射頻電路的PIN二極管簡述

第第頁射頻電路的PIN二極管簡述（PI）N（二極管）是射頻電路里的一種重要元件。

PIN二極管與普通二極管的不同之處在于，PIN二極管在PN結(jié)之間，還有一個未摻雜的本征（半導(dǎo)體）層，即：I層。

從半導(dǎo)體物理的原理層面來說，理解PIN二極管的特性，對于無線電技術(shù)來說，沒有太大必要，我們只需要了解，當(dāng)PIN二極管通過正向（電流）時，它對（射頻）（信號）的（電阻）會隨著直流電流的增大而減小，而當(dāng)直流電流減小到0時，它的射頻電阻則會趨于極大。

PIN二極管因?yàn)槎嗔艘粋€本征I層，所以，它的結(jié)（電容）很小，通常在1pF以下。

PIN二極管還有一個參數(shù)是，特征頻率，對于大多數(shù)PIN二極管來說，通常是1MHz左右。

PIN二極管，對高于特征頻率的射頻信號，表現(xiàn)為一個電阻，而低于的，表現(xiàn)為像一個普通（整流二極管）。

應(yīng)用于射頻系統(tǒng)的PIN二極管主要分兩類：

1、是可變電阻式的。

2、是開關(guān)式的。

實(shí)際上，后者可以理解為前者的特例，即：開關(guān)型PIN二極管只需很小的正向直流電流控制，便可具備極小的射頻電阻。

如下圖所示：

可見，開關(guān)型二極管的在1mA的正向電流下，射頻電阻僅2歐姆，而另一個的射頻電阻隨著正向電流在很寬的范圍內(nèi)變化，是個理想的射頻可變電阻。

下圖是PIN二極管的基本應(yīng)用電路：

圖中，當(dāng)控制電壓VT使PIN二極管導(dǎo)通時，射頻信號通道呈現(xiàn)低阻抗?fàn)顟B(tài)，而VT為零或者為負(fù)值時，二極管截止，射頻通道呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)。

這樣就實(shí)現(xiàn)了射頻開關(guān)或者射頻可變電阻的功能。

然而實(shí)際用PIN二極管設(shè)計(jì)開關(guān)或者衰減器時，不會這么簡單。

而是使用更多的PIN二極管，可以實(shí)現(xiàn)更高的隔離度，或者達(dá)到更寬的衰減器調(diào)節(jié)范圍。

在小信號狀態(tài)下，普通高頻二極管也可以代替PIN二極管實(shí)現(xiàn)射頻開關(guān)的功能。但是PIN二極管不論用做開關(guān)還是衰減器，都可以用不很大的直流電流取控制非常強(qiáng)的射頻信號（只要不超過PIN功耗的極限）。

PIN二極管獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，尅確保它對射頻信號始終表現(xiàn)為一個線性電阻的性質(zhì)，而開關(guān)型的PIN二極管則（智能）對峰值低于它的導(dǎo)通閥值的射頻信號實(shí)現(xiàn)（開關(guān)控制）。

PIN二極管是射頻電路中常用的元件，但是價格遠(yuǎn)高于普通二極管，實(shí)際上對于50MHz以下的應(yīng)用，很多高反壓的低頻小電流整流管是很好的開關(guān)型PIN的代用品。因?yàn)?，這些高反壓二極管本身就是PIN結(jié)構(gòu)的，只是結(jié)電容稍大一