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射频控制电路中PIN二极管工作原理及作用

作者:海飞乐技术 时间:2019-01-09 17:32

  PIN二极管是一种在普通二极管的PN结中间加入了一层薄的低浓度掺杂的征半导体im电子竞技投注,因为有这层薄的低掺杂的本征半导体 (I区)的存在使它在射频电路中表现出与普通二极管的不一样的特性,既对射频信号只呈现线性电阻的作用im电子竞技投注。在DFIOOA型发射机的射频增益控制放大器电路中我们主要应用其阻抗变化的特性来达到简化设备,提高设备可靠性的目的im电子竞技投注。
 
  1. PIN二极管的特性
  PIN二极管由图1可以看出是在PN结之间加入了一个I区im电子竞技投注,在这个I区是在本征导体的基础上加了低浓度的N型或者P型杂质im电子竞技投注im电子竞技投注。由于掺杂浓度低,它的载流子少不能提供电流,因此I区呈现出近乎绝缘的特性im电子竞技投注im电子竞技投注im电子竞技投注。

PIN二极管简图 
图1 PIN二极管简图
 
  1.1 直流工作状态
  直流状态:当无外加电压时PIN二极管因为I区由于耗尽层的存在呈现高阻抗特性im电子竞技投注。当给PIN二极管提供正向偏置电压时im电子竞技投注,P区和N区的载流子进入I区im电子竞技投注,并在I区中复合im电子竞技投注im电子竞技投注,但由于I区中掺杂浓度低im电子竞技投注,不会像PN结二极管中一样立即复合im电子竞技投注im电子竞技投注,经过有一定的延迟时间后达到电流稳定状态,而I区中有一定的载流子的存在电阻就会降低呈现低阻抗状态。当外加反向偏置电压时im电子竞技投注im电子竞技投注im电子竞技投注,由于本己存在的内建电场得到加强im电子竞技投注im电子竞技投注im电子竞技投注,使得空间电荷区变宽im电子竞技投注,此时的PIN二极管类似于一个电阻串联一个电容im电子竞技投注。
 
  1.2 射频工作状态
  射频状态:对于同一类型的PIN二极管当外加低频信号时im电子竞技投注,由于频率较低载流子在I区的渡越时间较短可以忽略不计im电子竞技投注,其呈现出与普通二极管一样的特性im电子竞技投注im电子竞技投注,对低频信号进行整流等与PN二极管相同的作用im电子竞技投注im电子竞技投注。当信号频率升高到一定程度,载流子在I区中的渡越时间相对于信号周期不能忽略不计。信号在正负半周交替时im电子竞技投注,载流子从I区两侧同时注入,扩散的时间还未达到完全复合时im电子竞技投注,外部信号周期已经由正变负,载流子在I区中的复合作用而减少im电子竞技投注,但由于载流子在I区中的存在时间大于信号的半周期,所以载流子还没有完全复合外加信号又由负变正im电子竞技投注im电子竞技投注,因而I区中始终存在一部分载流子im电子竞技投注im电子竞技投注,使得PIN二极管始终不能像普通二极管一样达到截至状态,而对于高频信号来说更像是一种线性原件im电子竞技投注im电子竞技投注。
  从上面PIN二极管在直流和射频状态的特性可以看出im电子竞技投注im电子竞技投注;利用这一特性im电子竞技投注,可以在DF100A型发射机射频增益控制电路中im电子竞技投注im电子竞技投注,用于衰减信号来眎m电子竞技投注;ず偷髡⑸浠刺?。
 
  2. PIN二极管在射频增益控制电路中的作用
  2.1 射频增益控制电路
  为保证DF100A型发射机的发射状态和设备安全,必须使用手动和自动控制系统来对发射机进行调节im电子竞技投注,射频增益控制放大器就是其中之一。运用PIN二极管在有直流偏置电流时im电子竞技投注,其阻抗也随之成反比改变的原理im电子竞技投注im电子竞技投注,在需要短路射频信号时使其阻抗变小来达到衰减信号的作用im电子竞技投注im电子竞技投注im电子竞技投注。实际电路中选用两级直流放大共射级放大器Q1和共集电极放大器Q2组成的电路来为PIN二极管提供直流偏置电流。电路中第一级放大器Q1的基级电位由R1, R13及射频增益控制电位器6A4和光电耦合器U1, U2电路决定im电子竞技投注,Q2的基级电位由R2im电子竞技投注im电子竞技投注、R3和Q1的Uce决定im电子竞技投注im电子竞技投注im电子竞技投注。Q1基级接在R1im电子竞技投注im电子竞技投注im电子竞技投注、R13 和6R4串联电路中的R1和R13之间,U1和02电路也接于此im电子竞技投注im电子竞技投注im电子竞技投注。
 
  射频信号经R15、R16和L2组成的滤波网络通过耦合电容C6送到三极管Q3基级im电子竞技投注,共射级三极管Q3和共集电极三极管Q4组成的放大电路进行放大,另外一部分通过耦合电容C5送入PIN二极管的正向端im电子竞技投注,Q2的发射级通过射频滤波电路也接在PIN二极管正向端im电子竞技投注im电子竞技投注。
 
  2.2 射频控制电路中PIN二极管工作原理
  当调整6R4减小时im电子竞技投注im电子竞技投注,Q1基级偏置电位变小使得Q2基级偏置电位升高im电子竞技投注,Q2的输出电流增大im电子竞技投注im电子竞技投注,由于Q2输出电流是PIN二极管的直流偏置电流im电子竞技投注,此时PIN二极管的射频阻抗减小,射频激励信号就会通过耦合电容C5和PIN二极管接地im电子竞技投注im电子竞技投注im电子竞技投注,相应的Q3的输入变衖m电子竞技投注im电子竞技投注。悍粗?R4增大Q2的输出电流减小im电子竞技投注im电子竞技投注im电子竞技投注,PIN二极管的射频阻抗增大im电子竞技投注im电子竞技投注,Q3的输入信号就会变大im电子竞技投注im电子竞技投注;从上述变化看出可以达到手动控制射频信号的目的im电子竞技投注。自动控制部分由于高前阴流和高末栅流取样送来的直流负电压分别接到光电耦合器U1, U2中发光二极管的负端(2脚),发光二极管正端接地。当有高前阴流或高末栅流过流时直流负电压将更低则发光二极管发光,光电耦合器中的三极管导通从而改变Q1的基级电位,使得截至,Q2随之增大im电子竞技投注im电子竞技投注,PIN二极管CR1正向偏置射频阻抗减小im电子竞技投注,射频激励信号也就被衰减im电子竞技投注。
 
  3. 结语
  从上所述可以看出im电子竞技投注,无论是在手动还是自动控制射频增益im电子竞技投注im电子竞技投注,都是通过应用PIN二极管在直流偏置时阻抗变化的特性来间接实现im电子竞技投注,从而避免信号干扰im电子竞技投注。




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