Ποια είναι η αρχή λειτουργίας της διόδου PIN στην επικοινωνία RF;

1, δομικά χαρακτηριστικά της δίοδοι PIN
Μια δίοδος PIN αποτελείται από ένα στρώμα ημιαγωγού P -, ένα στρώμα ημιαγωγού ενδογενών (στρώμα I) και ένα στρώμα ημιαγωγού τύπου N -. P - Τύπος στρώματα ημιαγωγού είναι πλούσια σε τρύπες, n - Τύπος στρώματα ημιαγωγού είναι πλούσια σε ηλεκτρόνια, ενώ τα ενδογενή στρώματα ημιαγωγών δεν έχουν σχεδόν καμία ακαθαρσία και υψηλή αντίσταση. Αυτή η ειδική δομή επιτρέπει στις διόδους PIN να παρουσιάζουν διαφορετικά πλεονεκτήματα στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά και τις πρακτικές εφαρμογές σε σύγκριση με τις συνήθεις δίοδοι. Η παρουσία του στρώματος Ι μειώνει σημαντικά την χωρητικότητα της διασταύρωσης της διασταύρωσης PN, αυξάνοντας παράλληλα το πλάτος της περιοχής εξάντλησης, ενισχύοντας έτσι την ανταπόκρισή του και την ευαισθησία του σε υψηλά σήματα συχνότητας-.
2, η αρχή λειτουργίας της διόδου PIN
(1) Κατάσταση μεροληψίας προς τα εμπρός
Όταν η δίοδος PIN βρίσκεται σε κατάσταση προκατάληψης προς τα εμπρός, δηλαδή, η περιοχή Ρ συνδέεται με θετική τάση και η περιοχή Ν συνδέεται με αρνητική τάση. Σε αυτό το σημείο, το εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο θα αποδυναμώσει το ενσωματωμένο - σε ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των περιοχών Ρ και Ν, περιορίζοντας την περιοχή εξάντλησης. Κάτω από τη δράση της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου, οι τρύπες στην περιοχή Ρ και τα ηλεκτρόνια στην περιοχή Ν διαχέονται μεταξύ τους και εισάγουν στην περιοχή Ι. Καθώς αυξάνεται η τάση μεροληψίας προς τα εμπρός, ο αριθμός των φορέων φορτίου που εγχύθηκαν στην περιοχή Ι αυξάνεται. Αυτοί οι φορείς φόρτισης ανασυνδυάζουν στην περιοχή Ι, σχηματίζοντας ένα σύννεφο φορτίου που μειώνει σημαντικά την αντίσταση της περιοχής Ι. Ως εκ τούτου, οι διόδους PIN παρουσιάζουν κατάσταση χαμηλής αντίστασης, παρόμοια με ένα βραχυκύκλωμα, επιτρέποντας τα σήματα RF να περάσουν ομαλά.
(2) Κατάσταση αντίστροφης προκατάληψης
Όταν η δίοδος PIN βρίσκεται σε κατάσταση αντίστροφης μεροληψίας, δηλαδή η περιοχή Ρ συνδέεται με αρνητική τάση και η περιοχή Ν συνδέεται με θετική τάση. Το εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο ενισχύει το ενσωματωμένο - σε ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των περιοχών Ρ και Ν, διευρύνοντας την περιοχή εξάντλησης. Οι φορείς φόρτισης στην περιοχή Ι προσελκύονται έντονα από τα όρια μεταξύ των περιοχών P και Ν και δεν υπάρχει σχεδόν καμία φόρτιση σύννεφο που υπάρχει στην περιοχή Ι, με αποτέλεσμα την αύξηση της αντίστασης. Σε αυτό το σημείο, η δίοδος PIN παρουσιάζει μια κατάσταση υψηλής σύνθετης αντίστασης, παρόμοια με ένα ανοιχτό κύκλωμα, το οποίο μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά τη διέλευση σημάτων RF και να επιτύχει απομόνωση σήματος.
