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PIN二极管
阅读:16570时间:2011-05-04 22:12:25

  PIN二极管(positive-intrinsicnegative diode,缩写为PIN diode),是在两种半导体之间的PN结,或者半导体与金属之间的结的邻近区域,吸收光辐射而产生光电流的一种光检测器。普通的二极管由PN结组成,在P和N半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层,组成的这种P-I-N结构的二极管就是PIN 二极管。

原理

  加负电压(或零偏压)时,PIN管等效为电容+电阻;加正电压时,PIN管等效为小电阻。用改变结构尺寸及选择PIN二极管参数的方法,使短路的阶梯脊波导的反射相位(基准相位)与加正电压的PIN管控制的短路波导的反射相位相同。还要求加负电压(或0偏置)的PIN管控制的短路波导的反射相位与标准相位相反(-164°~+164°之间即可)。

特点及应用

  因为有本征(Intrinsic)层的存在,PIN 二极管应用很广泛,从低频到高频的应用都有,主要用在RF领域,用作RF 开关和RF保护电路,也有用作光电二极管(PhotoDiode)。PIN 二极管包括PIN光电二极管和PIN开关二极管。

  微波开关利用PIN管在直流正,反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性,实现了控制微波信号通道转换作用. PIN 二极的直流伏安特性和PN结二极管是一样的,但是在微波频段却有根本的差别。由于PIN 二极I层的总电荷主要由偏置电流产生。而不是由微波电流瞬时值产生,所以其对微波信号只呈现一个线性电阻。此阻值由直流偏置决定,正偏时阻值小,接近于短路,反偏时阻值大,接近于开路。因此PIN 二极对微波信号不产生肥线性整流作用,这是和一般二极管的根本区别,所以它很适合于做微波控制器件。

  因此,可以把PIN二极管作为可变阻抗元件使用。它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中。

技术参数

  1. 开关时间: 由于电荷的存储效应,PIN管的通断和断通都需要一个过程,这个过程所需时间

  2. 隔离度:开关在断开时其衰减也非无穷大,称为隔离度

  3. 插入损耗:开关在导通时衰减不为零,称为插入损耗

  4. 电压驻波系数: 仅反映端口输入,输出匹配情况

  5. 承受功率: 在给定的工作条件下,微波开关能够承受的输入功率

  6. 谐波: PIN二极管也具有非线性,因而会产生谐波,PIN开关在宽带应用场合,谐波可能落在使用频带内引起干扰

  7. 视频泄漏

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