Apakah prinsip kerja diod pin dalam komunikasi RF?

1, Ciri -ciri struktur diod pin
Diod pin terdiri daripada lapisan semikonduktor p -, lapisan semikonduktor intrinsik (lapisan i), dan lapisan semikonduktor jenis n -. P - jenis lapisan semikonduktor kaya dengan lubang, n - jenis lapisan semikonduktor kaya dengan elektron, manakala lapisan semikonduktor intrinsik hampir tidak ada kekotoran dan ketahanan yang tinggi. Struktur khas ini membolehkan diod pin mempamerkan kelebihan yang berbeza dalam ciri -ciri elektrik dan aplikasi praktikal berbanding diod biasa. Kehadiran lapisan I secara signifikan mengurangkan kapasitans persimpangan persimpangan PN, sambil meningkatkan lebar rantau pengurangan, dengan itu meningkatkan respons dan kepekaannya kepada isyarat kekerapan tinggi -.
2, Prinsip kerja diod pin
(1) keadaan bias ke hadapan
Apabila diod pin berada dalam keadaan bias ke hadapan, iaitu, rantau P disambungkan ke voltan positif dan rantau N disambungkan ke voltan negatif. Pada ketika ini, medan elektrik luaran akan melemahkan - yang dibina dalam medan elektrik di antara kawasan P dan N, menyempitkan rantau kekurangan. Di bawah tindakan kuasa medan elektrik, lubang di rantau P dan elektron di rantau N meresap ke arah satu sama lain dan menyuntik ke rantau I. Apabila voltan bias ke hadapan meningkat, bilangan pembawa caj yang disuntik ke dalam rantau I meningkat. Pengangkut caj ini rekombin di rantau I, membentuk awan caj yang secara signifikan mengurangkan rintangan rantau I. Oleh itu, diod pin mempamerkan keadaan impedans yang rendah, sama dengan litar pintas, yang membolehkan isyarat RF lulus dengan lancar.
(2) keadaan bias terbalik
Apabila diod pin berada dalam keadaan bias terbalik, iaitu, rantau P disambungkan ke voltan negatif dan rantau N disambungkan ke voltan positif. Medan elektrik luaran meningkatkan binaan - dalam medan elektrik di antara kawasan P dan N, melebarkan rantau pengurangan. Pembawa caj di rantau I sangat tertarik dengan sempadan antara kawasan P dan N, dan hampir tidak ada awan caj yang terdapat di rantau I, mengakibatkan peningkatan rintangan. Pada ketika ini, diod pin mempamerkan keadaan impedans yang tinggi, sama dengan litar terbuka, yang secara berkesan dapat menghalang laluan isyarat RF dan mencapai pengasingan isyarat.
(3) keadaan bias sifar
Apabila tiada voltan luaran, rantau intrinsik (rantau I) antara jenis p - dan n - jenis semikonduktor membentuk kawasan penipisan kerana dibina - dalam medan elektrik di kedua -dua belah pihak, di mana hampir tidak ada pembawa bebas, sehingga mempamerkan ciri -ciri yang tinggi.
3, Prinsip kerja diod pin sebagai komponen RF
(1) Suis RF
Aplikasi diod pin dalam suis RF adalah salah satu senario yang paling penting. Dengan menukar voltan biasnya, keadaan konduksi dan cutoff diod pin boleh dikawal, dengan itu mencapai - dari kawalan isyarat RF. Di bawah kecenderungan ke hadapan, diod pin mempamerkan keadaan impedans yang rendah, yang membolehkan isyarat RF lulus dengan lancar; Di bawah kecenderungan terbalik, diod pin mempamerkan keadaan impedans yang tinggi, dan isyarat RF disekat. Prestasi suis RF biasanya diukur oleh penunjuk seperti kehilangan sisipan, pengasingan, dan kapasiti kuasa. Kerugian penyisipan mencerminkan pelemahan isyarat suis dalam keadaan yang sedang dijalankan, sementara pengasingan menunjukkan keupayaan suis untuk menyekat isyarat dalam keadaan terbuka. Untuk mencapai matlamat kehilangan penyisipan yang rendah dan pengasingan yang tinggi, diod pin biasanya direka dengan struktur lapisan i - nipis untuk memendekkan masa transit pembawa caj dan meningkatkan kelajuan beralih.
