을 포함한 최신 고속 직렬 프로토콜에 적합하다.
전력 소비를 최소화하기 위해 PI2DBS16212A는 1.8V 공급 전압을 사용하고 일반적으로 200µA만 소모한다. 이 소자는 작은 24핀 TQFN 패키지로 제공되므로 공간이 좁은 휴대용 애플리케이션에 이상적이다.
멀티플렉서/디멀티플렉서의 뛰어난 전기적 특성으로 인해 신호 무결성이 유지된다. 여기에는 낮은 삽입 손실(-1.25dB at 10GHz), 낮은 반사 손실(-12dB at 10GHz), -40dB의 차등 크로스토크(일반적으로 주파수에 따라 다름)가 포함된다. 비트 간 스큐는 10ps(최대), 채널 간 스큐는 20ps(최대), 전파 지연은 50ps(최대)이다.
저전압 설계가 점점 더 인기를 얻고 높은 데이터 전송 속도가 일반화됨에 따라 이러한 종류의 멀티플렉서/디멀티플렉서 스위치는 오늘날의 휴대형 배터리 구동 제품에 필요한 빠른 속도와 뛰어난 신호 무결성을 제공합니다.
