pin 二極管

PIN二極管是兩端半導(dǎo)體器件，其結(jié)構(gòu)不同于普通二極管的地方主要是在重?fù)诫s的P區(qū)和N區(qū)中間夾一層本征層(即I層)。在其兩端施加不同的直流電，PIN管本征層(I層)的載流子數(shù)目會(huì)發(fā)生變化。在反向偏置時(shí)，I區(qū)將導(dǎo)致極高的二極管擊穿電壓，而器件電容是通過(guò)增大P區(qū)和N區(qū)的距離來(lái)減小的，在正向偏置時(shí)，I區(qū)的電導(dǎo)率是由末端區(qū)植入電荷來(lái)控制的。這種二極管是一種低失真的偏流控制電阻器，且具有良好的線性性能。PIN二極管的直流福安特性和PN結(jié)二極管是一樣的，但是在微波段卻有本質(zhì)的差別。由于PIN二極管I層的總電荷主要是由偏置電流決定的，而不是微波電流瞬時(shí)值產(chǎn)生的所以對(duì)微波信號(hào)只呈現(xiàn)一個(gè)線性電阻。該阻值由直流偏置決定，正偏時(shí)阻抗很小，接近短路；反偏時(shí)很大，接近開(kāi)路。因此，PIN二極管對(duì)微波信號(hào)不產(chǎn)生非線性整流作用，這是和普通二極管的根本區(qū)別。

pin 二極管開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)

由于PIN二極管可以根據(jù)不同的射頻微波信號(hào)表現(xiàn)出不同阻抗特性，因此，利用直流電平信號(hào)對(duì)射頻微波信號(hào)進(jìn)行控制，從而控制PIN二極管的阻抗，實(shí)現(xiàn)電路開(kāi)關(guān)的功能。實(shí)際中，PIN二極管用作射頻開(kāi)關(guān)均會(huì)產(chǎn)生一定的電抗和損耗電阻，應(yīng)用中要求將降低這些影響。

pin 二極管衰減電路設(shè)計(jì)

衰減器的主要作用是探知系統(tǒng)插損的電路，例如Pi型T型插損探知衰減電路，電阻網(wǎng)絡(luò)即可作為簡(jiǎn)單的衰減器。衰減器在射頻電路中廣泛使用，不僅可以隔離兩個(gè)放大級(jí)，而且可以通過(guò)對(duì)衰減器的控制從而達(dá)到信道APC和AGC的功能。

將兩個(gè)相同的PIN二極管串聯(lián)，相當(dāng)于衰減模型的串聯(lián)電阻，這樣使得衰減電路的動(dòng)態(tài)范圍明顯增加，偶次失真被消除。另外，也簡(jiǎn)化了匹配和偏置電路，但是也增加了插入電路的耗損。在此電路中，控制衰減電壓幅度，可以實(shí)現(xiàn)控制射頻信號(hào)的衰減。

pin 二極管調(diào)制電路設(shè)計(jì)

PIN二極管對(duì)于射頻信號(hào)可以表現(xiàn)出不同的衰減程度，可以利用這一特性設(shè)計(jì)出AM調(diào)制電路。由RF或微波單頻信號(hào)等射頻載波信號(hào)以及低頻調(diào)制信號(hào)（一般在DC-10MHz范圍內(nèi)）共同完成其調(diào)制過(guò)程。PIN二極管偏置電流由低頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行控制，通過(guò)PIN二極管的載波幅度大小的變化而產(chǎn)生調(diào)制波形。 2100433B

PIN二極管屬于可變阻抗器，它需要通過(guò)一定的頻率范圍來(lái)完成工作任務(wù)；從應(yīng)用范圍來(lái)看，主要應(yīng)用于射頻、UHF、微波電路之中；從控制方面來(lái)看，則可以通過(guò)直流電流對(duì)阻抗值加以控制（要求兩端共同作用完成控制）；從特征上來(lái)看，它具備自身客觀性的獨(dú)立特異性、性質(zhì)比較鮮明，比如，偏置電流小、控制射頻功率大就非常引人注意。

