Jaka jest zasada robocza diody PIN w komunikacji RF?

1, Charakterystyka strukturalna diody PIN
Dioda pinów składa się z warstwy półprzewodników typu p -, wewnętrznej warstwy półprzewodników (warstwa I n -. P - Warstwy półprzewodnikowe są bogate w otwory, n - Type warstwy półprzewodnikowe są bogate w elektrony, podczas gdy wewnętrzne warstwy półprzewodników prawie nie mają zanieczyszczeń i wysokiej rezystywności. Ta specjalna struktura umożliwia diodom PIN wykazując różne zalety w cechach elektrycznych i praktycznych zastosowaniach w porównaniu do zwykłych diod. Obecność warstwy I znacznie zmniejsza pojemność połączenia połączenia PN, jednocześnie zwiększając szerokość regionu wyczerpania, zwiększając w ten sposób jego reaktywność i wrażliwość na sygnały częstotliwości o wysokiej -.
2, zasada pracy diody PIN
(1) Stan uprzedzenia do przodu
Gdy dioda PIN jest w stanie odchylenia do przodu, to znaczy region P jest podłączony do napięcia dodatnim, a region N jest podłączony do napięcia ujemnego. W tym momencie zewnętrzne pole elektryczne osłabi zbudowane - w polu elektrycznym między regionami P i N, zwężając region wyczerpania. Zgodnie z działaniem siły pola elektrycznego otwory w regionie P i elektrony w regionie N rozpraszają się w kierunku siebie i wstrzykują do regionu I. Wraz ze wzrostem napięcia odchylenia do przodu liczba przewoźników ładunków wstrzykniętych do regionu I wzrasta. Te nośniki ładowania rekombinują w regionie I, tworząc chmurę ładunku, która znacznie zmniejsza opór regionu I. Dlatego diody PIN wykazują stan niskiej impedancji, podobny do zwarcia, umożliwiając płynne przechodzenie sygnałów RF.
(2) Stan odwrotnego odchylenia
Gdy dioda PIN jest w stanie odwrotnego odchylenia, to znaczy region P jest podłączony do napięcia ujemnego, a region N jest podłączony do napięcia dodatnim. Zewnętrzne pole elektryczne wzmacnia zbudowane - w polu elektrycznym między regionami P i N, poszerzając region wyczerpania. Przewoźnicy ładunku w regionie I są silnie przyciągani do granicy między regionami P i N, a w regionie I prawie nie ma chmury ładowania, co powoduje wzrost oporu. W tym momencie dioda PIN wykazuje stan wysokiego impedancji, podobny do otwartego obwodu, który może skutecznie zapobiec przejściu sygnałów RF i osiągnąć izolację sygnału.
(3) Zero uprzedzeń
Gdy nie ma napięcia zewnętrznego, region wewnętrzny (region I) między typem p - i n - typu półprzewodników tworzą region wyczerpania z powodu zbudowanego - po polu elektrycznym, gdzie nie ma prawie żadnych wolnych przewoźników, w ten sposób wykazują wysokie cechy impedancji.
3, zasada pracy diody PIN jako komponentu RF
(1) Przełącznik RF
Zastosowanie diod PIN w przełącznikach RF jest jednym z najważniejszych scenariuszy. Zmieniając napięcie stronniczości, stany przewodnictwa i odcięcia diody PIN można kontrolować, osiągając w ten sposób - na kontrolę sygnału RF. Zgodnie z odchyleniem do przodu dioda PIN wykazuje stan niskiej impedancji, umożliwiając płynne przechodzenie sygnałów RF; Zgodnie z odwrotnym stroną odchylenia dioda PIN wykazuje stan wysokiej impedancji, a sygnał RF jest blokowany. Wydajność przełączników RF jest zwykle mierzona przez wskaźniki takie jak utrata wstawiania, izolacja i pojemność mocy. Utrata wstawiania odzwierciedla tłumienie sygnału przełącznika w stanie przewodnictwa, podczas gdy izolacja wskazuje na zdolność przełącznika do blokowania sygnałów w stanie otwartym. Aby osiągnąć cele niskiej utraty wstawienia i wysokiej izolacji, diody pinowe są zwykle projektowane z cienką strukturą warstwy I - w celu skrócenia czasu tranzytu nośników ładowania i poprawy prędkości przełączania.
