WikiDer > PIN-Diode
Im Jahr 1950 wurde die PIN-Diode erfunden von der japanisch Wissenschaftler Jun-ichi Nishizawa.
Eine PIN-Diode oder p-i-n-Diode ist ein Typ Diode wo zwischen den hohengedopt p- und n-Schichten wurde eine fast undotierte Schicht hinzugefügt. Der Name dieser Komponente ist auf die hinzugefügte intrinsische Halbleiterschicht, genannt i-Schicht.
Eigenschaften
Durch die Hinzufügung der i-Schicht ist die PIN-Diode im Vergleich zu normalen Dioden weniger geeignet für die Gleichrichtung. Diese Schicht sorgt dafür, dass dieses Bauteil als schneller Schalter in Hochfrequenzschaltungen Anwendung findet. Bei niedrigen Frequenzen funktioniert eine PIN-Diode wie eine PN-Diode, wobei die Zwischenschicht im Betrieb die Größe der intrinsischen Schicht hat. Die PIN-Diode hat ähnliche Eigenschaften wie ein nahezu perfekter linearer Widerstand bei hohen Frequenzen. Aufgrund der hohen Frequenzen reicht die Zeit nicht aus, um die Ladung in der intrinsischen Schicht abzureichern, damit diese Komponente ihren Zustand nicht ändert.
HF-Schalter
Das Umkehren der PIN-Diode führt zu einer geringen Kapazität, was zu einem offenen Anschluss für Hochfrequenzsignale führt. Durch Vorwärtstreiben der PIN-Diode (in der Größenordnung von 1 mA) ist das PIN-Dioden-Ersatzschema ein niederohmiger Widerstand, so dass das Hochfrequenzsignal durchgelassen wird.
HF-SPST mit PIN-Diode
Der Single Pole Single Throw (SPST)-Schalter ist ein Single-Line-Unterbrechungsschalter, besser bekannt als Standard-Ein/Aus-Lichtschalter. Für hochfrequente Signale kann dieser Schalter mit einer PIN-Diode realisiert werden. Diese Art von Schaltung funktioniert, indem sie den Widerstandswert der PIN-Diode mit sich ändernden Gleichstromtreiberströmen ändert.
Kondensator C1 sorgt dafür, dass nur die hohen Frequenzen des eingehenden Signals durchgelassen werden. Mit anderen Worten, der Gleichstromanteil wird zurückgehalten, so dass die PIN-Diode nicht durch den Eingang beeinflusst wird. Die Spule L1 stellt sicher, dass keine Hochfrequenzsignale von der RF-Eingangsseite zur Quelle geleitet werden. Spule L2 blockiert das Hochfrequenzsignal aus dem gleichen Grund.
Infolgedessen ist die Kontrollfehler liefern den PIN-Dioden-Vorspannungsstrom. Durch Einstellen dieses Vorspannungsstroms erhält die Diode einen anderen Widerstandswert. Der Vorspannungsstrom fließt dann durch die Spule L2. Wenn die Diode in Vorwärtsrichtung geschaltet ist, liegt das hochfrequente Signal vom Eingang am Ausgang an. Wenn die Diode nicht in Vorwärtsrichtung verbunden ist, wird das HF-Eingangssignal die PIN-Diode nicht passieren, was zu einem offenen Stromkreis führt.
HF-Shunt-SPST mit PIN-Diode
Als Schalter zum Ein- und Ausschalten des Hochfrequenzsignals wird ein Shunt-SPST mit PIN-Diode verwendet. Beim Shunt SPST gibt es kein Signal, wenn die PIN-Diode durchgeleitet wird. Die Spule stellt sicher, dass kein hochfrequentes Signal in die Vorspannung gelangt und die Kondensatoren halten die niederfrequenten Signale zurück, so dass der Vorstrom der PIN-Diode nicht durch das Eingangssignal verändert wird. Wenn die PIN-Diode umgekehrt wird, bleibt die Ausgangsspannung gegenüber der Eingangsspannung unverändert.