Kuo skiriasi PIN diodų ir Schottky diodų RF sistemose?

1. PIN diodo ir Schottky diodo struktūra ir darbo principas
(1) PIN diodas
PIN diodas yra specialus mikrobangų puslaidininkių įtaisas, kurį sudaro vidinio I tipo puslaidininkio sluoksnis, pritvirtintas tarp smarkiai dopuotų P - tipo ir n - tipo puslaidininkių. Dėl šios struktūros PIN diodai turi unikalių pritaikymų elektroninėse grandinėse, ypač esant aukštai - dažniui ir greito perjungimo grandinėms. Darbinis PIN diodų principas yra pagrįstas puslaidininkių PN jungties charakteristikomis ir išeikvojimo sričių susidarymu. Kai nėra išorinės įtampos, vidinis regionas (i regionas) tarp P - tipo ir n - tipo puslaidininkių sudaro išeikvojimo sritį dėl pastatytų - elektrinio lauko iš abiejų pusių, kur beveik nėra laisvų nešėjų, taigi pasižymi didelėmis impedanso savybėmis. Kai PIN diodas yra nukreiptas į priekį, išorinis elektrinis laukas susilpnina pastatytą - elektriniame lauke, susiaurindamas išeikvojimo sritį ir leisdamas daugiau nešiklių iš P ir N regionų švirkščiami į vidinę sritį, padidindamas vidinio regiono laidumą. Didėjant priekinės paklaidos įtampai, padidėja sušvirkštų nešiklių skaičius, todėl atitinkamai padidėja ir PIN diodo laidumas. Kai atvirkštinis šališkumas, išorinis elektrinis laukas padidina pastatytą - elektriniame lauke, išplėsdamas išeikvojimo sritį ir dar labiau sumažindamas laisvųjų nešiklių skaičių vidinėje srityje, todėl padidėja PIN diodo varža.
(2) Schottky diodas
Schottky diodas yra puslaidininkio diodas su Schottky barjeru, o žodis „Schottky“ jo vardu yra iš vokiečių fiziko Walterio Schottky. Schottky diodai yra plačiai naudojami aukštuose - dažnio grandinėse, aukštos - greičio skaitmeninės grandinės ir elektroninės elektroninės grandinės dėl jų didelio greičio, mažos energijos sąnaudų ir žemos priekinės įtampos sumažėjimo grandinėse. Schottky diodų veikimo principas grindžiamas kontaktiniu barjeru tarp metalų ir puslaidininkių. Puslaidininko pusės kontaktinio taško regione puslaidininkio elektronai traukia elektronus metale, sudarydami krūvio kaupimo sluoksnį, nukreiptą iš metalo į puslaidininkį. Šis krūvio kaupimosi sluoksnis sukuria galimą kritimą tarp metalo ir puslaidininkio, todėl įtampa tarp jų yra didesnė už maitinimo įtampą. Didėjant įtampai, metalo ir puslaidininkio kontaktiniame taške susidaro schottky barjeras. Kai įtampa per Schottky barjerą tam tikru mastu nukrenta, Schottky barjero pasipriešinimas tampa labai didelis, todėl srovei neįmanoma praeiti. Kai didėja įtampa per Schottky barjerą, atsparumas pamažu mažėja ir srovė palaipsniui didėja. Todėl Schottky diodų bruožas yra vienkryptis laidumas, leidžiantis tik srovei tekėti iš anodo į katodą.
2. PIN diodų ir Schottky diodų veikimo charakteristikos RF sistemose
(1) PIN diodas
Kintamos varžos charakteristika: Kai kaiščio diodas yra nukreiptas į priekį, jo I sluoksnio nešiklio tankis padidėja, todėl sumažėja prietaiso varža. Atvirkštinio paklaidos metu I sluoksnyje esantys įkrovos nešėjai yra išeikvojami, todėl padidėja prietaiso varža. Ši kintamos varžos charakteristika leidžia naudoti kaiščių diodus kaip reguliuojamus slopintuvus, jungiklius, fazių perjungiklius, moduliatorius ir dar daugiau.
