
PIN二极管是射频电路中的重要元件。
PIN二极管与普通二极管的区别在于,PIN二极管在PN结之间,有一层未掺杂的本征半导体层,即I层。
从半导体物理的原理层面来说,无线电技术没必要去了解PIN二极管的特性。我们只需要知道,当PIN二极管通过正向电流时,其对射频信号的电阻会随着DC电流的增大而减小,当DC电流减小到0时,其射频电阻会趋于极大。
由于PIN二极管有一个额外的本征I层,其结电容非常小,通常低于1pF。
PIN二极管的另一个参数是特征频率,大多数PIN二极管的特征频率通常约为1MHz。
对于高于特征频率的RF信号,PIN二极管表现为电阻,而低于特征频率的信号表现为普通整流二极管。
射频系统中使用的PIN二极管主要分为两类:
1、是可变电阻。
2、为开关型。
实际上后者可以理解为前者的一个特例,即开关PIN二极管只需要很小的正向DC电流控制就可以有很小的射频电阻。
BRA64和BRA63是市场上常见的PIN二极管,它们的If-Rf特性曲线如下图所示:
可以看出,在1mA的正向电流下,开关型BAR63的射频电阻仅为2欧姆,而BAR64的射频电阻随正向电流在很宽的范围内变化,是一种理想的可变射频电阻。
下图显示了PIN二极管的基本应用电路:
在图中,当PIN二极管被控制电压VT导通时,RF信号通道呈现低阻抗状态,而当VT为零或负时,二极管关断,RF通道呈现高阻抗状态。
从而实现射频开关或射频可变电阻的功能。
然而,当用PIN二极管设计开关或衰减器时,就没那么简单了。
相反,可以使用更多PIN二极管来实现更高的隔离或更宽的衰减器调整范围。
在小信号条件下,普通高频二极管(如1N4148)也可以代替PIN二极管实现射频开关的功能。然而,无论PIN二极管是用作开关还是衰减器,它都可以以较小的DC电流(只要不超过PIN功耗的限制)接收非常强的RF信号。
PIN二极管独特的内部结构确保其对RF信号始终表现为线性电阻,而开关PIN二极管则智能地切换峰值低于其导通阈值的RF信号。
PIN二极管是射频电路中常用的元件,但其价格远高于普通二极管。事实上,对于50MHz以下的应用,许多具有高背压的低频小电流整流器是开关引脚的良好替代品。因为,这些高反向电压二极管本身就是PIN结构,只是结电容略大。比如1N4007的结电容约为10pF。大多数微玻璃封装(DO-35)具有小于5pF的高背电压结电容,可用于50MHz以下的射频信号,没有任何问题。编辑:CC









