Kakšna je razlika med pin diodami in diodami Schottky v RF sistemih?

1. struktura in delovno načelo diode PIN in Schottky
(1) PIN dioda
Pin Diode je posebna mikrovalovna polprevodniška naprava, ki je sestavljena iz plasti notranjega tipa I polprevodnika, ki je sendvič med močno dopiranim p - tipom in n- tipa polprevodnikov. Ta struktura ima Pin diode edinstvene aplikacije v elektronskih vezjih, zlasti v visoko - frekvenci in hitri preklopni vezji. Delovno načelo PIN diod temelji na značilnostih PN Junction v polprevodnikih in na tvorbi območja izčrpavanja. Kadar ni zunanje napetosti, intrinzično območje (I regija) med vrsto p - in N - tipa polprevodnikov tvori območje izčrpavanja zaradi vgrajenega - na obeh straneh, kjer skoraj ni nobenih prostih nosilcev, s čimer se pojavljajo visoke impedance. Ko je dioda PIN naprej pristranska, zunanje električno polje oslabi vgrajeno - v električnem polju, zoži območje izčrpavanja in omogoči vbrizgavanje več nosilcev iz območja P in N v intrinzično območje, kar poveča prevodnost notranjega območja. Ko se napetost pristranskosti povečuje, se število vbrizganih nosilcev poveča, prevodnost diode PIN pa se prav tako ustrezno poveča. Ko je vzvratno pristransko, zunanje električno polje poveča vgrajeno - v električnem polju, kar širi območje izčrpavanja in nadaljuje z zmanjšanjem števila prostih nosilcev v intrinzičnem območju, kar ima za posledico povečanje impedance zatičja diode.
(2) Schottky dioda
Schottky Diode je polprevodniška dioda s Schottkyjevo pregrado, beseda "Schottky" v njenem imenu pa prihaja od nemškega fizika Walterja Schottkyja. Schottky diode se pogosto uporabljajo v visoko - frekvenčnih vezjih, visokih - hitrostnih digitalnih vezjih in napajalnih elektronskih vezjih zaradi njihovih značilnosti visoke hitrosti, nizke porabe energije in nizkega padca napetosti naprej v vezjih. Delovno načelo Schottky Diode temelji na kontaktni oviri med kovinami in polprevodniki. V območju blizu kontaktne točke na polprevodniški strani elektrone v polprevodniku privlačijo elektroni v kovini, ki tvorijo plast akumulacije naboja, usmerjena iz kovine proti polprevodniku. Ta akumulacijski sloj naboja ustvarja potencialni padec med kovino in polprevodnikom, zaradi česar je napetost med obema večjočim od napajalne napetosti. Ko se napetost še naprej povečuje, se na kontaktni točki med kovino in polprevodnikom nastaja Schottky pregrada. Ko napetost čez Schottky pregrada do neke mere pade, upor Schottky pregrade postane zelo visoka, zaradi česar je tok nemogoče skozi. Ko se napetost čez Schottky pregrada poveča, se upor postopoma zmanjšuje in tok postopoma povečuje. Zato je značilnost Schottky Diode enosmerna prevodnost, ki omogoča, da se od anode do katode teče le tok.
2. Značilnosti zmogljivosti zatičnih diod in Schottky Diod v RF sistemih
(1) PIN dioda
Karakteristična spremenljiva impedanca: Kadar je dioda PIN -a pristranska naprej, se gostota nosilca v plasti I poveča, kar ima za posledico zmanjšanje impedance naprave. Med obratno pristranskostjo so nosilci naboja v plasti I izčrpani, kar ima za posledico povečanje impedance naprave. Ta značilnost spremenljive impedance omogoča uporabo diod PIN kot nastavljivi atenutorji, stikala, fazni prestavniki, modulatorji in drugo.
Karakteristike hitrega preklopa: Čeprav ima dioda PIN široko plast I in nizko dopinško koncentracijo, kar ima za posledico daljši čas prevoza nosilcev in zahteva nekaj časa, da dosežete stabilno stanje, ko preklapljate med pristranskostjo naprej in vzvratno pristranskostjo, je njegova hitrost preklopa še vedno hitrejša od nekaterih drugih mikrovalovnih stikal.
Zmogljivost obdelave visoke energije: Pin diode lahko prenesejo vhode z velikimi močmi, kar jim daje prednost v visokih - mikrovalovnih vezjih in krmilnih sistemih.
Linearnost: V nekaterih aplikacijah je pomemben parameter linearnost diod PIN. Z optimizacijo procesov oblikovanja in izdelave lahko dosežemo visoke linearne diode za PIN, da se izpolnjujejo posebne zahteve za uporabo.
(2) Schottky dioda
Nizka padec napetosti naprej: kapljica napetosti diod Schottky je običajno nižja kot pri navadnih PN stikalnih diodah (približno 0,2 V do 0,5 V), kar zmanjšuje porabo energije in izboljša učinkovitost.
Hitro hitrost preklopa: Schottky Diode so večinske nosilce, ki nimajo učinka pomnilnika manjšinskih nosilcev, zato je njihova hitrost preklopa izjemno hitra in primerna za visoka - frekvenčna vezja in hitre preklopne aplikacije.
Visokofrekvenčne značilnosti: Schottky diode imajo dobre frekvenčne značilnosti in visoko rez - izklopljena frekvenca. V visoko - frekvenčnih vezjih imajo Schottky diodi hitro frekvenčni odziv, zaradi česar so primerne za visoko - frekvenčne aplikacije, kot so High - digitalna vezja in RF vezja.
Tok z nizkim puščanjem: tok puščanja diod Schottky je razmeroma nizek, kar pomeni, da ob izklopu skorajda ne teče tok, s čimer se zmanjša izguba energije.