Greito perjungimo charakteristikos: Nors kaiščio diode yra platus I sluoksnio ir mažos dopingo koncentracijos, todėl ilgesnis nešiklio tranzito laikas ir reikalauja šiek tiek laiko, kad pasiektų stabilią būseną, kai perjungiant į priekį ir atvirkštinį paklaidą, jo perjungimo greitis vis dar yra greitesnis nei kai kurie kiti mikrobangų jungikliai.
Didelės galios apdorojimo galimybės: PIN diodai gali atlaikyti didelės galios įėjimus, o tai suteikia jiems pranašumą aukštoje - galios mikrobangų grandinėse ir valdymo sistemose.
Linijiškumas: kai kuriose programose PIN diodų linijiškumas taip pat yra svarbus parametras. Optimizuojant projektavimo ir gamybos procesus, galima pasiekti aukšto tiesiškumo kaiščių diodus, kad atitiktų konkrečius taikymo reikalavimus.
(2) Schottky diodas
Žemas į priekį įtampos kritimas: Schottky diodų į priekio įtampos kritimas paprastai yra mažesnis nei įprastų PN jungčių diodų (apie 0,2 V - 0,5 V), o tai sumažina energijos suvartojimą ir pagerina efektyvumą.
Greito perjungimo greitis: „Schottky Diodes“ yra daugumos nešiklio įrenginiai, kurie neturi mažumų nešiklių saugojimo efekto, todėl jų perjungimo greitis yra ypač greitas ir tinkamas aukštai - dažnio grandinėms ir greito perjungimo programoms.
Aukšto dažnio charakteristikos: Schottky diodai pasižymi geromis dažnio charakteristikomis ir dideliu pjūviu - išjungto dažnio. Aukštos - dažnio grandinėse Schottky diodai turi greitą dažnio atsaką, todėl jos yra tinkamos aukštai - dažnio programoms, tokioms kaip aukštas - greitis skaitmeninėse grandinėse ir RF grandinėse.
Maža nuotėkio srovė: Schottky diodų nuotėkio srovė yra palyginti maža, o tai reiškia, kad išjungus beveik nėra srovės tekėjimo, taip sumažinant energijos nuostolius.
3. PIN Diodų ir Schottky diodų taikymo scenarijai RF sistemose
(1) PIN diodas
RF jungiklis: PIN diodų taikymas RF jungikliuose yra vienas iš svarbiausių jo scenarijų. RF jungikliai naudojami RF signalų įjungimo/išjungimo ir kelio pasirinkimui valdyti. Kaip pagrindinis RF jungiklių komponentas, kaiščio diodai valdo RF signalus, pakeisdami jų šališkumo įtampą. Šio tipo jungikliai turi greito atsako, mažo nuostolių ir didelės izoliacijos pranašumus ir yra plačiai naudojamas belaidžio ryšio, radaro sistemose ir kituose laukuose.
Moduliatorius: Moduliatoriuje PIN diodas naudojamas modifikuoti žemą - dažnio signalus ant aukšto - dažnio nešiklių. Keičiant PIN diodo paklaidos įtampą ar srovę, galima pasiekti nešiklio amplitudės moduliaciją. Šis moduliacijos metodas yra plačiai naudojamas belaidžio ryšio sistemose, tokiose kaip FM transliacija, televizijos signalo perdavimas ir kt.
Sutempimas: kaiščio diodų slopintuvas naudojamas RF signalų stiprumui sureguliuoti. Sujungiant kelis PIN diodus iš eilės arba lygiagrečiai ir kontroliuojant jų šališkumo įtampą, galima pasiekti kintamą RF signalų susilpnėjimą. Šis slopintuvas naudojamas ryšių sistemose, siekiant apsaugoti priėmimo prietaisus nuo stiprių signalo trukdžių, taip pat gali būti naudojamas norint sureguliuoti signalo padidėjimą ir pusiausvyrą.
Fotodetektorius: PIN fotodiodai naudojami kaip fotodetektoriai, kad optiniai signalai būtų paversti elektriniais signalais optinių ryšių sistemose. Dėl didelio jautrumo ir mažo triukšmo charakteristikos PIN fotodiodai tampa pagrindiniu komponentu aukštu - greičio pluošto optinių ryšių sistemomis.
