2018년 출시 이후 5세대 (5G) 셀룰러 라디오 주파수 (RF) 통신 프로토콜은 개인 사용자가산업용 기계, 클라우드 컴퓨팅 서버는 데이터를 전송 및 수신합니다. 국제 이동 통신 2020 (IMT-2020) 의 요구 사항을 충족하기 위해,제3세대 파트너십 프로젝트 (3GPP) 는 5G 표준을 개발했습니다., 이는 이전 4G 표준보다 10~100배 빠른 10Gbps의 데이터 전송 속도를 지정합니다.이 표준은 또한 영역 단위당 대역폭을 1000배 증가시켜 영역 내에서 연결된 장치의 수를 최대 100배 증가시킬 수 있도록 요구합니다.동시에, 조직은 베이스 스테이션과 연결된 장치의 에너지 소비를 줄이는 동시에 99.999%의 네트워크 가용성을 달성하는 것을 강조합니다.
2025년 중반까지 전 세계적으로 25억 2천 5백만 건의 5G 연결이 있을 것이고, 북미에서는 18억 2천 2백만 건이 넘을 것입니다. 이제 네트워크 아키텍트들은 독립적인 (SA) 장치에 관심을 기울이고 있습니다.5G 주파수와 프로토콜만을 지원하는, 더 빠른 업로드 및 다운로드 속도를 달성 할 수 있으며 고급 산업 사물 인터넷 (IIoT) 및 기계에서 기계 (M2M) 통신을 지원하며 네트워크 지연시간은 1 ms까지 낮습니다.
5G 인프라 구축을 위한 새로운 장치의 개발은 유비쿼터스 콘덴시터를 포함한 다양한 전자 부품에 대한 수요를 자극했습니다.콘덴시터는 원치 않는 주파수를 필터링하고 전파 간섭을 제거 할 수있는 다재다능 장치입니다., 안테나를 조절하는 인덕터와 결합, 전압 수준을 안정화하기 위해 전력 레일을 분리하고 안테나 연결을 균형 잡습니다. 5G 장치와 셀룰러 기본 스테이션을 설계할 때,엔지니어들은 특정 성능을 충족하기 위해 적합한 콘덴시터를 선택해야합니다.각 애플리케이션의 규모 및 비용 요구 사항
5G 안테나용 콘덴시터
5G 인프라의 안테나는 더 높은 RF 영역에서 세 개의 주파수 대역을 지원합니다: 2 GHz 이하의 낮은 주파수 대역, 2 GHz에서 6 GHz 사이의 중간 주파수 대역,그리고 24 GHz에서 100 GHz 사이의 고주파 대역멀티 레이어 세라믹 콘덴서 (MLCC) 를 인덕터와 결합하여 안테나 오시일레이터를 형성함으로써 특정 전파에 조율 할 수 있습니다.5G 인프라의 콘덴서들은 프로토콜의 더 높은 주파수를 처리할 수 있어야 합니다 (그림 1).
RF 통신 분야에서 MLCC의 적용
그림 1: MLCC는 RF 통신 분야에서 널리 사용됩니다. 엔지니어들은 5G 인프라에서 더 높은 RF 전류를 관리하기 위해 콘덴시터를 신중하게 선택해야합니다. (사진 소스: KEMET 기업)
KEMET의 HiQ CBR 시리즈 콘덴시터 (그림 2) 는 그 중 하나입니다. 이 시리즈 콘덴시터의 용량은 0.1 pF에서 100 pF까지,1MHz에서 50GHz의 주파수 범위에서 과열되거나 용량 특성을 잃지 않고 오랫동안 작동 할 수 있습니다.I 클래스 다이 일렉트릭을 사용하기 때문에 HiQ CBR 콘덴시터는 용량 변화 ± 30 ppm/° C 미만인 -55 ° C ~ + 125 ° C의 온도 범위 내에서 작동 할 수 있습니다.DC 전압 범위 6.3V에서 500V까지, 이 콘덴서는 노화 없이 매우 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다.