3. Scenariji aplikacij za pin diode in Schottky diode v RF sistemih
(1) PIN dioda
RF stikalo: Uporaba pin diod v RF stikalih je eden njegovih najpomembnejših scenarijev. RF stikala se uporabljajo za nadzor vklopa/izklopa in izbire poti RF signalov. Kot temeljna komponenta RF stikala, PIN diode nadzorujejo RF signale s spreminjanjem napetosti pristranskosti. Ta vrsta stikala ima prednosti hitrega odziva, nizke izgube in visoke izolacije ter se pogosto uporablja v brezžični komunikaciji, radarskih sistemih in drugih poljih.
Modulator: V modulatorju se uporablja za pin dioda za modulacijo nizkih - frekvenčnih signalov na visoke - frekvenčne nosilce. S spreminjanjem napetosti pristranskosti ali toka diode PIN lahko dosežemo modulacijo nosilne amplitude. Ta metoda modulacije se pogosto uporablja v brezžičnih komunikacijskih sistemih, kot so FM Broadcasting, televizijski prenos signalov itd.
Atenuator: PIN dioda Atenuator se uporablja za prilagajanje trdnosti RF signalov. S povezovanjem več zatičnih diod v seriji ali vzporedno in nadzorom njihove pristranskosti napetosti lahko dosežemo spremenljivo slabljenje RF signalov. Ta atenuator se uporablja v komunikacijskih sistemih za zaščito sprejemnih naprav pred močnimi motnjami signala, poleg tega pa se lahko uporabi tudi za prilagoditev povečanja signala in uravnoteženosti.
Fotodetektor: Pin fotodiode se uporabljajo kot fotodetektorji za pretvorbo optičnih signalov v električne signale v optičnih komunikacijskih sistemih. Njegove visoko občutljivost in značilnosti z nizkimi hrup naredijo PIN fotodiode ključna komponenta v visokih - hitrostnih optičnih komunikacijskih sistemih.
(2) Schottky dioda
Visokofrekvenčna popravljanje: Schottky diode so v rektifikacijskih vezjih zelo naklonjeni zaradi nizkega padca napetosti naprej (običajno med 0,15 V in 0,45 V). V primerjavi s tradicionalnimi diodami PN Junction lahko Schottky diode znatno zmanjšajo izgubo energije in izboljšajo učinkovitost. Na primer, pri preklopu napajalnikov in adapterjev se Schottky diode pogosto uporabljajo za visoko - frekvenčno popravljanje za izboljšanje učinkovitosti pretvorbe in zmanjšanje nastanka toplote.
Izolacija signala: V aplikacijah za upravljanje električne energije je nizki obratni čas obnovitve (običajno le nekaj nanosekund) Schottky Diods naredi idealne za visoko - frekvenčno delovanje. Na primer, v DC - DC pretvorniki in polnilniki baterij lahko Schottky diode učinkovito zmanjšajo izgube preklopa in zagotovijo večjo učinkovitost pretvorbe. Poleg tega se Schottky diode pogosto uporabljajo v protizakonskih zaščitnih vezjih, da se prepreči poškodbe vezja, ki ga povzroči povratna napajalna napajalnik.
Zaščita moči: V digitalnih logičnih vezjih je njihova glavna prednost hitra hitrost preklopa Schottky Diode. V visokih - hitrostnih logičnih vezjih se Schottky diode uporabljajo kot vpenjalne diode za preprečevanje napak na logični ravni, ki jih povzroča prenapetost. Na primer, v računalnikih in komunikacijskih napravah lahko Schottky diode zagotovijo celovitost in stabilnost prenosa signala, kar zmanjša pojav podatkovnih napak.
RF detektorji, mešalniki in modemi: Schottky diode se pogosto uporabljajo tudi v RF in mikrovalovnih vezjih. Zaradi svoje nizke stične kapacitivnosti in značilnosti hitrega odziva se diode Schottky običajno uporabljajo v RF detektorjih, mešalnikih in modemih. V brezžičnih komunikacijskih napravah lahko Schottky diode dosežejo natančno obdelavo visokih - hitrostnih signalov in izboljšajo celotno učinkovitost sistema.
4.
(1) Zahteve glede uspešnosti
Izberite ustrezno vrsto diode, ki temelji na posebnih zahtevah učinkovitosti sistema RF, kot so delovna frekvenca, zmogljivost obdelave električne energije, linearnost itd. Če sistem potrebuje visoko zmogljivost obdelave energije in dobra linearnost, so lahko boljša izbira. Če ima sistem visoke zahteve za frekvenčne značilnosti in hitrost preklopa, imajo Schottky diode več prednosti.
(2) Dejavniki stroškov
Različne vrste diod imajo lahko razlike v stroških. Glede na zahteve glede uspešnosti izpolnjevanja je treba upoštevati dejavnike stroškov in izbrati diodo z najvišjimi stroški - učinkovitost.
(3) Zahteve glede zanesljivosti
Za nekatere RF sisteme, ki zahtevajo visoko zanesljivost, kot so satelitska komunikacija, radarsko zaznavanje itd., Je treba izbrati diode z visoko zanesljivostjo. Upoštevati je treba dejavnike, kot so kakovost, življenjska doba in stabilnost diod.
(4) embalaža in odvajanje toplote
Zaradi svoje edinstvene strukture Schottky diode običajno zahtevajo večje ukrepe embalaže ali toplote, da se spopadejo z višjimi obratovalnimi temperaturami in tokovi. Pri izbiri je treba upoštevati obrazec embalaže in zmogljivosti disipacije toplote diode, da se zagotovi njegovo stabilno delovanje v RF sistemih.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {