PIN結(jié)構(gòu)二極管在高頻開(kāi)關(guān)中的應(yīng)用技術(shù)

 1.1基本原理
  PIN二極管可以用作高頻開(kāi)關(guān)，它優(yōu)于簡(jiǎn)單的PN結(jié)二極管。因?yàn)樵谒惺苷螂妷簳r(shí)，由于存貯作用它能承受大的高頻電流；在反向，由于具有寬的I區(qū)能承受高的電壓，因而能開(kāi)關(guān)高的功率。這時(shí)候，它和普通的PN結(jié)二極管的不同之處還在于無(wú)論在正向還是反向?qū)τ诖蟮母哳l幅度都具有線性的特性，相對(duì)于鐵氧體開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)，它具有較快的開(kāi)關(guān)速度和只需要較小的控制功率，圖2-1是PIN二極管用作電調(diào)諧波段轉(zhuǎn)換的電原理圖。當(dāng)轉(zhuǎn)換電壓為正時(shí)，有電流if流過(guò)PIN管，若If>10mA，則Rf將小于0.7Ω，這時(shí)，L2、L3通過(guò)PIN管及電容C被短路。當(dāng)轉(zhuǎn)換電壓為負(fù)時(shí)，二極管阻抗大于20kΩ，L2、L3接入回路。圖2-2是PIN二極管用作天線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的電路，用這種二極管使得隔離特性好，插入損耗也小。

  PlN二極管用作微波開(kāi)關(guān)時(shí)，高頻信號(hào)疊加在直流偏壓至上，作為好的開(kāi)關(guān)器件，通態(tài)應(yīng)盡量大，這就要求PIN二極管正向阻抗低反向阻抗高。使用較大的正向偏流，選用較大的I區(qū)載流子壽命和較小的I區(qū)寬度W，均可使正向阻抗降低。
 
  1.2關(guān)于開(kāi)關(guān)時(shí)間的討論
  PIN二極管實(shí)際上是一種特殊的電荷存貯二極管。當(dāng)它處于正向?qū)顟B(tài)時(shí)，希望I層貯存盡可能多的電子和空穴，以使正向阻抗降低的很低。當(dāng)它處于反向截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，則希望把I層貯存的載流子盡快的消除掉。這就是PIN二極管的開(kāi)關(guān)速度問(wèn)題。開(kāi)關(guān)速度由開(kāi)關(guān)時(shí)間決定，開(kāi)關(guān)時(shí)間主要取決于器件從通到關(guān)斷的關(guān)閉時(shí)間，即反向恢復(fù)時(shí)間。要減小反向恢復(fù)時(shí)間，就要減少正向是的存貯電荷和提高反向時(shí)存貯電荷的掃出速度。但是，減少正向時(shí)的存貯電荷勢(shì)必增加正向電阻，所以主要是靠提高反向時(shí)的掃出速度來(lái)縮短開(kāi)關(guān)時(shí)間。而清除I區(qū)的存貯電荷有兩個(gè)途徑，一是載流子的復(fù)合，二是反向電流的抽取作用。



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