KEMET HiQ CBR 콘덴서
그림 2: HiQ CBR 콘덴시터는 5G 인프라에서 사용되는 더 높은 주파수를 위해 설계된 MLCC입니다. 이 표면 장착 장치 (SMD) 는 기본 금속 전도기와 결합된 클래스 I 세라믹 다이 일렉트릭을 사용합니다.그리고 매트 틴 코팅 끝 뚜?? 이 있습니다.(사진 출처: KEMET 코퍼레이션)
HiQ CBR 콘덴서는 여러 층의 기본 금속 전극으로 구성됩니다. 전극 물질은 구리이며 각 전극 층은 분리되어 세라믹 물질로 내장됩니다.여기 있는 세라믹 물질은 I급 C0G 다이렉트릭 CaZrO3입니다.금속 끝 뚜?? 은 전극의 전기 연결 부분으로 사용되며, 표면 장착 장치 (SMD) 를 인쇄 회로 보드 (PCB) 에 용접하는 것이 쉽습니다.
세라믹 다이렉트릭을 탑재한 내부 전극 MLCC 층
그림 3: MLCC의 내부 전극 층 (HiQ CBR 시리즈 제품과 같이) 은 세라믹 다이 일렉트릭에 내장되어 있으며, 끝 뚜?? 에 금속 연결이 있습니다. (사진 소스: KEMET Corporation)
소재와 구조 덕분에 HiQ CBR 콘덴서는 소손실 성능을 가지고 있으며, 분산 요인 (DF) 의 역수인 품질 요인 Q로 나타납니다.1 MHz ± 100 kHz 및 1의 조건에서 용량 값이 30 pF 이상인 HiQ CBR 용량자를 시험할 때.0 ± 0.2 VRMS, 그들의 Q 값은 1000보다 크거나 같습니다. 이 제품 시리즈의 용량 값이 낮은 콘덴서에게는 Q = 400 + 20C, 여기서 C는 용량 값입니다.
고 주파수 RF 애플리케이션을 위한 전자 제품을 설계 할 때, 엔지니어들은 또한 낮은 동등 시리즈 저항 (ESR) 및 낮은 동등 시리즈 인덕턴스 (ESL) 를 가진 콘덴시터를 찾고 있습니다.,이는 높은 자기 공명 주파수 (SRF) 를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다. SRF는 콘덴시터가 공명하는 주파수이며, 이는 콘덴시션을 잃게하고 인덕터로 작용합니다.따라서 SRF는 작동 주파수보다 훨씬 높아야 합니다.. HiQ CBR 콘덴시터의 SRF 범위는 600 MHz (100 pF 콘덴시터) 에서 12000 MHz (0.1 pF 콘덴시터) 이다.
HiQ CBR 콘덴시터의 끝 캡은 매트 틴으로 처리되며 표준 인쇄 회로 보드에 용접 할 수 있습니다. 이 유형의 콘덴시터는 0201 (0.2 "x 0.1") 를 포함하여 일반적인 하우스 크기를 가지고 있습니다.0402 (0.4 "x 0.2"), 0603 (0.6 "x 0.3"), 및 0805 (0.8 "x 0.5). 이 장치들은 납 없는 인증을 통과했으며 RoHS 규정을 준수합니다.
독특한 성능 특성 및 외부 차원으로 HiQ CBR 시리즈 콘덴시터는 5G 셀룰러 기본 스테이션, 통신 네트워크, RF 전력 증폭기 (PA),무선 로컬 영역 네트워크 (LAN), 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS) 네트워크, 블루투스 통신. 이 일련의 콘덴서는 DC 차단, 필터링, 임피던스 매칭, 결합,그리고 바이패스.
간섭과 신호 소음을 줄이기 위해 designers can add similar KEMET FLEX SUPPRESSOR ® This sheet or roll shaped polymer metal composite material (Figure 4) contains micrometer sized magnetic particles dispersed in a flexible polymer substrate to suppress electromagnetic waves or resonances, 3 GHz에서 40 GHz의 5G 주파수 범위에서 전자 장치에서 생성되는 소음을 줄이거나 자기 흐름 회렴을 개선합니다.