ความแตกต่างระหว่างไดโอดพินและไดโอด Schottky ในระบบ RF คืออะไร?

1. โครงสร้างและหลักการทำงานของ Pin Diode และ Schottky Diode
(1) ไดโอดพิน
Pin Diode เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ไมโครเวฟพิเศษซึ่งประกอบด้วยชั้นของเซมิคอนดักเตอร์ชนิดที่ 1 ที่มีการตัดทอนระหว่าง p - ชนิดที่มีเจือด้วยสารเซมิคอนดักเตอร์ชนิด โครงสร้างนี้ทำให้ไดโอดพินมีแอพพลิเคชั่นที่ไม่ซ้ำกันในวงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในความถี่สูง - และวงจรสวิตช์ที่รวดเร็ว หลักการทำงานของไดโอดพินขึ้นอยู่กับลักษณะการแยก PN ของเซมิคอนดักเตอร์และการก่อตัวของพื้นที่พร่อง เมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าภายนอกภูมิภาคที่แท้จริง (ภูมิภาค i) ระหว่าง p - ประเภทและ n - ประเภทเซมิคอนดักเตอร์สร้างพื้นที่การพร่องเนื่องจาก - ที่สร้างขึ้นในสนามไฟฟ้าทั้งสองด้าน เมื่อไดโอดพินนั้นมีอคติไปข้างหน้าสนามไฟฟ้าภายนอกจะทำให้ - สร้างขึ้นในสนามไฟฟ้าทำให้พื้นที่พร่องและช่วยให้ผู้ให้บริการมากขึ้นที่จะถูกฉีดจากภูมิภาค P และ N ในภูมิภาคที่แท้จริงเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าของภูมิภาคภายใน เมื่อแรงดันไฟฟ้าอคติไปข้างหน้าเพิ่มขึ้นจำนวนผู้ให้บริการที่ฉีดจะเพิ่มขึ้นและค่าการนำไฟฟ้าของไดโอดพินก็เพิ่มขึ้นตามลำดับ เมื่อย้อนกลับลำเอียงสนามไฟฟ้าภายนอกจะช่วยเพิ่ม - ที่สร้างขึ้นในสนามไฟฟ้าขยายขอบเขตการพร่องและลดจำนวนผู้ให้บริการอิสระในภูมิภาคที่แท้จริงส่งผลให้ความต้านทานของพินไดโอดเพิ่มขึ้น
(2) schottky diode
Schottky Diode เป็นไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ที่มีสิ่งกีดขวาง Schottky และคำว่า "Schottky" ในนามของมันมาจากนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Walter Schottky ไดโอด Schottky ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในวงจรความถี่สูง - สูง - วงจรดิจิตอลความเร็วสูงและวงจรอิเล็กทรอนิกส์พลังงานเนื่องจากลักษณะของความเร็วสูงการใช้พลังงานต่ำและแรงดันไปข้างหน้าลดลงในวงจร หลักการทำงานของไดโอด Schottky ขึ้นอยู่กับอุปสรรคการติดต่อระหว่างโลหะและเซมิคอนดักเตอร์ ในภูมิภาคใกล้กับจุดสัมผัสทางด้านเซมิคอนดักเตอร์อิเล็กตรอนในเซมิคอนดักเตอร์จะถูกดึงดูดโดยอิเล็กตรอนในโลหะทำให้เกิดชั้นสะสมประจุที่นำมาจากโลหะไปยังเซมิคอนดักเตอร์ เลเยอร์การสะสมประจุนี้สร้างการลดลงที่อาจเกิดขึ้นระหว่างโลหะและเซมิคอนดักเตอร์ทำให้แรงดันไฟฟ้าระหว่างทั้งสองมีค่ามากกว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องสิ่งกีดขวาง Schottky จะถูกสร้างขึ้นที่จุดสัมผัสระหว่างโลหะและเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อแรงดันไฟฟ้าข้ามสิ่งกีดขวาง Schottky ลดลงในระดับหนึ่งความต้านทานของสิ่งกีดขวาง Schottky จะสูงมากทำให้เป็นไปไม่ได้ที่กระแสจะผ่าน เมื่อแรงดันไฟฟ้าทั่วอุปสรรค Schottky เพิ่มขึ้นความต้านทานจะค่อยๆลดลงและกระแสค่อยๆเพิ่มขึ้น ดังนั้นลักษณะของไดโอด Schottky จึงเป็นการนำทิศทางเดียวทำให้กระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกไปยังแคโทดเท่านั้น
2. ลักษณะประสิทธิภาพของไดโอดพินและไดโอด Schottky ในระบบ RF
(1) ไดโอดพิน
