Koks yra PIN diodo veikimo principas RF komunikacijoje?

1, PIN diodo struktūrinės charakteristikos
PIN diodą sudaro P - tipo puslaidininkio sluoksnis, vidinis puslaidininkio sluoksnis (I sluoksnis) ir n - tipo puslaidininkio sluoksnis. P - tipo puslaidininkių sluoksniuose gausu skylių, n - tipo puslaidininkių sluoksniuose yra daug elektronų, o vidiniai puslaidininkių sluoksniai beveik neturi priemaišų ir didelės varžos. Ši specialioji struktūra leidžia PIN diodams parodyti skirtingus elektrinių charakteristikų ir praktinių pritaikymų pranašumus, palyginti su įprastais diodais. I sluoksnio buvimas žymiai sumažina PN jungties jungties talpą ir padidina išeikvojimo srities plotį, taip padidindamas jo reagavimą ir jautrumą aukštam - dažnio signalams.
2, PIN diodo darbo principas
(1) Pirmyn šališkumo būsena
Kai kaiščio diodas yra priekinės pakreipimo būsenos, tai yra, P sritis yra sujungta su teigiama įtampa, o N regionas yra prijungtas prie neigiamos įtampos. Šiuo metu išorinis elektrinis laukas susilpnins pastatytą - elektriniame lauke tarp P ir N regionų, susiaurindamas išeikvojimo sritį. Veikiant elektrinei lauko jėgai, skylės P srityje ir elektronai N srityje išsisklaido vienas kito link ir įpurškia į I sritį. Didėjant priekinės paklaidos įtampai, didėja į I regione įšvirkštų krovinių nešėjų skaičius. Šie įkrovimo laikikliai rekombinuoti I regione, sudarydami krūvio debesį, kuris žymiai sumažina I regiono atsparumą. Todėl PIN diodai pasižymi maža varža, panaši į trumpą jungimą, leidžiantį sklandžiai praeiti RF signalus.
(2) Atvirkštinės šališkumo būsena
Kai PIN diodas yra atvirkštinės paklaidos būsenoje, tai yra, P sritis yra sujungta su neigiama įtampa, o N regionas yra sujungtas su teigiama įtampa. Išorinis elektrinis laukas pagerina pastatytą - elektriniame lauke tarp P ir N regionų, padidindamas išeikvojimo sritį. I įkrovimo vežėjus I regione labai traukia ribą tarp P ir N regionų, o I regione beveik nėra įkrovos debesies, todėl padidėja atsparumas. Šiuo metu PIN diodas pasižymi didele varža, panaši į atvirą grandinę, kuri gali veiksmingai užkirsti kelią RF signalų pravažiavimui ir pasiekti signalo izoliaciją.
(3) Nulio šališkumo būsena
Kai nėra išorinės įtampos, vidinis regionas (I regionas) tarp P - tipo ir n - tipo puslaidininkių sudaro išeikvojimo sritį dėl pastatytų - elektros lauko iš abiejų pusių, kur beveik nėra laisvų nešėjų, taigi pasižymi didelėmis įtakos charakteristikomis.
3, PIN diodo, kaip RF komponento, darbo principas
(1) RF jungiklis
PIN diodų taikymas RF jungikliuose yra vienas iš svarbiausių jo scenarijų. Pakeitus savo šališkos įtampą, galima valdyti PIN diodo laidumo ir ribines būsenas, tokiu būdu pasiekiant - RF signalo valdymą. Esant šališkumui į priekį, kaiščio diodas pasižymi mažos varžos būsenomis, leidžiančiomis sklandžiai praeiti RF signalus; Esant atvirkštiniam šališkumui, kaiščio diodas pasižymi didele varža, o RF signalas yra užblokuotas. RF jungiklių veikimas paprastai matuojamas pagal tokius rodiklius kaip įterpimo praradimas, izoliacija ir galios talpa. Įterpimo praradimas atspindi jungiklio signalo slopinimą laidžioje būsenoje, o izoliacija rodo jungiklio sugebėjimą blokuoti signalus atviroje būsenoje. Norint pasiekti mažo įterpimo praradimo ir didelės izoliacijos tikslus, PIN diodai paprastai yra suprojektuoti naudojant ploną i - sluoksnio struktūrą, kad sutrumpintų įkrovos nešėjų tranzito laiką ir pagerintų perjungimo greitį.
