PIN二極管驅動(dòng)器及運算放大器應用

　　PIN二極管中存儲的電荷可以利用公式1進(jìn)行近似計算。

　　(1)

　　其中：

　　QS = 存儲的電荷

　　τ =二極管載流子生命周期

　　ISS = 穩態(tài)電流

　　要導通或截止二極管，必須注入或移除所存儲的電荷。驅動(dòng)器的工作就是以極快的速度注入或移除所存儲的電荷。如果開(kāi)關(guān)時(shí)間小于二極管的載流子生命周期，則可以利用公式2近似計算實(shí)現快速開(kāi)關(guān)所需的峰值電流(IP)。

　　(2)

　　其中：

　　t = 所需的開(kāi)關(guān)時(shí)間

　　ISS = 驅動(dòng)器所提供的穩態(tài)電流，用來(lái)設置PIN二極管導通電阻RS

　　τ = 載流子生命周期

　　驅動(dòng)器注入或移除電流(或“尖峰電流”)i可以表示為公式3。

　　(3)

　　其中：

　　C = 驅動(dòng)器輸出電容(或“尖峰電容”)的值

　　v = 輸出電容上的電壓

　　dv/dt = 電容上的電壓的時(shí)間變化率

　　PIN二極管偏置接口

　　將開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器控制電路與PIN二極管相連，以便通過(guò)施加正向或反向偏置來(lái)開(kāi)關(guān)二極管，是一項具有挑戰性的工作。偏置電路通常使用一個(gè)低通濾波器，它位于RF電路與開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器之間。圖5顯示了一個(gè)單刀雙擲(SPDT) RF開(kāi)關(guān)及其偏置電路。當設置妥當時(shí)，濾波器L1/C2和L3/C4允許將控制信號施加于PIN二極管D1–D4，控制信號與RF信號(從RF IN切換至PORT 1或PORT 2)的相互影響極少。這些元件允許頻率相對較低的控制信號通過(guò)PIN二極管，但會(huì )阻止高頻信號逃離RF信號路徑。不正常的RF能量損耗意味著(zhù)開(kāi)關(guān)的插入損耗過(guò)高。電容C1、C3和C5阻止施加于二極管的直流偏置侵入RF信號路徑中的電路。直流接地回路中的電感L2允許直流和低頻開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器信號輕松通過(guò)，但對于RF和微波頻率則會(huì )呈現高阻抗，從而降低RF信號損耗。

　　圖5. 典型單刀雙擲(SPDT) RF開(kāi)關(guān)電路