1、直流工作狀態(tài)

當(dāng)無(wú)外加電壓時(shí)，PIN二極管因?yàn)镮區(qū)由于耗盡層的存在呈現(xiàn)高阻抗特性。當(dāng)給PIN二極管提供正向偏置電壓時(shí)，P區(qū)和N區(qū)的載流子進(jìn)入I區(qū)，并在I區(qū)中復(fù)合，但由于I區(qū)中摻雜濃度低，不會(huì)像PN結(jié)二極管中一樣立即復(fù)合，經(jīng)過(guò)有一定的延遲時(shí)間后達(dá)到電流穩(wěn)定狀態(tài)，而I區(qū)中有一定的載流子的存在電阻就會(huì)降低呈現(xiàn)低阻抗?fàn)顟B(tài)。當(dāng)外加反向偏置電壓時(shí)，由于本已存在的內(nèi)建電場(chǎng)得到加強(qiáng)，使得空間電荷區(qū)變寬，此時(shí)的PIN二極管類似于一個(gè)電阻串聯(lián)一個(gè)電容。

2、射頻工作狀態(tài)

對(duì)于同一類型的PIN二極管當(dāng)外加低頻信號(hào)時(shí)，由于頻率較低載流子在I區(qū)的渡越時(shí)間較短可以忽略不計(jì)，其呈現(xiàn)出與普通二極管一樣的特性，對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行整流等與PN二極管相同的作用。當(dāng)信號(hào)頻率升高到一定程度，載流子在I區(qū)中的渡越時(shí)間相對(duì)于信號(hào)周期不能忽略不計(jì)。信號(hào)在正負(fù)半周交替時(shí)，載流子從I區(qū)兩側(cè)同時(shí)注入，擴(kuò)散的時(shí)間還未達(dá)到完全復(fù)合時(shí)，外部信號(hào)周期已經(jīng)由正變負(fù)，載流子在I區(qū)中的復(fù)合作用而減少，但由于載流子在I區(qū)中的存在時(shí)間大于信號(hào)的半周期，所以載流子還沒(méi)有完全復(fù)合外加信號(hào)又由負(fù)變正，因而I區(qū)中始終存在一部分載流子，使得PIN二極管始終不能像普通二極管一樣達(dá)到截至狀態(tài)，而對(duì)于高頻信號(hào)來(lái)說(shuō)更像是一種線性原件。

從上面PIN二極管在直流和射頻狀態(tài)的特性可以看出：利用這一特性，可以在DF100A型發(fā)射機(jī)射頻增益控制電路中，用于衰減信號(hào)來(lái)保護(hù)和調(diào)整發(fā)射機(jī)狀態(tài)。

控制方式：采用TTL信號(hào)控制。'1'通'0'斷

PIN二極管型號(hào)的選擇主要是根據(jù)所做光功率計(jì)的測(cè)量范圍來(lái)確定的。常用的PIN二極管(如FU-15PD)都是小信號(hào)工作器件,光敏面不合適,能接收的光功率范圍很有限,所以一般不用它做光功率計(jì)的探測(cè)器。

PIN二極管還可以調(diào)節(jié)到高頻范圍。為改善隔離特性，我們可以將兩個(gè)或多個(gè)二極管串聯(lián)起來(lái)，但同時(shí)會(huì)引起介入損耗的增大。PIN二極管本質(zhì)上還屬于電流控制的電阻器。為減少介入損耗，它們需要采用大量的直流電源以降低I（本征）區(qū)內(nèi)的電阻率。這顯然會(huì)影響電池壽命。這種特點(diǎn)，再加上PIN二極管方案需要大量器件，使得這種技術(shù)很難應(yīng)用于便攜手持式產(chǎn)品。2100433B