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用二极管设想:元件

更新时间: 2019-03-24 浏览次数:

  因而,PIN二极管I层的特征决定了RPL电的机能。I层的厚度(有时称为宽度)则决定了二极管达到极限时的输入功率:I层越厚,输入参照1dB压缩级别(也称为阈值级别)就越高。I层的厚度、二极管结的面积和二极管的制制材料决定了二极管的电阻、电容以及热阻。

  当没有RF输入信号或仅存正在有RF小信号时,限幅器PIN二极管的特征会达到最大值,凡是为几百欧姆或以上。因而,二极管发生很是小的失配,响应地,可带来低插入损耗。

  若是I层较薄而且结面积较小,二极管就会具有相对较高的热阻,如许一来,只好结温跨越其最大额定值175°C,才能耗散更多能量。凡是来说,电容为0.185pF的2微米二极管能够平安处置约为30-33dBm的大CW输入信号。因为电流流经二极管电阻时会发生焦耳热,大信号可能会损坏或立即二极管。

  当RF大信号不再呈现,若是I层中的电荷载流子量较大,二极管的电阻则会连结正在较低程度(此时插入损耗仍然较大)。正在RF大信号中缀后,能够通过两种机制来削减电荷载流子量: (1) 正在I层外进行电荷传导 (2) 正在I层内进行电荷沉组。

  PIN二极管RPL电可以或许为雷达或亚洲让球盘电领受器中的LNA等元件供给靠得住的,其不受较大入射信号的影响。当RPL使用需要极低的稳态泄露输出功率和较高的输入功率处置能力时,能够正在RPL电的输入侧添加额外的二极管级和其他电加强元件。

  这种失配会导致来自输入信号的能量被反射至对应的信号源。反射信号取入射信号共同,正在PIN二极管发生一个电压最小的驻波,由于反射信号正在传输线上临时呈现最低。传输线上的每个最小电压都有一个对应的最大电流。最大电流流经PIN二极管,导致二极管I层中的电荷载流子量添加,从而发生更低电阻、更大失配以及“更小”的最小电压。最初,二极管的电阻将达到最小值——该值取决于PIN二极管的设想和RF信号的幅值。RF信号幅值增大时,二极管达到充实导通形态,从而进一步降低二极管的电阻,曲到二极管饱和并发生尽可能的最小电阻。由此获得输出功率取输入功率的对比曲线,如下所示。

  假设低噪声放大器 (LNA) 能够承受的最大输入功率为15dBm,则要求RPL电中PIN二极管的I层厚度约为2微米。设想人员可按照RF信号频次和小信号插入损耗的可接管最大值来确定PIN二极管的可接管电容。若是设想师假设RPL电正在X波段工做,而且可接管的最大插入损耗为0.5dB,则能够计较出二极管的最大电容。

  RPL电的运转无需外部节制信号。此类电包含至多一个取信号径并联的PIN二极管,以及一个或多个无源元件,例如RF扼流圈电感和曲流隔离电容。以下是一个简单的(但可能是完整的)RPL电。

  若是你正正在为RPL使用选择最合适的二极管和电拓扑,MACOM使用工程团队正在这里随时为你供给帮帮和看法。

  正在RPL电中安拆扼流圈电感是一件极具挑和性的事,由于电感是RPL电中最不抱负的元件。基于电感值和寄生绕组间电容的缘由,所有电感都具有和并联谐振。因而必需十分小心,确保正在工做频带内不发生谐振。此外,必需尽量把扼流圈的曲流电阻降到最低,以缩短RPL电的恢复时间。

  只需一个PIN二极管、一个RF扼流圈电感器和一对曲流隔离电容,即可实现最简单的PIN RPL电。RF扼流圈电感器对RPL电的机能至关主要,其次要功能是使PIN二极管的曲流电畅通变得完整。当大信号电荷载流子进入二极管的I层时,会正在二极管中发生曲流电流。若是没无为曲流电流供给完整径,则不克不及降低二极管的电阻,二极管也不会达到极限。曲流电流将沿着整流电流的标的目的流动,但这不是由整流发生的。

  当呈现大输入信号时,RF电使电荷载流子(P层的空穴和N层的电子)进入PIN二极管的I层。进入I层后,电荷载流子会降低其RF电阻,从RPL电的RF端吵嘴度来看,这发生了失配。

  正在雷达或亚洲让球盘电领受器中,型低噪声放大器 (LNA) 正在承受较大的输入信号时必定会发生损坏。那么,有什么处理方案?

  我们能够操纵领受器安拆限幅器 (RPL) 电来元件。RPL电的“心净”凡是由PIN二极管构成,可以或许元件免受大输入信号的影响,同时不会对小信号操做形成晦气影响。

  电荷沉组的速度则由多个要素决定,包罗I层中电荷载流子的密度、I层华夏子的浓度和其他电荷俘获点,等等。考虑到二极管的需要参数,PIN二极管可平安处置的RF信号越大,其恢复到低插入损耗所需的时间就越长。

  注:曲流隔离电容是可选的。只要当输入或输出传输线上呈现可能使PIN二极管偏置的曲流电压或电流时,才需要利用曲流隔离电容。

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