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二極管在射頻微波領(lǐng)域中的應(yīng)用

加油射頻工程師 ? 來(lái)源:加油射頻工程師 ? 2023-07-17 12:31 ? 次閱讀
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射頻微波頻段,很多器件,都可以用二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。

比如說射頻開關(guān);

比如說可調(diào)衰減器;

比如說限幅器;

比如說移相器;

比如說VCO;

比如說可調(diào)濾波器;

比如說檢波器;

比如說混頻器。

PIN二極管

PIN二極管主要有三部分組成:(1) 重?fù)诫s的陽(yáng)極(P層) (2) 重?fù)诫s的陰極(N 層) (3)以及兩層之間的未摻雜的本征層(I層)。

15ef82dc-245a-11ee-962d-dac502259ad0.png

正偏的情況下,在P極和N極形成的載流子,進(jìn)入本征層,使得RF阻抗減小。

反偏的情況下,所有的載流子從I極離開,從而使得RF阻抗增高。

RF阻抗隨著直流或者低頻偏置發(fā)生變化的特性,使得二極管可以用在RF開關(guān)電路。

在這種應(yīng)用中,PIN管要么是正偏,要么是反偏。

或者應(yīng)用在RF衰減電路中。

在這種情況下,給PIN管提供一個(gè)連續(xù)變化的偏置,使得PIN二極管的RF電阻連續(xù)變化。

PIN二極管的一些應(yīng)用如下:

160bdbe4-245a-11ee-962d-dac502259ad0.png

接收機(jī)保護(hù)限幅二極管(Receiver Protection Limiter Diodes)

限幅二極管,也是PIN管的一種。但是其基極寬度,受到嚴(yán)格的控制。

PIN限幅二極管,其電阻受輸入功率控制。

在限幅電路中,當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí),限幅二極管的阻抗最大,此時(shí)限幅器的損耗最小。

當(dāng)輸入信號(hào)增大時(shí),限幅二極管的阻抗開始變小,此時(shí)產(chǎn)生阻抗失配,限幅電路將大多數(shù)輸入信號(hào)反射回其輸入源,從而達(dá)到限幅的作用。

二極管阻抗開始降低時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入功率電平,主要由二極管的本征層決定。

本征層越薄,開啟門限越低。

限幅二極管的一些應(yīng)用如下:

163f63e2-245a-11ee-962d-dac502259ad0.png

變?nèi)莨?/p>

變?nèi)荻O管是PN結(jié)二極管。在二極管結(jié)處形成的耗盡區(qū),近似于理想的絕緣體,它將高摻雜的陽(yáng)極層和陰極層分開,從而形成平板電容器。

166db7e2-245a-11ee-962d-dac502259ad0.png

變?nèi)莨苁枪ぷ髟诜雌珷顟B(tài),反偏電壓的大小,能夠控制耗盡區(qū)的厚度,從而使得結(jié)電容發(fā)生變化。

陰極層的摻雜分布,可以通過設(shè)計(jì),使得變?nèi)莨芫哂胁煌碾娙菖c反向偏置電壓的變化關(guān)系。

比如,突變結(jié)二極管(abrupt junction),在其整個(gè)厚度上,具有均勻的摻雜濃度,電容相對(duì)于偏置電壓的變化較大。

再比如,超突變結(jié)二極管,其陰極摻雜濃度,在幾微米的深度上,會(huì)改變幾個(gè)數(shù)量級(jí)。這種非均勻分布的設(shè)計(jì),使得電容相對(duì)于偏置電壓的變化更大。

變?nèi)莨艿囊恍?yīng)用如下:

1680cf9e-245a-11ee-962d-dac502259ad0.png

肖特基二極管(Schottky Diode)

肖特基結(jié),是通過在n型摻雜硅或p型摻雜硅上沉積特定金屬而形成的。二極管的特性由沉積在半導(dǎo)體材料上的金屬類型以及半導(dǎo)體層中摻雜劑類型等參數(shù)決定的。

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肖特基二極管的應(yīng)用如下:

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審核編輯:湯梓紅

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原文標(biāo)題:射頻微波領(lǐng)域,二極管大有所為

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