(2) Attenuator
Diod pin juga boleh digunakan sebagai attenuators. Dengan menghubungkan pelbagai diod pin dalam siri atau selari dan mengawal voltan bias mereka, pelemahan pembolehubah isyarat RF dapat dicapai. Apabila diod pin adalah berat sebelah ke hadapan, impedansnya rendah dan pelemahan isyarat adalah kecil; Apabila terbalik berat sebelah, impedans meningkat dan pelemahan isyarat meningkat. Dengan tepat mengawal voltan bias, penyesuaian yang tepat pelemahan dapat dicapai. Attenuators digunakan dalam sistem komunikasi untuk menyesuaikan kekuatan isyarat, melindungi peranti penerima dari gangguan isyarat yang kuat, dan juga boleh digunakan untuk menyesuaikan keuntungan dan keseimbangan isyarat.
(3) fasa shifter
Diod pin juga boleh digunakan untuk merancang peralihan fasa dalam sistem radar dan komunikasi. Dengan mengubah voltan bias diod pin, kapasitansi dalaman dan induktansi dapat diubah, dengan itu mengubah fasa isyarat. Peralihan fasa memainkan peranan penting dalam radar array berperingkat, membolehkan pengimbasan cepat dan kawalan arah rasuk radar. Dengan tepat mengawal voltan bias setiap diod pin, penyesuaian tepat bentuk rasuk dan arah dapat dicapai.
4, Kelebihan Diod Pin dalam Komunikasi RF
(1) Kelajuan suis pantas
Kelajuan penukaran diod pin sangat cepat, yang boleh melengkapkan - off menukar isyarat dalam masa yang sangat singkat. Kelajuan beralih terutamanya bergantung kepada ketebalan lapisan I dan seumur hidup pembawa caj. Dengan mengoptimumkan ketebalan lapisan i - dan memilih bahan dengan jangka hayat pendek, kelajuan penukaran dapat diperbaiki lagi. Kelajuan penukaran cepat membolehkan diod pin untuk memenuhi keperluan tinggi - komunikasi kelajuan dan pemprosesan isyarat, menjadikannya sesuai untuk kekerapan tinggi - dan tinggi - aplikasi RF kelajuan.
(2) kerugian rendah
Diod pin mempunyai lebih rendah pada rintangan dan kehilangan penyisipan apabila berat sebelah ke hadapan. Oleh kerana kepekatan doping rendah lapisan I, kadar rekombinasi pembawa caj di rantau I adalah rendah, dengan itu mengurangkan kehilangan tenaga. Ciri kerugian yang rendah membolehkan diod pin untuk mengurangkan pelemahan isyarat dan penyimpangan semasa penghantaran isyarat RF, meningkatkan kualiti penghantaran isyarat.
(3) tahap pengasingan yang tinggi
Diod pin mempunyai impedans dan pengasingan yang tinggi apabila terbalik berat sebelah. Ciri impedans yang tinggi dapat mengasingkan gangguan dan crosstalk antara laluan isyarat yang berbeza, memastikan kesucian isyarat. Pengasingan yang tinggi membolehkan diod pin untuk mencapai kawalan dan penghantaran isyarat yang tepat dalam litar RF.
(4) Linearity yang baik
Diod pin mempamerkan garis lurus yang baik apabila berat sebelah ke hadapan. Terdapat hubungan linear antara arus dan voltannya, yang dapat mengekalkan ciri -ciri amplitud dan fasa isyarat yang tidak berubah semasa penghantaran. Linearity yang baik menjadikan diod pin sesuai untuk sistem komunikasi yang memerlukan kualiti isyarat yang tinggi, seperti komunikasi digital, komunikasi satelit, dll.
(5) Mudah untuk diintegrasikan
Diod pin boleh diintegrasikan dengan peranti semikonduktor lain pada cip yang sama untuk membentuk sistem litar bersepadu yang lebih kuat. Melalui teknologi litar bersepadu, pelbagai diod pin boleh diintegrasikan dengan komponen lain untuk mencapai fungsi RF yang kompleks. Reka bentuk bersepadu ini bukan sahaja meningkatkan integrasi dan kebolehpercayaan sistem, tetapi juga mengurangkan saiz dan kos litar.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd (2 }diode/schottky (3 }diode (4 }Bat54.html