PIN二極體(高頻二極體)的原理及特性介紹

admin @ 2014-03-19 , reply:0

PIN二極體(高頻二極體)的原理及特性介紹
PIN二極體(高頻二極體)的原理及特性介紹

 


什麼叫pin二極體


 pin二極體實際上是靜態結電容很小的一種用應在高頻開關方面的特殊二極體。

普通的二極體由PN結組成,因為本身普通的diode,PN Junction會有寄生電容,寄生電容對電路的影響不可忽略,為了減小它,最好的方法是將兩個電容串聯,串聯電容小於任何一個電容。PIN就是利用了這個原理,將一個寄生電容分為兩個電容(PI和NI 寄生電容)的串聯。

在P和N半導體材料之間加入一薄層低摻雜的本徵(Intrinsic)半導體層,組成的這種P-I-N結構的二極體就是PIN Diode.正因為有Intrinsic層的存在,PIN diode應用很廣泛,從低頻到高頻的應用都有,主要用在RF領域,用作RF Switch和RF保護電路,也有用做PhotoDiode。


pin二極體的等效電路

圖1是PIN 二極體在高頻領域的等效電路





(a) 加正向偏壓時                             (b)加反向偏壓時



圖1 PIN 二極體等效電路



如圖1(a)所示, FR 為加順向電壓時的電阻,而它會根據圖1(a)所示,隨著偏壓電流FI 變化。會造成大量電流的流動,使得RF只有0.1Ω ~10Ω 之間的低電阻狀態,也就是說已達到ON 狀態。





(a)正向偏壓電流與正向阻抗特性曲線     (a)反向偏壓電流與反向電容特性曲線



圖2PIN 二極體的特性曲線

另一方面,如圖1(b)所示,當加逆向偏壓時,電容JC 不會隨偏壓變化,而會維持固定值(約0.1pF ~10pF 之間),使其為一高阻抗,也就是說,它已變成OFF 壯態。而圖1(b)中, R R 之值約在1Ω ~100Ω左右。


總之,PIN 二極體是用加順向或逆向偏壓來對高頻信號之阻抗變化,故能 ON/OFF 的控制通過PIN 二極體的高頻信號。





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