文档介绍：16、PIN管与PIN开关电路
PIN管的主要特点是可以用小的直流控制大功率的微波信号,作为开关、电调衰减器、移相器等具有控制灵活,反应快等优点,在微波控制电路中应用日益广泛。
一、PIN管
在之间夹一段较长的本征半导体I层,长度D为几到几十微米。实际上,I层不纯,总会有少数载流子存在,即一般为或
1、1直流偏置
在零偏置下,I层完全耗尽,反偏等于或大于电压时,I层完全耗尽。因此在零偏与反偏下,PIN管均不能导通,呈现大电阻;正偏时, 分别从两端向I区注入载流子,他们到达中间区域复合。PIN管一直呈现导通状态,偏压(流)越大,载流子数目越多,正向电阻越小。
16、PIN管与PIN开关电路
耗尽
零偏
掺杂
16、PIN管与PIN开关电路
设载流子寿命为τ,τ较大时,I层的载流子几乎均匀分布,储存电荷为,A为载面
正向电流越大, 越小。
1、2交流信号作用下的阻抗特性
⑴频率较低时,正向导电,反向截止,具有整流特性⑵频率较高时,正半周来不及复合,负半周不能完全抽空,I区总有一定的载流子维持导通。小信号时I区的载流子少,大信号时I区的载流多。所以,高频大信号时电阻大,小信号时小信号时电阻小。
积,复合电流,正向电阻:
16、PIN管与PIN开关电路
1、3直流偏压与微波信号共同作用下的阻抗特性
I区的载流子数目决定于偏压,与微波信号关系不大。半个周期内I区电荷变化量为:

2、PIN管的特点
⑴可用直流控制微波信号,作开关、移相器;
⑵可用正偏时变化控制阻抗变化,作电调衰减器;
所以,管子阻抗完全由偏压决定,正偏时,改变可调
;反偏时, 再大也不导通。用小直流可以控制大微波
16、PIN管与PIN开关电路
⑶只加微波信号,I区电荷与幅度有关,信号很大,饱和,限幅;
⑷耐击穿,可作大功率整流(f低)
3、等效电路
16、PIN管与PIN开关电路
4、参数
⑴正向电阻:

⑵反向电阻:
⑶截止频率: C为反向击穿电压
⑷击穿电压:D<100~200μm,VB为几千伏
⑸功率容量:10瓦~100瓦
⑹开关时间:几十μs到几μs ,
⑺寄生参数:Cp、Ls
16、PIN管与PIN开关电路
二、PIN微波开关
利用矩形脉冲,控制PIN偏压,管子随正反偏通断可作开关
1、单刀单掷开关
16、PIN管与PIN开关电路
16、PIN管与PIN开关电路
实际上,由, ,不会是理想的通段。导通时,
有插入衰减;断开时,有一定隔离度。另外由于寄生参数
存在,封装管的阻抗与频率有关。
并联开关:在低频有一正向工作模区,Ls、Cp并联(Ls、Cj
串联)谐振有一反向模区,在反向模区,截止
时:Ls、Cj串联谐振,衰减很大;导通时:Ls、
Cp并联谐振,隔离度很小。
串联开关:在低频区为反偏衰减模区,Ls、Cp并谐,为正偏
衰减,Ls、Cj 串谐为另一反偏衰减区。到底把
模区放在什么位置,可以利用附加的电抗元件
调整。