מהם העקרונות והיישומים של דיודות PIN? (חלק 2)

דיודה משותפת מורכבת מצומת PN. דיודת PIN היא דיודת PIN על ידי הוספת שכבה דקה של מוליכים פנימיים פנימיים בעלי סימום נמוך בין החומרים המוליכים למחצה P ו-N. בגלל קיומה של השכבה הפנימית, דיודות PIN נמצאות בשימוש נרחב, מיישומים בתדר נמוך ועד ליישומים בתדר גבוה, המשמשות בעיקר בתחום ה-RF, כמתגי RF ומעגלי הגנה על RF, ומשמשות גם כפוטודיודות. דיודת PIN כוללת פוטודיודת PIN ודיודת מיתוג PIN.קח חלק 1.

3. דיודת PIN כמתג RF

①עקרון עבודה

מכיוון שהתנגדות ה-RF של דיודת ה-PIN קשורה לזרם הטיית ה-DC, היא יכולה לשמש כמתג RF ומחליש. מעגל מיתוג RF סדרתי: כאשר הדיודה מוטה באופן חיובי, היא מופעלת (קצר חשמלי); כאשר הדיודה מוטה אפס או מוטה הפוכה, ניתן לשנות את רוחב הפס: לא רק תדר ההפעלה הגבוה ביותר של המתג יוגבל, אלא גם תדר ההפעלה הנמוך ביותר יוגבל, כגון צינור ה-PIN לא יכול לשלוט על הפעלה-כיבוי של אותות DC או בתדר נמוך. למתג יש גם תדר הפעלה עליון, המושפע מתדר החיתוך של הצינור. פס התדרים של המתג נדרש להיות רחב ככל האפשר① מכיוון שפס התדרים של מקור האות הולך ומתרחב.

②פרמטר ביצועים

אובדן ובידוד של הכנסה: הנחתה של הכנסה מוגדרת כהספק הזמין המרבי P שנוצר על ידי מקור האות.

היחס בין ההספק P בפועל לעומס המתקבל כאשר המתג פועל, כלומר P/P. אם הכוח בפועל על העומס כאשר המתג כבוי הוא P, הוא מייצג את הבידוד, כתוב בצורה של דציבלים:

על פי ההגדרה של פרמטרי פיזור רשת, ישנם:

למתג האידיאלי:ההנחתה היא אינסופית כאשר היא מנותקת, ההנחתה היא אפס כאשר היא מופעלת, ובדרך כלל ניתן לדרוש שהיחס בין השניים יהיה גדול ככל האפשר. מכיוון שלא ניתן להפחית את העכבה של צינור ה-PIN לאפס, וגם לא ניתן להגדיל אותה לאינספור, למתג בפועל אין הנחתה אינסופית כשהוא מנותק, והוא אינו אפס כשהוא מופעל, בדרך כלל רק היחס מבין השניים צריך להיות כמה שיותר גדול, הנחתת ה-on-off של המתג נקראת אובדן החדרה, וההנחתה כשהוא מנותק נקראת isolation, insertion loss ובידוד הוא אינדיקטור בסיסי למדידת איכות המתג. המטרה היא לתכנן מתגים עם הפסדי הכנסה נמוכים ובידוד גבוה.

קיבולת כוח:מה שנקרא קיבולת הכוח של המתג מתייחסת להספק המיקרוגל המקסימלי שהוא יכול לעמוד בו. קיבולת הכוח של דיודת ה-PIN מוגבלת בעיקר על ידי שני ההיבטים הבאים: צריכת החשמל המרבית המותרת כאשר הצינור מופעל; המתח ההפוך המקסימלי שהצינור יכול לעמוד בו כשהוא מנותק, כלומר מתח התפרקות הפוך. אם המתג חורג מהמגבלות הללו בזמן העבודה, הראשון יגרום לטמפרטורה בצינור לעלות גבוה מדי ולהישרף; זה האחרון יגרום להתמוטטות מפולת באזור I. זה נקבע על ידי הספק אות המיקרוגל הקטן יותר המותר במצב ההפעלה והכיבוי של המתג. אפקטים לא ליניאריים בהספק גבוה (IIP3

זה גם גורם מרכזי בכוחו של המתג, במיוחד בתחנות בסיס תקשורת ניידת.

דרישות מנהל התקן: מעגל הדרייבר של מתג הצינור PI N ומתג FET שונה, הראשון צריך לספק הטיית זרם, השני דורש הטיה, הדרייבר טוב או רע הוא אחד הגורמים העיקריים המשפיעים על מהירות המיתוג.

מהירות מיתוג: מתייחס למהירות ההפעלה והכיבוי, שהיא אינדיקטור חשוב מאוד במכשירים מהירים. ניתן לרשום את המשוואה הנוכחית באזור I באופן הבא:

מהירות המעברגדל לסדר NS, בדרך כלל באמצעות צינור PIN עם שכבה דקה מאוד I, כי מספר הנשאים המאוחסנים בשכבה הדקה I קטן, וזמן ההחלפה מתקצר מאוד, במקרה זה, זמן ההחלפה בעצם. תלוי בכך שהספק חוצה את זמן שכבת I, ואין לו שום קשר לחיי הספק. כדי לשפר את מהירות המיתוג, ניתן לבחור גם בצינור עם חיי נושא קצרים כדי להגדיל את משרעת הדופק של זרם הבקרה, אך האחרון מוגבל על ידי ההספק המרבי של צינור ה-PIN ומתח ההתמוטטות ההפוכה.

יחס גל עומד מתח (VSWR):כל רכיב בערוץ האות בתדר גבוה לא רק יגרום לאובדן הכנסה אלא גם יגרום לעלייה בגלים עומדים בקו העברת האות. גלים עומדים נוצרים מהפרעות של גלים אלקטרומגנטיים משודרים ומוחזרים, אשר נגרמת לרוב מאי התאמה של עכבה בחלקים שונים של המערכת או אי התאמה של עכבה בנקודות חיבור במערכת.

יחס מיתוג:כאשר צינור PIN אינו מתחשב בפרמטרים הטפיליים של החבילה, המצב הקדמי שלו יכול להתבטא בהתנגדות קדימה R1, והמצב ההפוך יכול לבוא לידי ביטוי בהתנגדות הסדרה ההפוכה R2 ותגובת I-layer קיבולית jXc, בסדרה . בגלל > R2, כך שניתן לקרב את המצב ההפוך על ידי jXc, אנו קוראים ליחס בין עכבה חיובית ושלילי של שני המצבים Xc/R1 כיחס המיתוג, כדי למדוד את היתרונות והחסרונות של מתג ה-PIN. אם יש להגדיל את יחס המיתוג, אז C ו-R2 חייבים להיות קטנים יחסית, וניתן לראות שביצועי המיתוג יורדים עם הגדלת התדר.

פרטי התקשרות:

אם יש לך רעיונות, אתה מוזמן לדבר איתנו. לא משנה היכן נמצאים הלקוחות שלנו ומהן הדרישות שלנו, אנו נפעל לפי המטרה שלנו לספק ללקוחותינו איכות גבוהה, מחירים נמוכים, והשירות הטוב ביותר.