PIN二极管(高频二极管)的原理及特性介绍

什么叫pin二极管

 pin二极管实际上是静态结电容很小的一种用应在高频开关方面的特殊二极管。

普通的二极管由PN结组成,因为本身普通的diode，PN Junction会有寄生电容,寄生电容对电路的影响不可忽略，为了减小它，最好的方法是将两个电容串联，串联电容小于任何一个电容。PIN就是利用了这个原理，将一个寄生电容分为两个电容(PI和NI 寄生电容)的串联。

在P和N半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层,组成的这种P-I-N结构的二极管就是PIN Diode.正因为有Intrinsic层的存在，PIN diode应用很广泛，从低频到高频的应用都有，主要用在RF领域，用作RF Switch和RF保护电路，也有用做PhotoDiode。

pin二极管的等效电路

图1是PIN 二极管在高频领域的等效电路





(a) 加正向偏压时                             (b)加反向偏压时



图1 PIN 二极管等效电路



如图1(a)所示， FR 为加顺向电压时的电阻，而它会根据图1(a)所示，随着偏压电流FI 变化。会造成大量电流的流动，使得RF只有0.1Ω ~10Ω 之间的低电阻状态，也就是说已达到ON 状态。





(a)正向偏压电流与正向阻抗特性曲线     (a)反向偏压电流与反向电容特性曲线



图2PIN 二极管的特性曲线

另一方面，如图1(b)所示，当加逆向偏压时，电容JC 不会随偏压变化，而会维持固定值(约0.1pF ~10pF 之间)，使其为一高阻抗，也就是说，它已变成OFF 壮态。而图1(b)中， R R 之值约在1Ω ~100Ω左右。

总之，PIN 二极管是用加顺向或逆向偏压来对高频信号之阻抗变化，故能 ON/OFF 的控制通过PIN 二极管的高频信号。