หลักการและการประยุกต์ใช้ไดโอด PIN คืออะไร? (ตอนที่ 2)

ไดโอดทั่วไปประกอบด้วยจุดเชื่อมต่อ PN ไดโอด PIN เป็นไดโอด PIN โดยการเพิ่มชั้นบาง ๆ ของสารกึ่งตัวนำภายในที่มีการเติมต่ำระหว่างวัสดุสารกึ่งตัวนำ P และ N เนื่องจากการมีอยู่ของชั้น Intrinsic ไดโอด PIN จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ตั้งแต่การใช้งานความถี่ต่ำไปจนถึงความถี่สูง ส่วนใหญ่ใช้ในฟิลด์ RF เป็นสวิตช์ RF และวงจรป้องกัน RF และยังใช้เป็นโฟโตไดโอดอีกด้วย ไดโอด PIN รวมถึงโฟโตไดโอด PIN และไดโอดสลับ PINใช้ส่วนที่ 1.

3. ไดโอด PIN เป็นสวิตช์ RF

①หลักการทำงาน

เนื่องจากความต้านทาน RF ของไดโอด PIN เกี่ยวข้องกับกระแสไบแอส DC จึงสามารถใช้เป็นสวิตช์ RF และตัวลดทอนได้ วงจรสวิตชิ่ง RF ซีรีส์: เมื่อไดโอดมีความเอนเอียงเป็นบวก จะเปิด (ลัดวงจร); เมื่อไดโอดเป็นศูนย์หรือไบอัสย้อนกลับ แบนด์วิธสามารถเปลี่ยนแปลงได้: ไม่เพียงแต่ความถี่การทำงานสูงสุดของสวิตช์จะถูกจำกัด แต่ความถี่ในการทำงานต่ำสุดจะถูกจำกัด เช่น หลอด PIN ไม่สามารถควบคุมได้ เปิด-ปิดสัญญาณ DC หรือความถี่ต่ำ สวิตช์ยังมีความถี่ในการทำงานสูง ซึ่งได้รับผลกระทบจากความถี่ตัดของท่อ แถบความถี่ของสวิตช์จะต้องกว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้① เนื่องจากแถบความถี่ของแหล่งสัญญาณจะกว้างขึ้นเรื่อยๆ

②พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ

การสูญเสียการแทรกและการแยก: การลดทอนการแทรกถูกกำหนดเป็นพลังงาน P สูงสุดที่สร้างโดยแหล่งสัญญาณ

อัตราส่วนของพลังงานจริง P ต่อโหลดที่ได้รับเมื่อเปิดสวิตช์ นั่นคือ P/P หากกำลังไฟฟ้าจริงของโหลดเมื่อปิดสวิตช์คือ P จะแสดงถึงการแยกซึ่งเขียนในรูปของเดซิเบล:

ตามคำจำกัดความของพารามิเตอร์การกระเจิงเครือข่าย มี:

สำหรับสวิตช์ในอุดมคติ:การลดทอนเป็นอนันต์เมื่อตัดการเชื่อมต่อ การลดทอนเป็นศูนย์เมื่อเปิดเครื่อง และโดยทั่วไปแล้วอัตราส่วนของทั้งสองจะต้องมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เท่านั้น เนื่องจากอิมพีแดนซ์ของหลอด PIN ไม่สามารถลดลงเป็นศูนย์ได้ และไม่สามารถเพิ่มขึ้นเป็นอนันต์ได้ สวิตช์จริงจึงไม่มีการลดทอนแบบไม่จำกัดเมื่อตัดการเชื่อมต่อ และไม่เป็นศูนย์เมื่อเปิดสวิตช์ โดยทั่วไปจะมีเพียงอัตราส่วนเท่านั้น ในทั้งสองอย่างควรมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การลดทอนการเปิด-ปิดของสวิตช์เรียกว่าการสูญเสียการแทรก และการลดทอนเมื่อถูกตัดการเชื่อมต่อเรียกว่าการแยก การสูญเสียการแทรกและการแยกเป็นตัวบ่งชี้พื้นฐานในการวัดคุณภาพของสวิตช์ เป้าหมายคือการออกแบบสวิตช์ที่มีการสูญเสียการแทรกต่ำและการแยกส่วนสูง

