Hvad er principperne og anvendelserne af PIN-dioder? (Del 2)

En fælles diode består af en PN-forbindelse. En PIN-diode er en PIN-diode ved at tilføje et tyndt lag lav-doping indre halvleder mellem P- og N-halvledermaterialerne. På grund af eksistensen af ​​det indre lag bruges PIN-dioder i vid udstrækning, fra lavfrekvente til højfrekvente applikationer, hovedsageligt brugt i RF-feltet, som RF-switche og RF-beskyttelseskredsløb og også brugt som fotodioder. PIN-diode inkluderer PIN-fotodiode og PIN-omskifterdiode.Tag del 1.

3. PIN-diode som RF-switch

① Arbejdsprincip

Fordi PIN-diodens RF-modstand er relateret til DC-forspændingsstrømmen, kan den bruges som en RF-switch og dæmper. Serie RF-omskifterkredsløb: når dioden er positivt forspændt, tændes den (kortslutning); Når dioden er nul-forspændt eller omvendt-forspændt, kan båndbredden ændres: ikke kun den højeste driftsfrekvens af switchen vil være begrænset, men også den laveste driftsfrekvens vil være begrænset, såsom PIN-røret kan ikke styre on-off af DC eller lavfrekvente signaler. Kontakten har også en øvre driftsfrekvens, som påvirkes af rørets afskæringsfrekvens. Det kræves, at switchens frekvensbånd er så bredt som muligt①, fordi signalkildens frekvensbånd bliver bredere og bredere.

②Ydeevne parameter

Indføringstab og isolation: Indføringsdæmpning er defineret som den maksimale tilgængelige effekt P, der genereres af signalkilden.

Forholdet mellem den faktiske effekt P og den opnåede belastning, når kontakten er tændt, det vil sige P/P. Hvis den faktiske effekt på belastningen, når kontakten er slukket, er P, repræsenterer den isolationen, skrevet i form af decibel:

I henhold til definitionen af ​​netværksspredningsparametre er der:

For den ideelle kontakt:dæmpningen er uendelig, når den er frakoblet, dæmpningen er nul, når den er slået til, og forholdet mellem de to kan generelt kun kræves, at det er så stort som muligt. Da impedansen af ​​PIN-røret ikke kan reduceres til nul og heller ikke kan øges til uendelig, har den faktiske kontakt ikke uendelig dæmpning, når den er frakoblet, og den er ikke nul, når den er tændt, generelt kun forholdet af de to skal være så stor som muligt, afbryderens on-off dæmpning kaldes insertion tab, og dæmpningen, når den er frakoblet, kaldes isolation, insertion tab og isolation er en grundlæggende indikator for måling af kontaktens kvalitet. Målet er at designe switche med lave indføringstab og høj isolation.

Strømkapacitet:Switchens såkaldte effektkapacitet refererer til den maksimale mikrobølgeeffekt, den kan modstå. Strømkapaciteten af ​​PIN-dioden er hovedsageligt begrænset af følgende to aspekter: det maksimale strømforbrug tilladt, når røret er tændt; Den maksimale omvendte spænding, som røret kan modstå, når det er afskåret, det vil sige den omvendte gennembrudsspænding. Hvis kontakten overskrider disse grænser, når den arbejder, vil førstnævnte få temperaturen i røret til at stige for højt og brænde; Sidstnævnte vil forårsage et lavinesammenbrud i zone I. Det bestemmes af den mindre mikrobølgesignaleffekt, der er tilladt i tænd og sluk-tilstand af kontakten. Ikke-lineære effekter ved høj effekt (IIP3

Det er også en vigtig faktor i switchens kraft, især i mobile kommunikationsbasestationer.

Driver krav: Driverkredsløbet for PI N-rørkontakten og FET-kontakten er anderledes, førstnævnte skal give strømforspænding, sidstnævnte kræver bias, driveren er god eller dårlig er en af ​​de vigtigste faktorer, der påvirker omskiftningshastigheden.

Skiftehastighed: refererer til hastigheden ved at tænde og slukke, hvilket er en meget vigtig indikator i hurtige enheder. Den aktuelle ligning i zone I kan opstilles som følger:

Skiftehastighedenøges til størrelsesordenen ns, sædvanligvis ved hjælp af et PIN-rør med et meget tyndt lag I, fordi antallet af bærere, der er lagret i det tynde lag I, er lille, og koblingstiden er stærkt forkortet, i dette tilfælde er koblingstiden stort set afhænger af, at transportøren krydser I-lagets tid, og har intet at gøre med transportørens levetid. For at forbedre koblingshastigheden kan røret med kort bærelevetid også vælges til at øge pulsamplituden af ​​styrestrømmen, men sidstnævnte er begrænset af PIN-rørets maksimale effekt og den omvendte gennembrudsspænding.

Spændings stående bølgeforhold (VSWR):Enhver komponent på den højfrekvente signalkanal vil ikke kun forårsage indføringstab, men også forårsage en stigning i stående bølger på signaltransmissionslinjen. Stående bølger dannes af interferens fra transmitterede og reflekterede elektromagnetiske bølger, som ofte er forårsaget af impedansfejl i forskellige dele af systemet eller impedansfejl ved tilslutningspunkter i systemet.

Skifteforhold:Når et PIN-rør ikke tager hensyn til pakkens parasitære parametre, kan dets fremadgående tilstand udtrykkes ved den fremadgående modstand R1, og den omvendte tilstand kan udtrykkes ved den omvendte seriemodstand R2 og den kapacitive I-lags reaktans jXc, i serie . På grund af > R2, så den omvendte tilstand kan tilnærmes med jXc, kalder vi forholdet mellem positiv og negativ impedans af de to tilstande Xc/R1 som omskiftningsforholdet, for at måle fordele og ulemper ved PIN-omskifteren. Hvis koblingsforholdet skal øges, så skal C og R2 være relativt små, og det kan ses, at koblingsydelsen falder, når frekvensen øges.

Kontakt information:

Hvis du har nogle ideer, er du velkommen til at tale med os. Uanset hvor vores kunder er, og hvad vores krav er, vil vi følge vores mål om at give vores kunder høj kvalitet, lave priser og den bedste service.