(2) Schottky diodas
Aukšto dažnio taisymas: Schottky diodai yra labai palankūs taisymo grandinėse dėl jų mažos į priekį esančios įtampos kritimo (paprastai nuo 0,15 V iki 0,45 V). Palyginti su tradiciniais PN sankryžos diodais, Schottky diodai gali žymiai sumažinti galios nuostolius ir pagerinti efektyvumą. Pavyzdžiui, keičiant maitinimo šaltinius ir adapterius, Schottky diodai dažnai naudojami aukštai - dažnio taisymui, siekiant pagerinti konversijos efektyvumą ir sumažinti šilumos generavimą.
Signalo izoliacija: Schottky diodų energijos valdymo programose žemas atvirkštinio atkūrimo laikas (paprastai tik keli nanosekundės) daro juos idealiais aukštam - dažnio veikimui. Pvz., DC - DC keitikliuose ir akumuliatoriaus įkrovikliuose Schottky diodai gali efektyviai sumažinti perjungimo nuostolius ir užtikrinti didesnį konversijos efektyvumą. Be to, Schottky diodai dažnai naudojami anti atvirkštinės apsaugos grandinėse, kad būtų išvengta grandinės, kurią sukelia atvirkštinis maitinimo šaltinis, pažeidimo.
Galios apsauga: Skaitmeninės logikos grandinėse greitas Schottky diodų perjungimo greitis yra pagrindinis jų pranašumas. Aukštos - greičio logikos grandinėse schottky diodai naudojami kaip spaustuko diodai, siekiant išvengti loginio lygio klaidų, kurias sukelia viršįtampis. Pavyzdžiui, kompiuteriuose ir ryšių įrenginiuose Schottky diodai gali užtikrinti signalo perdavimo vientisumą ir stabilumą, sumažindamas duomenų klaidų atsiradimą.
RF detektoriai, maišytuvai ir modemai: Schottky diodai taip pat plačiai naudojami RF ir mikrobangų grandinėse. Dėl mažos jungiamosios talpos ir greito atsako charakteristikų, Schottky diodai dažniausiai naudojami RF detektoriuose, maišytuvuose ir modemuose. Belaidžio ryšio įrenginiuose Schottky diodai gali tiksliai apdoroti aukštą - greičio signalus ir pagerinti bendrą sistemos našumą.
4. Veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis PIN diodus ir Schottky diodus RF sistemose
(1) veiklos reikalavimai
Pasirinkite atitinkamą diodų tipą, atsižvelgiant į konkrečius RF sistemos veikimo reikalavimus, tokius kaip veikimo dažnis, galios apdorojimo galimybės, linijiškumas ir kt. Jei sistemai reikalingas didelis galios apdorojimo galimybes ir gerą tiesiškumą, PIN diodai gali būti geresnis pasirinkimas; Jei sistema turi didelius dažnio charakteristikų ir perjungimo greičio reikalavimus, Schottky diodai turi daugiau pranašumų.
(2) Išlaidų veiksniai
Skirtingi diodų tipai gali skirtis dėl išlaidų. Remiantis veiklos reikalavimų tenkinimo prielaida, būtina apsvarstyti išlaidų faktorių ir pasirinkti diodą, kurio kaina yra didžiausia - efektyvumas.
(3) Patikimumo reikalavimai
Kai kurioms RF sistemoms, kurioms reikalingas didelis patikimumas, pavyzdžiui, palydovinis ryšys, radaro aptikimas ir kt., Būtina pasirinkti didelio patikimumo diodus. Reikia atsižvelgti į tokius veiksnius kaip kokybė, gyvenimo trukmė ir diodų stabilumas.
(4) pakuotės ir šilumos išsklaidymas
Dėl savo unikalios struktūros Schottky diodams paprastai reikia aukštesnių pakuočių ar šilumos išsklaidymo priemonių, kad būtų galima susidoroti su aukštesne veikimo temperatūra ir srovėmis. Pasirinkus reikia atsižvelgti į diodo pakavimo formą ir šilumos išsklaidymo talpą, kad būtų užtikrintas stabilus jo veikimas RF sistemose.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd [[2tmage/andiode/sod [{4}123-switching-diode-1n4148w.html