מהו העיקרון העובד של דיודה סיכה בתקשורת RF?

1, מאפיינים מבניים של דיודה סיכה
דיודה סיכה מורכבת משכבה P - מסוג Semiconductor, שכבת מוליכים למחצה מהותית (שכבת I), ושכבה N - סוג מוליך למחצה. P - שכבות מוליכים למחצה מסוגים עשירים בחורים, N - שכבות מוליכים למחצה מסוגים עשירים באלקטרונים, ואילו שכבות מוליכים למחצה מהותיים אין כמעט זיהומים והתנגדות גבוהה. מבנה מיוחד זה מאפשר לדיודות סיכות להציג יתרונות שונים במאפיינים חשמליים וביישומים מעשיים בהשוואה לדיודות רגילות. נוכחות שכבת ה- I מפחיתה משמעותית את קיבול הצומת של צומת ה- PN, תוך הגדלת רוחב אזור הדלדול, ובכך משפרת את היענותו ורגישותו לאותות תדרים גבוהים-.
2, העיקרון העובד של דיודה סיכה
(1) מדינת הטיה קדימה
כאשר דיודת הסיכה נמצאת במצב הטיה קדימה, כלומר אזור P מחובר למתח חיובי ואזור ה- N מחובר למתח שלילי. בשלב זה, השדה החשמלי החיצוני יחליש את - בשדה חשמלי בין אזורי P ו- N, ויצטמצם את אזור ההידלדלות. תחת פעולה של כוח שדה חשמלי, חורים באזור P ואלקטרונים באזור N מתפזרים זה כלפי זה ומזריקים לאזור I. ככל שמתח הטיה קדימה גדל, מספר נושאי המטען המוזרק לאזור I גדל. נושאי מטען אלה נרשמים מחדש באזור I, ויוצרים ענן מטען שמפחית משמעותית את ההתנגדות של אזור I. לפיכך, דיודות סיכות מציגות מצב עכבה נמוך, בדומה לקיצור, המאפשר לאותות RF לעבור בצורה חלקה.
(2) מצב הטיה הפוך
כאשר דיודת הסיכה נמצאת במצב הטיה הפוכה, כלומר אזור P מחובר למתח שלילי ואזור ה- N מחובר למתח חיובי. השדה החשמלי החיצוני משפר את - בשדה חשמלי בין אזורי P ו- N, ומרחב את אזור ההידלדלות. נושאי המטען באזור I נמשכים מאוד לגבול בין אזורי P ו- N, וכמעט אין ענן מטען באזור I, וכתוצאה מכך עלייה בהתנגדות. בשלב זה, דיודת הסיכה מציגה מצב עכבה גבוה, בדומה למעגל פתוח, שיכול למנוע ביעילות את מעבר אותות RF ולהשיג בידוד אותות.
(3) אפס מדינת הטיה
כאשר אין מתח חיצוני, האזור המהותי (אזור I) בין p - סוג ו- N - מוליכים למחצה מהווה אזור דלדול נבנה בגלל {}}} בשדה חשמלי משני הצדדים, כאשר אין כמעט נשאים חופשיים, ובכך מציגים מאפייני עקיצה גבוהים.
3, העיקרון העובד של דיודה PIN כרכיב RF
(1) מתג RF
היישום של דיודות סיכה במתגי RF הוא אחד התרחישים החשובים ביותר שלו. על ידי שינוי מתח ההטיה שלו, ניתן לשלוט על מצבי ההולכה והניתוק של דיודת הסיכה, ובכך להשיג על - בשליטה על אות ה- RF. בהטיה קדימה, דיודת הסיכה מציגה מצב עכבה נמוך, ומאפשרת לאותות RF לעבור בצורה חלקה; תחת הטיה הפוכה, דיודת הסיכה מציגה מצב עכבה גבוה, ואות ה- RF חסום. הביצועים של מתגי RF נמדדים בדרך כלל על ידי אינדיקטורים כמו אובדן הכניסה, בידוד ויכולת כוח. אובדן הכניסה משקף את הנחתת האות של מתג במצב מוליך, ואילו בידוד מציין את יכולתו של המתג לחסום אותות במצב פתוח. על מנת להשיג את המטרות של אובדן הכנסות נמוך ובידוד גבוה, דיודות סיכות מעוצבות בדרך כלל עם מבנה שכבה I {}}} דק כדי לקצר את זמן המעבר של נושאי המטען ולשפר את מהירות המיתוג.