ความจุไฟฟ้า:ความจุพลังงานที่เรียกว่าสวิตช์หมายถึงกำลังไมโครเวฟสูงสุดที่สามารถทนได้ ความจุพลังงานของไดโอด PIN ส่วนใหญ่ถูกจำกัดโดยสองด้านต่อไปนี้: การใช้พลังงานสูงสุดที่อนุญาตเมื่อเปิดหลอด; แรงดันย้อนกลับสูงสุดที่ท่อสามารถทนได้เมื่อถูกตัด นั่นคือ แรงดันพังทลายย้อนกลับ หากสวิตช์เกินขีดจำกัดเหล่านี้ขณะทำงาน สวิตช์ตัวแรกจะทำให้อุณหภูมิในท่อสูงเกินไปและไหม้ได้ หลังจะทำให้หิมะถล่มพังทลายในโซน I ซึ่งจะถูกกำหนดโดยกำลังสัญญาณไมโครเวฟที่น้อยกว่าที่อนุญาตในสถานะเปิดและปิดของสวิตช์ ผลกระทบแบบไม่เชิงเส้นที่กำลังสูง (IIP3

นอกจากนี้ยังเป็นปัจจัยหลักในพลังของสวิตช์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานีฐานการสื่อสารเคลื่อนที่

ข้อกำหนดของไดรเวอร์: วงจรไดรเวอร์ของสวิตช์หลอด PI N และสวิตช์ FET นั้นแตกต่างกัน วงจรแรกต้องให้ไบอัสปัจจุบัน วงจรหลังต้องมีไบอัส ไดรเวอร์ดีหรือไม่ดีเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความเร็วในการเปลี่ยน

ความเร็วในการเปลี่ยน: หมายถึงความเร็วในการเปิดและปิด ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญมากในอุปกรณ์ที่รวดเร็ว สมการปัจจุบันในโซน I สามารถแสดงรายการได้ดังนี้:

ความเร็วในการเปลี่ยนจะเพิ่มขึ้นตามลำดับของ ns โดยปกติจะใช้หลอด PIN ที่มีชั้นบางมาก I เนื่องจากจำนวนพาหะที่จัดเก็บไว้ในชั้นบาง ๆ I มีขนาดเล็ก และเวลาในการเปลี่ยนจะสั้นลงอย่างมาก ในกรณีนี้ เวลาเปลี่ยนโดยทั่วไป ขึ้นอยู่กับพาหะที่ข้ามเวลาของเลเยอร์ I และไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับอายุของพาหะ เพื่อปรับปรุงความเร็วในการเปลี่ยน สามารถเลือกท่อที่มีอายุการใช้งานสั้นเพื่อเพิ่มแอมพลิจูดพัลส์ของกระแสควบคุม แต่ท่อหลังจะถูกจำกัดด้วยกำลังสูงสุดของท่อ PIN และแรงดันพังทลายย้อนกลับ

อัตราส่วนคลื่นยืนแรงดัน (VSWR):ส่วนประกอบใดๆ ในช่องสัญญาณความถี่สูงจะไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการสูญเสียการแทรก แต่ยังทำให้คลื่นนิ่งบนสายส่งสัญญาณเพิ่มขึ้นด้วย คลื่นนิ่งเกิดจากการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งและสะท้อน ซึ่งมักเกิดจากอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกันในส่วนต่างๆ ของระบบ หรืออิมพีแดนซ์ไม่ตรงกันที่จุดเชื่อมต่อในระบบ

อัตราส่วนการสลับ:เมื่อหลอด PIN ไม่พิจารณาพารามิเตอร์กาฝากของบรรจุภัณฑ์ สถานะไปข้างหน้าสามารถแสดงโดยความต้านทานไปข้างหน้า R1 และสถานะย้อนกลับสามารถแสดงโดยความต้านทานอนุกรมย้อนกลับ R2 และรีแอกแตนซ์รีแอกแตนซ์ I-layer jXc ในอนุกรม . เนื่องจาก > R2 จึงสามารถประมาณสถานะย้อนกลับได้ด้วย jXc เราจึงเรียกอัตราส่วนของอิมพีแดนซ์บวกและลบของทั้งสองสถานะว่า Xc/R1 เป็นอัตราส่วนการสลับ เพื่อวัดข้อดีและข้อเสียของสวิตช์ PIN หากต้องการเพิ่มอัตราส่วนการสลับ C และ R2 จะต้องค่อนข้างเล็ก และจะเห็นได้ว่าประสิทธิภาพการสลับจะลดลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น

ข้อมูลติดต่อ:

หากคุณมีความคิดใด ๆ โปรดอย่าลังเลที่จะพูดคุยกับเรา ไม่ว่าลูกค้าของเราจะอยู่ที่ไหนและความต้องการของเราคืออะไร เราจะทำตามเป้าหมายของเราเพื่อให้ลูกค้าของเราได้รับสินค้าคุณภาพสูง ราคาต่ำ และบริการที่ดีที่สุด