Aký je pracovný princíp pin diód v komunikácii RF?

1, štrukturálne charakteristiky diódy PIN
PIN dióda pozostáva z P - typu polovodičová vrstva, vnútornej polovodičovej vrstvy (vrstva I) a n - typu polovodičová vrstva. P - Polovičné vrstvy typu sú bohaté na otvory, n - Typ polovodičové vrstvy sú bohaté na elektróny, zatiaľ čo vnútorné polovodičové vrstvy nemajú takmer žiadne nečistoty a vysoký odpor. Táto špeciálna štruktúra umožňuje PIN dióda vykazovať rôzne výhody v elektrických charakteristikách a praktických aplikáciách v porovnaní s bežnými diódami. Prítomnosť vrstvy I významne znižuje križovatku križovatky PN, zatiaľ čo zvyšuje šírku depléčnej oblasti, čím sa zvyšuje jej citlivosť a citlivosť na vysoké frekvenčné signály {}}.
2, pracovný princíp pin diódy
(1) Štát vpred zaujatosti
Ak je dióda PIN v stave predpätia, to znamená, oblasť P je pripojená k pozitívnemu napätiu a N Región je pripojený k zápornému napätiu. V tomto bode externé elektrické pole oslabí postavené - v elektrickom poli medzi oblasťami P a N, čím zúži oblasť vyčerpania. Pri pôsobení elektrickej sily v teréne sa otvoria otvory v oblasti P a elektróny v oblasti N difundujú smerom k sebe a vstrekujú do oblasti I. S zvyšujúcim sa napätím vpred zaujatosti sa zvyšuje počet nosičov náboja vložených do oblasti I. Tieto nosiče náboja sa rekombínujú v oblasti I a tvoria oblak náboja, ktorý významne znižuje odpor regiónu I. Preto PIN diódy vykazujú stav s nízkou impedanciou, podobný skratu, čo umožňuje hladké prejsť signály RF.
(2) Stav zaujatosti
Keď je dióda PIN v stave zaujatosti, to znamená, oblasť P je pripojená k zápornému napätiu a N Región je pripojený k pozitívnemu napätiu. Externé elektrické pole vylepšuje postavené - v elektrickom poli medzi oblasťami P a N, čím sa rozširuje oblasť vyčerpania. Nosiče náboja v oblasti I sú silne priťahované k hranici medzi regiónmi P a N a v oblasti I nie je takmer žiadny oblak náboja, čo vedie k zvýšeniu odporu. V tomto bode vykazuje PIN dióda vysoký impedančný stav, podobný otvorenému obvodu, ktorý môže účinne zabrániť prechodu RF signálov a dosiahnuť izoláciu signálu.
(3) stav nulovej zaujatosti
Ak nie je externé napätie, vnútorná oblasť (oblasť I) medzi typom p - a n {- polovodičov typu vytvára oblasť vyčerpania v dôsledku zabudovanej {- v elektrickom poli na oboch stranách, kde nie sú takmer žiadne voľné operátory, takže vykazujú vysokú impedančnú charakteristiku.
3, pracovný princíp pin diód ako RF komponent
(1) RF prepínač
Aplikácia pin diód v RF prepínačoch je jedným z najdôležitejších scenárov. Zmenou predpätia je možné riadiť stavy vedenia a medznej hodnoty diódy PIN, čím sa dosiahne - z ovládacieho prvku RF signálu. V rámci predprúdovej diódy vykazuje PIN dióda nízky impedančný stav, čo umožňuje hladké prejsť signály RF; Pri spätnej skreslení vykazuje PIN dióda vysoký impedančný stav a RF signál je blokovaný. Výkon RF prepínačov sa zvyčajne meria ukazovateľmi, ako je strata vloženia, izolácia a výkonová kapacita. Strata vloženia odráža útlm signálu prepínača v vodivom stave, zatiaľ čo izolácia označuje schopnosť prepínača blokovať signály v otvorenom stave. Aby sa dosiahli ciele nízkej straty vloženia a vysokej izolácie, sú pin diódy obvykle navrhnuté s tenkou i - štruktúrou vrstvy, aby sa skrátil čas tranzitu nosičov náboja a zlepšila rýchlosť prepínania.
