Diodo pin
Construção do pino do diodo:
A construção do diodo PIN consiste em uma camada estreita de semicondutor tipo P, separado de uma camada igualmente estreita de material do tipo N por uma região um tanto espessa de material intrínseco. A camada intrínseca é um semicondutor ligeiramente dopado.
O nome do diodo é derivado da construção (p -Intrinsic -N). Embora o arseniure de gálio seja usado na construção de pinos, o silício tende a ser o material principal.
As razões para isso são mais fáceis de fabricação, potências mais altas manipuladas e maior resistividade na região intrínseca. O diodo do eixo é usado para comutação, limitação e modulação de energia de microondas. Foi proposto pela primeira vez pelo RN Hall em 1952, e seu potencial como microondas foi reconhecido pela primeira vez por Uhlir em 1958.
Construção:
A construção do diodo PIN é ilustrada na Figura 12-33. A vantagem da construção plana é a resistência da série inferior ao dirigir. O encapsulamento para esse chip assume um dos formulários já mostrados para outros diodos de microondas.
A construção on -line tem várias vantagens, incluindo uma capacidade reduzida de derivação de diodos. Além disso, como mostrado na Figura 12-33C e D, ele se presta idealmente ao encapsulamento da cabeça do feixe, questionando perfeitamente os circuitos listrados.
Essa construção é frequentemente preferida na prática, exceto talvez pelas mais altas poderes. Quando estão envolvidas dissipações razoavelmente grandes, a construção plana é mais adequada para montagem em um dissipador de calor.
Operação:
O diodo PIN atua como um diodo mais ou menos comum em frequências de até 100 MHz. No entanto, acima dessa frequência, deixa de ser um retificador, devido ao armazenamento da transportadora na região intrínseca de armazenamento e tempo de trânsito.
Nas frequências de microondas, o diodo atua como uma resistência variável, com um circuito equivalente simplificado como na Figura 12-34a e uma característica de definição como na Figura 12-34b.
Quando o viés varia em um diodo pinheiro, sua resistência no microondas passa de um valor típico de 5 a 10 kΩ sob um viés negativo nas proximidades de 1 a 10 Ω quando o viés é positivo.
Assim, se o diodo for montado em uma linha coaxial de 50 Ω, ela não carregará significativamente a linha quando for tendenciosa, para que o fluxo de energia não seja afetado.
No entanto, quando o diodo é tendencioso para a frente, sua resistência se torna muito baixa, de modo que a maior parte da potência é refletida e praticamente nenhuma é transmitida.
O diodo atua como um interruptor. Da mesma forma, pode ser usado como modulador (pulso). Vários diodos podem ser usados em série ou em paralelo em um guia de onda ou em uma linha coaxial, para aumentar a potência gerenciada ou reduzir a energia transmitida na condição desativada.
Performances e aplicações:
Os diodos estão disponíveis com frequências de corte resistivo de até 700 GHz. Quanto aos diodos do varactor, as frequências operacionais não excedem um décimo na figura acima. Pelo menos uma instância operacional em 150 GHz, com diodos especialmente construídos, foi relatada.
Os diodos individuais podem gerenciar até aproximadamente 200 kW de pico (ou 200 W em média), embora os níveis típicos sejam uma magnitude mais baixa.
Vários diodos podem ser combinados para gerenciar até 1 MW de pico. Os tempos de troca reais variam de aproximadamente 40 ns para limitadores de alta potência de apenas 1 ns a potências reduzidas.