Aké sú princípy a aplikácie PIN diód? (Časť 2)

Bežná dióda pozostáva z PN prechodu. PIN dióda je PIN dióda pridaním tenkej vrstvy vlastného polovodiča s nízkym dopingom medzi polovodičové materiály P a N. Kvôli existencii vnútornej vrstvy sú PIN diódy široko používané, od nízkofrekvenčných až po vysokofrekvenčné aplikácie, používané hlavne v RF poli, ako RF spínače a RF ochranné obvody a tiež používané ako fotodiódy. PIN dióda obsahuje PIN fotodiódu a PIN prepínaciu diódu.Zúčastnite sa 1.

3. PIN dióda ako RF spínač

①Princíp činnosti

Pretože RF odpor PIN diódy súvisí s jednosmerným predpätím, môže byť použitý ako RF prepínač a atenuátor. Sériový RF spínací obvod: keď je dióda kladne predpätá, je zapnutá (skrat); Keď je dióda predpätá na nulu alebo naopak, šírka pásma sa môže zmeniť: nielen najvyššia prevádzková frekvencia spínača bude obmedzená, ale aj najnižšia prevádzková frekvencia bude obmedzená, napríklad, že trubica PIN nemôže ovládať zapnutie a vypnutie jednosmerných alebo nízkofrekvenčných signálov. Spínač má aj hornú pracovnú frekvenciu, ktorá je ovplyvnená medznou frekvenciou elektrónky. Frekvenčné pásmo prepínača musí byť čo najširšie①, pretože frekvenčné pásmo zdroja signálu je čoraz širšie.

②Parameter výkonu

Vložný útlm a izolácia: Vložený útlm je definovaný ako maximálny dostupný výkon P generovaný zdrojom signálu.

Pomer skutočného výkonu P k záťaži získanej pri zapnutom spínači, to znamená P/P. Ak je skutočný výkon na záťaži, keď je spínač vypnutý, P, predstavuje to izoláciu, zapísanú vo forme decibelov:

Podľa definície parametrov rozptylu siete existujú:

Pre ideálny prepínač:útlm je nekonečný, keď je odpojený, útlm je nulový, keď je zapnutý, a pomer oboch možno vo všeobecnosti vyžadovať len čo najväčší. Pretože impedanciu PIN trubice nemožno znížiť na nulu, ani ju nemožno zvýšiť na nekonečno, skutočný spínač nemá nekonečný útlm, keď je odpojený, a nie je nulový, keď je zapnutý, zvyčajne iba pomer z dvoch by mali byť čo najväčšie, útlm zapnutia a vypnutia spínača sa nazýva vložný útlm a útlm pri jeho rozpojení sa nazýva izolácia, vložný útlm a izolácia je základným ukazovateľom merania kvality spínača. Cieľom je navrhnúť spínače s nízkymi vstupnými stratami a vysokou izoláciou.

Výkonová kapacita:Takzvaná výkonová kapacita spínača sa vzťahuje na maximálny mikrovlnný výkon, ktorý dokáže vydržať. Výkonová kapacita PIN diódy je obmedzená najmä nasledujúcimi dvoma aspektmi: maximálna povolená spotreba energie pri zapnutej trubici; Maximálne spätné napätie, ktoré môže trubica vydržať, keď je odrezaná, to znamená spätné prierazné napätie. Ak spínač pri práci prekročí tieto limity, prvý spôsobí príliš vysoké zvýšenie teploty v trubici a spálenie; Ten spôsobí lavínový rozpad v zóne I. Je určený menším výkonom mikrovlnného signálu povoleným v zapnutom a vypnutom stave spínača. Nelineárne efekty pri vysokom výkone (IIP3

Je to tiež hlavný faktor výkonu prepínača, najmä v základňových staniciach mobilnej komunikácie.

Požiadavky na vodiča: Okruh vodiča elektrónkového spínača PIN N a spínača FET je odlišný, prvý musí poskytovať predpätie prúdu, druhý vyžaduje predpätie, budič je dobrý alebo zlý je jedným z hlavných faktorov ovplyvňujúcich rýchlosť spínania.

Rýchlosť spínania: označuje rýchlosť zapínania a vypínania, čo je veľmi dôležitý ukazovateľ pri rýchlych zariadeniach. Aktuálna rovnica v zóne I môže byť uvedená takto:

Rýchlosť prepínaniasa zvýši na rádovo ns, zvyčajne pomocou PIN trubice s veľmi tenkou vrstvou I, pretože počet nosičov uložených v tenkej vrstve I je malý a čas spínania sa výrazne skráti, v tomto prípade v podstate čas spínania závisí od toho, či nosič prekročí čas I vrstvy, a nemá nič spoločné so životnosťou nosiča. Na zlepšenie rýchlosti spínania je možné zvoliť aj rúrku s krátkou životnosťou nosiča, aby sa zvýšila amplitúda impulzu riadiaceho prúdu, ale ten je obmedzený maximálnym výkonom PIN trubice a spätným prierazným napätím.

Pomer stojatých vĺn napätia (VSWR):Akýkoľvek komponent na kanáli vysokofrekvenčného signálu spôsobí nielen stratu vloženia, ale tiež spôsobí zvýšenie stojatých vĺn na prenosovej linke signálu. Stojaté vlny vznikajú interferenciou prenášaných a odrazených elektromagnetických vĺn, čo je často spôsobené nesúladom impedancie v rôznych častiach systému alebo nesúladom impedancie v miestach pripojenia v systéme.

Prepínací pomer:Keď PIN trubica nezohľadňuje parazitné parametre obalu, jej dopredný stav môže byť vyjadrený dopredným odporom R1 a spätný stav môže byť vyjadrený spätným sériovým odporom R2 a kapacitnou reaktanciou I-vrstvy jXc v sérii. . Kvôli > R2, takže reverzný stav možno aproximovať pomocou jXc, nazývame pomer kladnej a zápornej impedancie dvoch stavov Xc/R1 ako spínací pomer, aby sme zmerali výhody a nevýhody PIN prepínača. Ak sa má spínací pomer zvýšiť, potom C a R2 musia byť relatívne malé a je vidieť, že spínací výkon klesá, keď sa zvyšuje frekvencia.

Kontaktné informácie:

Ak máte nejaké nápady, neváhajte sa s nami porozprávať. Bez ohľadu na to, kde sú naši zákazníci a aké sú naše požiadavky, budeme nasledovať náš cieľ poskytovať našim zákazníkom vysokú kvalitu, nízke ceny a najlepšie služby.