Quins són els principis i aplicacions dels díodes PIN? (Part 2)

Un díode comú consta d'una unió PN. Un díode PIN és un díode PIN afegint una capa fina de semiconductor intrínsec de baix dopatge entre els materials semiconductors P i N. A causa de l'existència de la capa intrínseca, els díodes PIN s'utilitzen àmpliament, des de baixa freqüència fins a aplicacions d'alta freqüència, utilitzats principalment en el camp de RF, com a interruptors de RF i circuits de protecció de RF, i també s'utilitzen com a fotodíodes. El díode PIN inclou un fotodíode PIN i un díode de commutació PIN.Participa 1.

3. Díode PIN com a interruptor de RF

① Principi de funcionament

Com que la resistència a RF del díode PIN està relacionada amb el corrent de polarització de CC, es pot utilitzar com a interruptor i atenuador de RF. Circuit de commutació RF sèrie: quan el díode està polaritzat positivament, s'encén (curtcircuit); Quan el díode té polarització zero o polarització inversa, es pot canviar l'amplada de banda: no només es limitarà la freqüència de funcionament més alta de l'interruptor, sinó que també es limitarà la freqüència de funcionament més baixa, com ara el tub PIN no pot controlar el on-off de senyals de corrent continu o de baixa freqüència. L'interruptor també té una freqüència de funcionament superior, que es veu afectada per la freqüència de tall del tub. La banda de freqüència de l'interruptor ha de ser el més àmplia possible① perquè la banda de freqüència de la font del senyal és cada cop més àmplia.

② Paràmetre de rendiment

Pèrdua d'inserció i aïllament: l'atenuació d'inserció es defineix com la potència màxima disponible P generada per la font del senyal.

La relació entre la potència real P i la càrrega obtinguda quan l'interruptor està encès, és a dir, P/P. Si la potència real de la càrrega quan l'interruptor està apagat és P, representa l'aïllament, escrit en forma de decibels:

Segons la definició dels paràmetres de dispersió de la xarxa, hi ha:

Per a l'interruptor ideal:l'atenuació és infinita quan es desconnecta, l'atenuació és zero quan està encès i, en general, només es pot exigir que la proporció de les dues sigui tan gran com sigui possible. Com que la impedància del tub PIN no es pot reduir a zero, ni es pot augmentar fins a l'infinit, l'interruptor real no té una atenuació infinita quan es desconnecta i no és zero quan està encès, generalment només la relació dels dos hauria de ser el més gran possible, l'atenuació d'encesa i apagat de l'interruptor s'anomena pèrdua d'inserció i l'atenuació quan es desconnecta s'anomena aïllament, la pèrdua d'inserció i l'aïllament és un indicador bàsic per mesurar la qualitat de l'interruptor. L'objectiu és dissenyar interruptors amb pèrdues d'inserció baixes i alt aïllament.

Capacitat de potència:L'anomenada capacitat de potència de l'interruptor fa referència a la potència màxima de microones que pot suportar. La capacitat de potència del díode PIN està limitada principalment pels dos aspectes següents: el consum màxim d'energia permès quan el tub està encès; La tensió inversa màxima que pot suportar el tub quan es talla, és a dir, la tensió de ruptura inversa. Si l'interruptor supera aquests límits quan treballa, el primer farà que la temperatura del tub augmenti massa i es cremi; Aquest últim provocarà una avaria d'allau a la Zona I. Està determinada per la potència del senyal de microones més petita permesa en l'estat d'encesa i apagat de l'interruptor. Efectes no lineals a alta potència (IIP3

També és un factor important en la potència de l'interruptor, especialment a les estacions base de comunicacions mòbils.

Requisits del conductor: El circuit del controlador de l'interruptor del tub PI N i l'interruptor FET són diferents, el primer necessita proporcionar polarització actual, el segon requereix polarització, el controlador és bo o dolent és un dels principals factors que afecten la velocitat de commutació.

Velocitat de commutació: es refereix a la velocitat d'encesa i apagat, que és un indicador molt important en dispositius ràpids. L'equació actual de la zona I es pot enumerar de la següent manera:

La velocitat de commutaciós'incrementa a l'ordre de ns, normalment utilitzant un tub PIN amb una capa I molt prima, perquè el nombre de portadors emmagatzemats a la capa prima I és petit i el temps de commutació s'escurça molt, en aquest cas, bàsicament el temps de commutació. depèn del transportista que travessa el temps de la capa I i no té res a veure amb la vida del portador. Per millorar la velocitat de commutació, també es pot seleccionar la canonada amb vida útil curta per augmentar l'amplitud del pols del corrent de control, però aquesta última està limitada per la potència màxima del tub PIN i la tensió de ruptura inversa.

Relació d'ona estacionària de tensió (VSWR):Qualsevol component del canal de senyal d'alta freqüència no només causarà pèrdua d'inserció, sinó que també provocarà un augment de les ones estacionàries a la línia de transmissió del senyal. Les ones estacionàries es formen per la interferència d'ones electromagnètiques transmeses i reflectides, que sovint és causada per desajustos d'impedància en diferents parts del sistema o desajustos d'impedància als punts de connexió del sistema.

Relació de commutació:Quan un tub PIN no té en compte els paràmetres paràsits del paquet, el seu estat directe es pot expressar per la resistència directa R1, i l'estat invers es pot expressar per la resistència de sèrie inversa R2 i la reactància capacitiva de la capa I jXc, en sèrie. . A causa de > R2, de manera que l'estat invers es pot aproximar amb jXc, anomenem la relació d'impedància positiva i negativa dels dos estats Xc/R1 com a relació de commutació, per mesurar els avantatges i desavantatges de l'interruptor PIN. Si s'ha d'augmentar la relació de commutació, aleshores C i R2 han de ser relativament petits, i es pot veure que el rendiment de commutació disminueix quan augmenta la freqüència.

Informació de contacte:

Si teniu alguna idea, no dubteu a parlar amb nosaltres. Independentment d'on siguin els nostres clients i quins siguin els nostres requisits, seguirem el nostre objectiu d'oferir als nostres clients alta qualitat, preus baixos i el millor servei.