(2) tłumik
Diody szpilkowe mogą być również stosowane jako tłumiki. Łącząc wiele diod PIN w szeregu lub równolegle i kontrolując napięcie stronniczości, można osiągnąć zmienne tłumienie sygnałów RF. Gdy dioda PIN jest stronnicza do przodu, jego impedancja jest niska, a tłumienie sygnału jest niewielkie; Gdy odwrotnie jest stronnicza, zwiększa się impedancja, a tłumienie sygnału wzrasta. Dzięki precyzyjnemu kontrolowaniu napięcia stronniczości można osiągnąć precyzyjne dostosowanie tłumienia. Tłumiki są używane w systemach komunikacyjnych do dostosowywania siły sygnału, ochrony urządzeń odbiorczych przed silną interferencją sygnału, a także można je użyć do dostosowania wzmocnienia i równowagi sygnału.
(3) Zmiana fazowa
Diody PIN można również wykorzystać do projektowania zmiany biegów w systemach radarowych i komunikacyjnych. Zmieniając napięcie stronniczości diody PIN, jego wewnętrzna pojemność i indukcyjność można zmienić, zmieniając w ten sposób fazę sygnału. Przesuwniki faz odgrywają kluczową rolę w fazie radaru macierzy, umożliwiając szybkie skanowanie i kierunkową kontrolę wiązki radaru. Dzięki precyzyjnemu kontrolowaniu napięcia stronniczości każdej diody szpilkowej można osiągnąć precyzyjną regulację kształtu i kierunku wiązki.
4, Zalety diod PIN w komunikacji RF
(1) Szybka prędkość przełącznika
Prędkość przełączania diod pin jest bardzo szybka, co może zakończyć ON - wyłączenie sygnałów w bardzo krótkim czasie. Prędkość przełączania zależy głównie od grubości warstwy I i żywotności nośników ładunku. Optymalizując grubość warstwy I - i wybierając materiały o krótkim okresie życia, prędkość przełączania można dodatkowo poprawić. Szybka prędkość przełączania umożliwia diodom PIN spełnienie wymagań wysokiej - komunikacji prędkości i przetwarzania sygnału, dzięki czemu są odpowiednie dla wysokiej częstotliwości - i wysokiej - aplikacji RF.
(2) Niska utrata
Diody pinowe mają niższy opór i utratę wstawienia po uprzedzeniu. Ze względu na niskie stężenie dopingu warstwy I, szybkość rekombinacji nośników ładunku w regionie I jest niska, zmniejszając w ten sposób utratę energii. Niska charakterystyka strat umożliwia diodom PIN zmniejszenie tłumienia sygnału i zniekształceń podczas transmisji sygnału RF, poprawiając jakość transmisji sygnału.
(3) Wysoki poziom izolacji
Diody szpilkowe mają wysoką impedancję i izolację po odwróconej stronniczości. Jego charakterystyka wysokiej impedancji może skutecznie izolować zakłócenia i przesłuch między różnymi ścieżkami sygnału, zapewniając czystość sygnału. Wysoka izolacja umożliwia diodom PIN osiągnięcie precyzyjnej kontroli i transmisji sygnałów w obwodach RF.
(4) Dobra liniowość
Diody szpilkowe wykazują dobrą liniowość po uprzedzeniu. Istnieje liniowa zależność między jego prądem a napięciem, która może utrzymać charakterystykę amplitudy i fazową sygnału niezmienionego podczas transmisji. Dobra liniowość sprawia, że ​​diody PIN są odpowiednie dla systemów komunikacyjnych wymagających wysokiej jakości sygnału, takich jak komunikacja cyfrowa, komunikacja satelitarna itp.
(5) Łatwy do zintegrowania
Diody PIN można zintegrować z innymi urządzeniami półprzewodnikowymi na tym samym układie, aby utworzyć silniejsze systemy obwodów zintegrowanych. Dzięki technologii zintegrowanego obwodu wielokrotne diody PIN można zintegrować z innymi komponentami w celu osiągnięcia złożonych funkcji RF. Ten zintegrowany projekt nie tylko poprawia integrację i niezawodność systemu, ale także zmniejsza rozmiar i koszt obwodu.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd ((2} }diode/schottky ((3} }diode ({4} }bat54.html