PIN二极管介绍及常用电路的实现
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2011-05-17
17:47:04
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一、关于 PIN 二极管的介绍
我们知道普通的二极管由 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.因为有本征(Intrinsic)层的存在，
当为 PIN 二极管提供正向电压时，P 区和 N 区的载流子同时注入到绝缘区。但是由于绝缘区的掺杂浓度
比较低，电子和空穴不会像 PN 结二极管一样立刻进行复合，通常会延迟一段时间。由于这种延迟现
象，绝缘区会存在少量的载流子。这样，绝缘区的电阻率就会很低。由于 PIN 管存在这种特性，因此
PIN 二极管被广泛应用，特别是在 RF 领域。PIN 二极管包括 PIN 光电二极管和 PIN 开关二极管。我们
公司的产品并没有用到 PIN 光电二极管，因此就不对 PIN 光电二极管做介绍了。
PIN 二极的直流伏安特性和普通 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 二极管 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，在射频领域可以把 PIN 二极管作为可变阻抗元件使用，用作微波控制器件。它常被应用于高频开
关（微波开关）、移相、调制、限幅等电路中。
采用 PIN 二极管进行电路设计时主要考虑几个参数（以开关电路为例）：
1. 插入损耗：开关在导通时衰减不为零，称为插入损耗
2. 隔离度：开关在断开时其衰减也非无穷大，称为隔离度
3. 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
4. 承受功率： 在给定的工作条件下，微波开关能够承受的最大输入功率
5. 电压驻波系数： 仅反映端口输入，输出匹配情况
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. 开关分类：反射式和吸收式， 吸收式开关的性能较反射式开关优良
二、常用电路介绍
1.开关电路
主要关注指标：插入损耗、隔离度、开关时间
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