(2) tlmivo
Pin diódy sa môžu použiť aj ako zoslabovače. Pripojením viacerých pinových diód v sérii alebo paralelnom a reguláciou ich predpätia je možné dosiahnuť variabilné útlm RF signálov. Keď je dióda PIN vpred zaujatá, jej impedancia je nízka a útlm signálu je malý; Keď je spätná skreslená, zvyšuje sa impedancia a zvyšuje sa útlm signálu. Presným reguláciou predpätia je možné dosiahnuť presné úpravu útlmu. Atenutory sa používajú v komunikačných systémoch na úpravu sily signálu, na ochranu prijímacích zariadení pred silným rušením signálu a môžu sa tiež použiť na úpravu zisku a rovnováhy signálu.
(3) Fázový radič
Pin diódy sa môžu tiež použiť na navrhovanie fázových radičov v radarových a komunikačných systémoch. Zmenou predpätia napätia diódy PIN sa môže zmeniť jej vnútorná kapacita a indukčnosť, čím sa zmení fáza signálu. Fázové radiče hrajú rozhodujúcu úlohu pri fázovom radare poľa, čo umožňuje rýchle skenovanie a smerové riadenie radarového lúča. Presným riadením predpätia napätia každej diódy PIN je možné dosiahnuť presné nastavenie tvaru a smeru lúča.
4, Výhody pin diód v komunikácii RF
(1) rýchla rýchlosť spínača
Rýchlosť prepínania pin diód je veľmi rýchla, ktorá môže dokončiť ON - vypínanie signálov vo veľmi krátkom čase. Rýchlosť prepínania závisí hlavne od hrúbky vrstvy I a životnosti nosičov náboja. Optimalizáciou hrúbky vrstvy i - a výberom materiálov s krátkymi životnosťou sa dá ďalej zlepšiť rýchlosť prepínania. Rýchlosť rýchleho prepínania umožňuje PIN dióda, aby spĺňali požiadavky vysokej - rýchlostné komunikácie a spracovanie signálu, vďaka čomu sú vhodné pre vysoké {{{}} frekvencia a vysoké {- rýchlostné aplikácie RF.
(2) Nízka strata
Pri skreslení vpred majú diódy PIN majú nižšiu stratu odporu a vloženia. V dôsledku nízkej dopingovej koncentrácie vrstvy I je miera rekombinácie nosičov náboja v oblasti I nízka, čím sa znižuje strata energie. Charakteristika s nízkou stratou umožňuje diódami PIN znížiť útlm a skreslenie signálu počas prenosu signálu RF, čím sa zlepšuje kvalita prenosu signálu.
(3) Vysoká úroveň izolácie
PIN diódy majú vysokú impedanciu a izoláciu pri skreslení spätného skreslenia. Jeho charakteristika vysokej impedancie môže účinne izolovať interferenciu a presluch medzi rôznymi signálnymi cestami, čím sa zabezpečí čistota signálu. Vysoká izolácia umožňuje pin diódy dosiahnuť presnú kontrolu a prenos signálov v RF obvodoch.
(4) dobrá linearita
PIN diódy vykazujú dobrú linearitu, keď sú vpred zaujaté. Medzi jeho prúdom a napätím existuje lineárny vzťah, ktorý dokáže udržať amplitúdu a fázové charakteristiky signálu počas prenosu nezmenené. Dobrá linearita spôsobuje, že PIN diódy je vhodné pre komunikačné systémy, ktoré vyžadujú vysokú kvalitu signálu, ako je digitálna komunikácia, satelitná komunikácia atď.
(5) Ľahko sa integrovať
PIN diódy môžu byť integrované s inými polovodičovými zariadeniami na rovnakom čipe, aby sa vytvorili výkonnejšie integrované systémy obvodov. Prostredníctvom technológie integrovaného obvodu je možné integrovať viaceré pinové diódy s inými komponentmi, aby sa dosiahli zložité RF funkcie. Tento integrovaný návrh nielen zlepšuje integráciu a spoľahlivosť systému, ale tiež znižuje veľkosť a náklady na obvod.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {2bll