(3) Κατάσταση μηδενικής μεροληψίας
Όταν δεν υπάρχει εξωτερική τάση, η ενδογενή περιοχή (περιοχή Ι) μεταξύ του P - τύπου και του n - τύπου ημιαγωγών σχηματίζει μια περιοχή εξάντλησης λόγω του κατασκευασμένου - σε ηλεκτρικό πεδίο και στις δύο πλευρές, όπου δεν υπάρχουν σχεδόν ελεύθεροι φορέων, που να παρουσιάζουν υψηλά χαρακτηριστικά αντίστασης.
3, η αρχή λειτουργίας της διόδου PIN ως συστατικό RF
(1) Διακόπτης RF
Η εφαρμογή των διόδων PIN στους διακόπτες RF είναι ένα από τα σημαντικότερα σενάρια του. Με την αλλαγή της τάσης προκατάληψης, οι καταστάσεις αγωγιμότητας και αποκοπής της διόδου PIN μπορούν να ελεγχθούν, επιτυγχάνοντας έτσι - εκτός ελέγχου του σήματος RF. Κάτω από την προκατάληψη προς τα εμπρός, η δίοδος PIN παρουσιάζει κατάσταση χαμηλής αντίστασης, επιτρέποντας τα σήματα RF να περάσουν ομαλά. Κάτω από την αντίστροφη προκατάληψη, η δίοδος PIN παρουσιάζει κατάσταση υψηλής σύνθετης αντίστασης και το σήμα RF εμποδίζεται. Η απόδοση των διακόπτη RF μετράται συνήθως με δείκτες όπως η απώλεια εισαγωγής, η απομόνωση και η ικανότητα ισχύος. Η απώλεια εισαγωγής αντικατοπτρίζει την εξασθένηση του σήματος ενός διακόπτη σε μια κατάσταση αγώγιμης κατάστασης, ενώ η απομόνωση υποδεικνύει την ικανότητα του διακόπτη να εμποδίζει τα σήματα σε ανοιχτή κατάσταση. Προκειμένου να επιτευχθούν οι στόχοι της χαμηλής απώλειας εισαγωγής και της υψηλής απομόνωσης, οι διόδους PIN σχεδιάζονται συνήθως με μια λεπτή δομή στρώματος I - για να μειώσουν τον χρόνο διαμετακόμισης των φορέων φορτίου και να βελτιώσουν την ταχύτητα μεταγωγής.
(2) εξασθενητής
Οι δίοδοι PIN μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως εξασθενητές. Συνδέοντας πολλαπλές δίοδοι ακίδων σε σειρά ή παράλληλα και ελέγχοντας την τάση μεροληψίας τους, μπορεί να επιτευχθεί μεταβλητή εξασθένηση των σημάτων RF. Όταν η δίοδος PIN είναι προκατειλημμένη, η σύνθετη αντίσταση είναι χαμηλή και η εξασθένηση του σήματος είναι μικρή. Όταν αντίστροφα προκατειλημμένα, η αντίσταση αυξάνεται και η εξασθένηση του σήματος αυξάνεται. Με τον ακριβή έλεγχο της τάσης προκατάληψης, μπορεί να επιτευχθεί ακριβής ρύθμιση της εξασθένησης. Οι εξασθενητές χρησιμοποιούνται στα συστήματα επικοινωνίας για να ρυθμίσουν την αντοχή του σήματος, να προστατεύσουν τις συσκευές λήψης από ισχυρές παρεμβολές σήματος και μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη ρύθμιση του κέρδους και της ισορροπίας του σήματος.
(3) Μετατοπιστής φάσης
Οι δίοδοι PIN μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον σχεδιασμό μετατοπιστών φάσης σε συστήματα ραντάρ και επικοινωνίας. Με την αλλαγή της τάσης προκατάληψης της διόδου PIN, η εσωτερική χωρητικότητα και η επαγωγή της μπορεί να τροποποιηθεί, αλλάζοντας έτσι τη φάση του σήματος. Οι μετατοπιστές φάσης διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στο σταδιακό ραντάρ συστοιχίας, επιτρέποντας την ταχεία σάρωση και τον κατευθυντικό έλεγχο της δέσμης ραντάρ. Με τον ακριβή έλεγχο της τάσης μεροληψίας κάθε διόδου PIN, μπορεί να επιτευχθεί ακριβής ρύθμιση σχήματος δέσμης και κατεύθυνσης.
