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PIN二极管参数和结构原理

发布时间:2021-06-14

【导读】一般的二极管是由N型杂质掺杂的半导体材料和P型杂质掺杂的半导体材料直接构成形成PN结。而PIN二极管是在P型半导体材料和N型半导体材料之间加一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层。

PIN二极管参数
1. 插入损耗:开关在导通时衰减不为零,称为插入损耗
 
2. 隔离度:开关在断开时其衰减也非无穷大,称为隔离度
 
3. 开关时间: 由于电荷的存储效应,PIN管的通断和断通都需要一个过程,这个过程所需时间
 
4. 承受功率: 在给定的工作条件下,微波开关能够承受的最大输入功率
 
5. 电压驻波系数: 仅反映端口输入,输出匹配情况
 
6. 视频泄漏
 
7. 谐波: PIN二极管也具有非线性,因而会产生谐波,PIN开关在宽带应用场合,谐波可能落在使用频带内引起干扰。 开关分类:反射式和吸收式, 吸收式开关的性能较反射式开关优良。
 
PIN二极管参数和结构原理
 
PIN二极管结构
一般的二极管是由N型杂质掺杂的半导体材料和P型杂质掺杂的半导体材料直接构成形成PN结。而PIN二极管是在P型半导体材料和N型半导体材料之间加一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层。
 
因为本征半导体近似于介质,这就相当于增大了P-N结结电容两个电极之间的距离,使结电容变得很小。其次,P型半导体和N型半导体中耗尽层的宽度是随反向电压增加而加宽的,随着反偏压的增大,结电容也要变得很小。
 
由于I层的存在,而P区一般做得很薄,入射光子只能在I层内被吸收,而反向偏压主要集中在I区,形成高电场区,I区的光生载流子在强电场作用下加速运动,所以载流子渡越时间常量减小,从而改善了光电二极管的频率响应。同时I层的引入加大了耗尽区,展宽了光电转换的有效工作区域,从而使灵敏度得以提高。
 
PIN二极管参数和结构原理
 
PIN二极管原理
 
因为 PIN二极管的射频电阻与直流偏置电流有关,所以它可以用作为射频开关和衰减器。串联射频开关电路:当二极管正偏时,即接通(短路);当二极管零偏或者反偏时,不仅开关的最高工作频率会受到限制,最低工作频率也会受到限制,如PIN管就不能控制直流或低频信号的通断。受管子截止频率的影响,开关还有一个上限工作频率。要求开关的频带尽量宽,因为信号源的频带越来越宽。
 
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