| 摘要:RF衰減是無線設計中的常見電路,本應用筆記詳細描述了幾種采用PIN二極管和電流源DAC控制RF衰減的方法。 PIN二極管通常作為TV調諧器中的RF信號以及固定通信設備中寬帶RF的可變衰減器。這類二極管可以作為分立器件安裝在電路板上,或集成到混合GaAs模塊。在高頻段,PIN二極管的正向電阻隨著流過結電流增加而減小(圖1)。 ![]() 圖1. 典型PIN二極管電阻與正向電流的關系 PIN二極管衰減器可采用串聯或并聯配置結構。串聯衰減器(圖2a)通常需要二極管的電流為10mA至20mA。其衰減量為: 20log(1 + RPIN / 2Z0) ![]() (單位dB)對于并聯衰減器(圖2b),要求的偏置電流通常為2mA至3mA。并聯衰減器的衰減量為: 20log(1 + Z0 / 2RPIN) ![]() (單位dB)![]() 圖2. RF信號通過串聯(a)或并聯(b)配置的PIN二極管衰減 系統控制器可通過調整二極管的電流改變衰減量。 有些系統可能需要進行溫度補償(圖3),簡化電路中,數字電位器IC建立固定或可調偏置電平,熱敏電阻提供溫度輸入。這兩個輸入連接到運算放大器,產生的輸出通過一個電阻驅動PIN二極管。 ![]() 圖3. PIN二極管簡化偏置電路 上述電路的實現并非電路圖那么簡單。熱敏電阻的響應必須和PIN二極管匹配,同時偏置電流的變化將改變PIN二極管的正向直流電壓,進而引起偏置電流的非線性。還可以采用電壓輸出DAC替代熱敏電阻和數字電位器,對電路進行數字補償,但這一方法無法消除二極管正向電壓的影響。更理想的辦法是采用電流源DAC (理想方案參考附錄)。 圖4電路還包括正交匹配并聯衰減器和一對由DAC輸出驅動的匹配PIN二極管。環境溫度通過連接到主機微控制器的模擬或數字傳感器進行測量,其中主機微控制器通過查找表(LUT)或算法進行溫度補償。期望的衰減通過LUT或算法對DAC進行設置,從而給出了所需的PIN電流。PIN二極管的電流僅通過DAC設置,與二極管的正向電壓以及線路中的其它任何直流阻抗無關。 ![]() 圖4. RF衰減器受電流輸出DAC (MAX5548或MAX5550)驅動,通過根據主機處理器的校準信號調整輸出電流,從而進行溫度補償。 輸出濾波器對于帶有RF隔離電感和電容(用于消除不需要的直流成分)的電路,在超過100nH的串聯電感以及10nF的對地電容的情況下,輸出仍然能夠保持穩定。電流輸出相對電壓輸出有一個優點在于,如果壓降在DAC輸出電壓范圍以內,則濾波器所引入的串聯電阻不會影響到精度。附錄—DAC范例MAX5548/MAX5550是一款內置電流源輸出的雙通道8/10位DAC,電壓范圍可達4V,輸出電流可達30mA。兩路輸出均可源出高達30mA的電流,并且可以并聯用于高達60mA的大電流電路。該系列器件可工作在+2.7V至+5.25V的單電源電壓下,正常工作模式下每DAC通常消耗1.5mA的電源電流,而在關斷模式下則低于1μA。關斷模式下,輸出漏電流最大僅為±1μA。為了保證高精度和低噪聲性能,每個IC均帶有+1.25V的帶隙基準以及一個控制放大器。還可以選擇連接外部基準(REFIN),以提高增益精度。器件兼容I2C以及SPI串行接口,可通過引腳選擇。SPI模式下,器件可以連接成菊鏈方式,從而節省處理器I/O引腳;而對于I2C接口,則提供四路引腳可選擇的地址。軟件以及各路輸出所對應的外部電阻確定可編程輸出電流的最大值。 |
電流源DAC配合PIN二極管,提供RF衰減及溫度補償
- 二極管(177148)
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3732什么是PIN二極管 PIN二極管的工作原理及特性
PIN二極管 ,即P-I-N二極管,是一種半導體器件,由P型半導體、本征半導體(I型,即未摻雜的半導體)和N型半導體三個部分組成。
2024-05-22 15:50:06
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8299PIN二極管有沒有雙向的?
PIN二極管,即P-I-N二極管,是一種由P型、本征(I型)和N型半導體層組成的半導體器件。它通常用于射頻和微波電路中,如天線開關、衰減器、可變電容和限幅器等。
2024-05-22 16:29:09
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1436PiN二極管是什么意思
PiN二極管,即P-I-N二極管,是一種特殊的半導體器件,由P型半導體、本征半導體(I型,即未摻雜的半導體)和N型半導體三個部分組成。這種獨特的結構賦予了PiN二極管在電子電路中的多種優越性能和應用場景。以下是對PiN二極管的詳細解析。
2024-09-10 15:38:35
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3561PiN二極管和SiC二極管的區別
PiN二極管(P-I-N Diode)和SiC二極管(Silicon Carbide Diode)在多個方面存在顯著差異,這些差異主要體現在材料特性、工作性能、應用場景以及發展趨勢等方面。以下是對兩者區別的詳細分析。
2024-09-10 15:40:48
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1592PIN二極管的電導調制原理
PIN二極管,即P-I-N二極管,其電導調制原理是基于半導體的PN結特性和耗盡區的動態變化。在深入解析PIN二極管的電導調制原理之前,我們先簡要回顧其結構和基本工作原理。
2024-09-10 15:43:22
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3519PIN二極管在射頻電路中的應用
PIN二極管在射頻電路中的應用極為廣泛,其獨特的P-I-N結構賦予了它在射頻領域中的獨特優勢。以下將詳細闡述PIN二極管在射頻電路中的具體應用,包括其工作原理、電路設計、性能優勢以及實際應用案例等方面。
2024-09-10 15:50:10
3430
3430二極管的電流特性有哪些
二極管是一種具有兩個電極的半導體器件,其核心特性是單向導電性,即只允許電流從一個方向流過。這一特性使得二極管在電子電路中有著廣泛的應用,如整流、開關、檢波、穩壓等。以下是對二極管電流特性的詳細探討,內容涵蓋正向特性、反向特性、溫度影響、以及二極管電流公式等方面。
2024-10-15 11:16:01
6674
6674二極管的溫度特性影響
幫助的。二極管由一個PN結組成,當正向偏置時(陽極電壓高于陰極電壓),PN結允許電流通過;當反向偏置時(陰極電壓高于陽極電壓),PN結阻止電流通過。 二極管的溫度特性 正向電壓降的變化 :二極管的正向電壓降(Vf)隨溫度升高
2025-02-07 09:41:46
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3482開關和衰減器塑料封裝 PIN 二極管 skyworksinc
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2025-07-15 18:34:47

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2025-07-21 18:36:01

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2025-07-22 18:31:09

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