4, Πλεονεκτήματα των διόδων PIN στην επικοινωνία RF
(1) Ταχεία ταχύτητα διακόπτη
Η ταχύτητα μεταγωγής των διόδων PIN είναι πολύ γρήγορη, η οποία μπορεί να ολοκληρώσει το on - απενεργοποιήστε την εναλλαγή των σημάτων σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Η ταχύτητα μεταγωγής εξαρτάται κυρίως από το πάχος του στρώματος Ι και τη διάρκεια ζωής των φορέων φορτίου. Με τη βελτιστοποίηση του πάχους του στρώματος I - και επιλέγοντας υλικά με σύντομες διάρκειας ζωής, η ταχύτητα μεταγωγής μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω. Η ταχύτητα γρήγορης μεταγωγής επιτρέπει στις διόδους PIN για να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις υψηλής - επικοινωνία ταχύτητας και επεξεργασία σήματος, καθιστώντας τις κατάλληλες για υψηλές - συχνότητα και υψηλή - ταχύτητες rf.
(2) χαμηλή απώλεια
Οι δίοδοι ακίδων έχουν χαμηλότερη αντοχή και απώλεια εισαγωγής όταν είναι προκατειλημμένη προς τα εμπρός. Λόγω της χαμηλής συγκέντρωσης ντόπινγκ του στρώματος Ι, ο ρυθμός ανασυνδυασμού των φορέων φορτίου στην περιοχή Ι είναι χαμηλή, μειώνοντας έτσι την απώλεια ενέργειας. Το χαρακτηριστικό χαμηλής απώλειας επιτρέπει στις διόδους PIN για τη μείωση της εξασθένησης και της παραμόρφωσης του σήματος κατά τη διάρκεια της μετάδοσης σήματος RF, βελτιώνοντας την ποιότητα της μετάδοσης σήματος.
(3) Υψηλό επίπεδο απομόνωσης
Οι δίοδοι ακίδων έχουν υψηλή αντίσταση και απομόνωση όταν αντιστρέφονται. Το χαρακτηριστικό υψηλής σύνθετης αντίστασης μπορεί να απομονώσει αποτελεσματικά την παρεμβολή και τη διασταύρωση μεταξύ διαφορετικών διαδρομών σήματος, εξασφαλίζοντας την καθαρότητα του σήματος. Η υψηλή απομόνωση επιτρέπει στις διόδους PIN να επιτευχθεί ακριβής έλεγχος και μετάδοση σημάτων σε κυκλώματα RF.
(4) Καλή γραμμικότητα
Οι διόδους PIN παρουσιάζουν καλή γραμμικότητα όταν είναι προκατειλημμένες προς τα εμπρός. Υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ ρεύματος και τάσης, η οποία μπορεί να διατηρήσει τα χαρακτηριστικά πλάτους και φάσης του σήματος αμετάβλητα κατά τη διάρκεια της μετάδοσης. Η καλή γραμμικότητα καθιστά τις διόδους PIN κατάλληλα για συστήματα επικοινωνίας που απαιτούν υψηλή ποιότητα σήματος, όπως η ψηφιακή επικοινωνία, η δορυφορική επικοινωνία κ.λπ.
(5) Εύκολη ενσωμάτωση
Οι δίοδοι PIN μπορούν να ενσωματωθούν σε άλλες συσκευές ημιαγωγών στο ίδιο τσιπ για να σχηματίσουν πιο ισχυρά συστήματα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Μέσω της τεχνολογίας ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, οι διόδους πολλαπλών ακίδων μπορούν να ενσωματωθούν σε άλλα εξαρτήματα για την επίτευξη σύνθετων λειτουργιών RF. Αυτός ο ολοκληρωμένος σχεδιασμός όχι μόνο βελτιώνει την ολοκλήρωση και την αξιοπιστία του συστήματος, αλλά μειώνει επίσης το μέγεθος και το κόστος του κυκλώματος.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {{2 }DIODE/SCHOTTKE