چگونه می توان RF را از طریق دیودها روشن/خاموش دستگاه های ارتباطی مدیریت کرد؟

1. ویژگی های اساسی دیودها و کاربرد آنها در مدارهای RF
(1) خصوصیات اساسی دیودها
یک دیود یک وسیله نیمه هادی با هدایت یک طرفه است. این با ترکیب P {{1} type نیمه هادی و N {{2} type نیمه هادی را تشکیل می دهد تا یک اتصال PN را تشکیل دهد. هنگامی که یک ولتاژ رو به جلو به دیود اعمال می شود (با منطقه P متصل به قطب مثبت منبع تغذیه و منطقه N متصل به قطب منفی منبع تغذیه) ، محل اتصال PN باریک می شود و دیود در حالت عملکرد رو به جلو است و اجازه می دهد جریان هموار باشد. هنگامی که ولتاژ معکوس اعمال می شود ، محل اتصال PN گسترش می یابد ، دیود در حالت قطع معکوس قرار دارد و جریان تقریباً صفر است. علاوه بر این ، دیودها همچنین از ویژگی های پارامتر مانند افت ولتاژ رو به جلو و ولتاژ تجزیه معکوس برخوردار هستند.
(2) کاربرد دیودها در مدارهای RF
سیگنال های RF دارای خصوصیاتی مانند فرکانس بالا و طول موج کوتاه هستند که به عملکرد بالایی از اجزای مدار نیاز دارند. دیودها به دلیل ساختار ساده ، عملکرد پایدار و کم هزینه ، در مدارهای RF کاربرد خاصی دارند. به عنوان مثال ، دیودهای سیگنال کوچک مانند دیودهای Schottky می توانند برای کنترل ساده سوئیچ RF استفاده شوند. در مدارهای RF قدرت- بالا ، غالباً از دیودهای RF طراحی شده استفاده می شود ، که دارای تحمل قدرت بالا ، مقاومت در برابر هدایت رو به جلو و ویژگی های پاسخ سریع هستند و می توانند نیازهای مدارهای RF را برآورده کنند.
2. اصل RF در مدیریت- خاموش بر اساس دیودها
(1) هدایت هدایت و کنترل برش معکوس
هنگامی که یک ولتاژ رو به جلو در سراسر دیود اعمال می شود (با الکترود مثبت متصل به پتانسیل بالا و الکترود منفی متصل به پتانسیل کم) ، دیود در حالت هدایت رو به جلو قرار دارد و حامل های داخلی آن انرژی لازم را برای تبدیل شدن به حامل های آزاد به دست می آورند ، که می توانند به راحتی از طریق محل اتصال PN عبور کرده و جریان رو به جلو را تشکیل دهند و امکان انتقال سیگنال های RF را فراهم می کند. در مقابل ، هنگامی که یک ولتاژ معکوس اعمال می شود ، دیود وارد یک حالت قطع معکوس می شود و از عبور جریان جلوگیری می کند و در نتیجه مسدود شدن سیگنال های RF را مسدود می کند.
(2) استفاده از خصوصیات دیودها برای دستیابی به سوئیچینگ RF
با طراحی مدار به طور منطقی و استفاده از هدایت یک طرفه دیودها ، می توان ولتاژ مناسب رو به جلو را فراهم کرد تا دیودها رسانده شوند وقتی که سیگنال های RF نیاز به روشن شدن دارند. در صورت لزوم خاموش کردن سیگنال RF ، یک ولتاژ معکوس برای خاموش کردن دیود و جلوگیری از عبور سیگنال RF استفاده کنید. علاوه بر این ، سایر اجزای الکترونیکی مانند مقاومت ، خازن و غیره می توانند برای تشکیل مدارهای پیچیده تر RF ، دستیابی به کنترل دقیق سیگنال های RF ترکیب شوند.
3. روش های طراحی و اجرای
(1) طراحی مدار
هنگام طراحی RF مبتنی بر دیود در مدار مدیریت - خاموش ، لازم است پارامترهایی مانند فرکانس و قدرت سیگنال RF را در نظر بگیرید. به عنوان مثال ، برای سیگنال های RF فرکانس بالا - ، دیودهایی با ویژگی های فرکانس {3} بالا باید انتخاب شوند و شبکه تطبیق مدار باید به طور منطقی طراحی شود تا بازتاب و از دست دادن سیگنال کاهش یابد. RF on-} خاموش با استفاده از سری یا دیودهای موازی قابل دستیابی است.
(2) انتخاب دیود
انتخاب دیود مناسب بسیار مهم است. لازم است پارامترهایی مانند ولتاژ تجزیه معکوس ، حداکثر جریان و زمان پاسخ دیود را در نظر بگیرید. برای برنامه های فرکانس {{2} بالا ، دیودها با ظرفیت کم و خصوصیات سرعت بالا ، مانند دیودهای Schottky (SBD) ، باید انتخاب شوند. در عین حال ، دیودهایی که می توانند در برابر قدرت مربوطه مقاومت کنند ، باید بر اساس قدرت سیگنال RF انتخاب شوند.
(3) طرح و بهینه سازی مدار
هنگام بیرون کشیدن یک مدار ، باید به اتصال بین دیودها و سایر اجزای مورد توجه قرار گیرد تا ضررها و تداخل در مسیر انتقال سیگنال به حداقل برسد. ساختارهای خط انتقال مانند خطوط ریزگرد و خطوط نوار می تواند برای بهینه سازی عملکرد انتقال سیگنال استفاده شود. علاوه بر این ، مدار می تواند برای بهبود عملکرد و ثبات آن شبیه سازی و بهینه شود.
4. مشکلات و راه حل های احتمالی
(1) مشکل: گرمای بیش از حد دیود
در برنامه های RF قدرت بالا- ، دیودها به دلیل جریان بیش از حد ممکن است گرما ایجاد کنند. راه حل شامل انتخاب دیودها با ظرفیت قدرت بزرگتر یا اضافه کردن دستگاههای اتلاف گرما مانند غرق گرما است.
(2) مشکل: نشت سیگنال
اگر طراحی مدار غیر منطقی باشد ، ممکن است منجر به نشت سیگنال RF یا تداخل شود و برای حل مشکل لازم است طرح مدار ، افزایش اقدامات محافظ و غیره. در همین حال ، انتخاب بسته بندی مناسب و طراحی اتلاف گرما برای دیودها می تواند به طور موثری مشکلات تولید گرما را کاهش دهد.
(2) مشکل: تداخل سیگنال
خازن انگلی و القاء دیودها ممکن است تداخل سیگنال را معرفی کند و بر عملکرد RF تأثیر بگذارد. این را می توان با بهینه سازی طرح مدار و استفاده از دیودها با پارامترهای انگلی کم حل کرد.
https://www.trsemicon.com/diode/dip {2 }Diode/mbr30200ct.html