(2) Sutempimas
PIN diodai taip pat gali būti naudojami kaip slopintojai. Sujungiant kelis PIN diodus iš eilės arba lygiagrečiai ir kontroliuojant jų šališkumo įtampą, galima pasiekti kintamą RF signalų susilpnėjimą. Kai kaiščio diodas yra nukreiptas į priekį, jo varža yra maža, o signalo silpnėjimas yra mažas; Kai atvirkštinis poslinkis padidėja, varža padidėja ir padidėja signalo susilpnėjimas. Tiksliai kontroliuojant šališkumo įtampą, galima tiksliai sureguliuoti silpnėjimą. Sumažavimo priemonės naudojami ryšių sistemose, norint sureguliuoti signalo stiprumą, apsaugoti priėmimo prietaisus nuo stiprių signalo trukdžių, taip pat gali būti naudojami signalo padidėjimui ir pusiausvyrai sureguliuoti.
(3) Fazių perjungiklis
PIN diodai taip pat gali būti naudojami kuriant fazių perjungiklius radaro ir ryšių sistemose. Pakeitus PIN diodo paklaidos įtampą, gali būti pakeista jo vidinė talpa ir induktyvumas, taip pakeičiant signalo fazę. Fazių perjungikliai vaidina lemiamą vaidmenį fazinio masyvo radare, leidžiančiame greitai nuskaityti ir valdyti radaro pluoštą. Tiksliai kontroliuojant kiekvieno kaiščio diodo paklaidos įtampą, galima tiksliai sureguliuoti pluošto formą ir kryptį.
4, PIN diodų pranašumai RF komunikacijoje
(1) Greito jungiklio greitis
PIN diodų perjungimo greitis yra labai greitas, o tai per labai trumpą laiką gali užbaigti įjungtą - išjungti signalų išjungimą. Perjungimo greitis daugiausia priklauso nuo I sluoksnio storio ir įkrovimo laikiklių eksploatavimo laiko. Optimizuojant I - sluoksnio storį ir pasirinkdami medžiagas trumpu gyvenimo laikotarpiu, perjungimo greitį galima dar labiau pagerinti. Greito perjungimo greitis leidžia PIN diodams patenkinti aukštų - greičio ryšio ir signalo apdorojimo reikalavimus, todėl jie yra tinkami aukštai - dažniui ir aukštai - greičio RF programoms.
(2) Mažas nuostolis
PIN diodų atsparumas ir įterpimo praradimas yra mažesnis, kai į priekį nukreiptas į priekį. Dėl mažos I sluoksnio dopingo koncentracijos, įkrovos nešėjų rekombinacijos greitis I regione yra žemas, todėl sumažėja energijos nuostoliai. Maži nuostolių charakteristika leidžia PIN diodams sumažinti signalo susilpnėjimą ir iškraipymus RF signalo perdavimo metu, pagerinant signalo perdavimo kokybę.
(3) Aukštas izoliacijos lygis
PIN diodai turi didelę varžą ir izoliaciją, kai atvirkščiai. Jo didelė varžos charakteristika gali efektyviai išskirti trikdžius ir skerspjūvį tarp skirtingų signalo kelių, užtikrinant signalo grynumą. Didelė izoliacija leidžia kaiščio diodams tiksliai valdyti ir perduoti signalus RF grandinėse.
(4) Geras linijiškumas
PIN diodai pasižymi geru tiesiškumu, kai į priekį nukreiptas. Tarp jo srovės ir įtampos yra tiesinis ryšys, kuris gali išlaikyti signalo amplitudę ir fazių charakteristikas, nepakitęs perdavimo metu. Dėl gero tiesiškumo PIN diodai yra tinkami ryšių sistemoms, kurioms reikalinga aukšta signalo kokybė, pavyzdžiui, skaitmeninė komunikacija, palydovinė komunikacija ir kt.
(5) lengva integruoti
PIN diodus galima integruoti su kitais puslaidininkių įrenginiais tame pačiame luste, kad būtų galima suformuoti galingesnes integruotas grandinės sistemas. Naudojant integruotą grandinės technologiją, keli PIN diodai gali būti integruoti su kitais komponentais, kad būtų pasiektos sudėtingos RF funkcijos. Šis integruotas dizainas ne tik pagerina sistemos integraciją ir patikimumą, bet ir sumažina grandinės dydį ir kainą.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd [{2}diode/schottky [{3}diode [[4} }bat54.html