(2) נמרץ
דיודות סיכות יכולות לשמש גם כמנחות. על ידי חיבור דיודות סיכות מרובות בסדרה או במקביל ושליטה על מתח ההטיה שלהם, ניתן להשיג הנחתה משתנה של אותות RF. כאשר דיודת הסיכה מוטה קדימה, עכבה נמוכה והנחת האות קטנה; כאשר מוטה הפוך, עכבה גדלה והנחתת האות עולה. על ידי שליטה מדויקת במתח ההטיה, ניתן להשיג התאמה מדויקת של הנחתה. המנוגדים משמשים במערכות תקשורת כדי להתאים את חוזק האות, להגן על מכשירי קבלה מפני הפרעות איתות חזקות, וניתן להשתמש בהן גם להתאמת רווח האות ואיזון האות.
(3) מחלף שלב
ניתן להשתמש בדיודות PIN גם לעיצוב מסברי פאזה במערכות מכ"ם ותקשורת. על ידי שינוי מתח ההטיה של דיודת הסיכה, ניתן לשנות את הקיבול הפנימי וההשראות שלו, ובכך לשנות את שלב האות. מסובבי פאזה ממלאים תפקיד מכריע ברדאר מערך שלב, מה שמאפשר סריקה מהירה ושליטה כיוונית של קרן הרדאר. על ידי שליטה מדויקת במתח ההטיה של כל דיודה סיכה, ניתן להשיג התאמה מדויקת של צורת הקורה וכיוון.
4, יתרונות של דיודות סיכות בתקשורת RF
(1) מהירות מתג מהיר
מהירות המיתוג של דיודות סיכה מהירה מאוד, שיכולה להשלים את ה- ON - כבוי של החלפת האותות תוך זמן קצר מאוד. מהירות המיתוג תלויה בעיקר בעובי שכבת I ובחיים של נשאי המטען. על ידי אופטימיזציה של עובי השכבה I - ובחירת חומרים עם תקופות חיים קצרות, ניתן לשפר עוד יותר את מהירות המיתוג. מהירות המיתוג המהירה מאפשרת לדיודות סיכות לעמוד בדרישות של - תקשורת מהירות ועיבוד אותות, מה שהופך אותם למתאימים ליישומי {}}} גבוהים - יישומי RF מהירות.
(2) אובדן נמוך
לדיודות PIN יש נמוכות יותר על התנגדות ואובדן הכנסה כאשר מוטה קדימה. בשל ריכוז הסמים הנמוך של שכבת I, קצב השילוב של נשאי המטען באזור I נמוך, ובכך מפחית את אובדן האנרגיה. מאפיין האובדן הנמוך מאפשר לדיודות סיכות להפחית את הנחתת האות ועיוותה במהלך העברת אות RF, ולשפר את איכות העברת האות.
(3) רמת בידוד גבוהה
לדיודות PIN יש עכבה גבוהה ובידוד כאשר הם מוטים הפוך. מאפיין העכבה הגבוה שלו יכול לבודד ביעילות את הפרעות ואת המפגש בין נתיבי אות שונים, ולהבטיח את טוהר האות. בידוד גבוה מאפשר לדיודות סיכות להשיג שליטה והעברת אותות מדויקים במעגלי RF.
(4) ליניאריות טובה
דיודות סיכות מציגות לינאריות טובה כאשר מוטה קדימה. יש קשר ליניארי בין הזרם למתח שלו, שיכול לשמור על מאפייני המשרעת והשלב של האות ללא שינוי במהלך ההעברה. לינאריות טובה הופכת דיודות סיכות למתאימות למערכות תקשורת הדורשות איכות אות גבוהה, כגון תקשורת דיגיטלית, תקשורת לוויינית וכו '.
(5) קל לשילוב
ניתן לשלב דיודות סיכות עם מכשירים אחרים של מוליכים למחצה באותו שבב ליצירת מערכות מעגלים משולבות חזקות יותר. באמצעות טכנולוגיית מעגלים משולבים, ניתן לשלב דיודות סיכות מרובות עם רכיבים אחרים כדי להשיג פונקציות RF מורכבות. תכנון משולב זה לא רק משפר את האינטגרציה והאמינות של המערכת, אלא גם מצמצם את גודל המעגל ועלותו.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd- diode/schottky {3 }diode {4 }bat54.html