ลักษณะความต้านทานของตัวแปร: เมื่อไดโอดพินมีอคติไปข้างหน้าความหนาแน่นของพาหะในเลเยอร์ I จะเพิ่มขึ้นส่งผลให้ความต้านทานของอุปกรณ์ลดลง ในระหว่างอคติย้อนกลับผู้ให้บริการประจุในชั้น I จะหมดลงส่งผลให้ความต้านทานของอุปกรณ์เพิ่มขึ้น ลักษณะความต้านทานตัวแปรนี้ช่วยให้ไดโอดพินสามารถใช้เป็นตัวลดทอนที่ปรับได้สวิตช์ตัวเปลี่ยนเฟสโมดูเลเตอร์และอื่น ๆ
ลักษณะการสลับที่รวดเร็ว: แม้ว่าไดโอดพินจะมีชั้นฉันกว้างและความเข้มข้นของยาสลบต่ำซึ่งส่งผลให้เวลาการขนส่งของผู้ให้บริการนานขึ้นและต้องใช้เวลาในการเข้าถึงสถานะที่มั่นคงเมื่อสลับระหว่างอคติไปข้างหน้าและอคติย้อนกลับความเร็วในการสลับของมันยังคงเร็วกว่าสวิตช์ไมโครเวฟอื่น ๆ
ความสามารถในการประมวลผลพลังงานสูง: ไดโอดพินสามารถทนต่ออินพุตพลังงานสูงซึ่งทำให้พวกเขาได้เปรียบในวงจรไมโครเวฟพลังงานสูง -
ความเป็นเส้นตรง: ในบางแอปพลิเคชันความเป็นเส้นตรงของไดโอดพินก็เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญเช่นกัน ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการออกแบบและการผลิตไดโอด PIN เชิงเส้นสูงสามารถทำได้เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันที่เฉพาะเจาะจง
(2) schottky diode
การลดลงของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าต่ำ: การลดลงของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของไดโอด Schottky มักจะต่ำกว่าไดโอด Junction PN ธรรมดา (ประมาณ 0.2V ถึง 0.5V) ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพ
ความเร็วในการสลับอย่างรวดเร็ว: ไดโอด Schottky เป็นอุปกรณ์ผู้ให้บริการส่วนใหญ่ที่ไม่มีเอฟเฟกต์การจัดเก็บของผู้ให้บริการชนกลุ่มน้อยดังนั้นความเร็วในการสลับของพวกเขาจึงเร็วมากและเหมาะสำหรับวงจรความถี่สูง - และแอปพลิเคชันการสลับที่รวดเร็ว
ลักษณะความถี่สูง: ไดโอด Schottky มีลักษณะความถี่ที่ดีและการตัดสูง - ความถี่ปิด ในวงจรความถี่สูง - ไดโอด Schottky มีการตอบสนองความถี่ที่รวดเร็วทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานความถี่สูง - เช่นสูง - วงจรดิจิตอลความเร็วและวงจร RF
กระแสการรั่วไหลต่ำ: กระแสการรั่วไหลของไดโอด Schottky ค่อนข้างต่ำซึ่งหมายความว่าแทบจะไม่มีกระแสไหลเมื่อปิดซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียพลังงาน
3. สถานการณ์แอปพลิเคชันของไดโอดพินและไดโอด Schottky ในระบบ RF
(1) ไดโอดพิน
สวิตช์ RF: การประยุกต์ใช้ไดโอดพินในสวิตช์ RF เป็นหนึ่งในสถานการณ์ที่สำคัญที่สุด สวิตช์ RF ใช้เพื่อควบคุมการเปิด/ปิดและการเลือกเส้นทางของสัญญาณ RF ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบหลักของสวิตช์ RF, PIN ไดโอดควบคุมสัญญาณ RF โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าอคติ สวิตช์ประเภทนี้มีข้อดีของการตอบสนองที่รวดเร็วการสูญเสียต่ำและการแยกสูงและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสารไร้สายระบบเรดาร์และสาขาอื่น ๆ
Modulator: ในโมดูเลเตอร์จะใช้ไดโอดพินเพื่อปรับสัญญาณต่ำ - สัญญาณความถี่ลงบนผู้ให้บริการความถี่สูง - โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าอคติหรือกระแสของไดโอดพินการปรับแอมพลิจูดของผู้ให้บริการสามารถทำได้ วิธีการมอดูเลตนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบการสื่อสารไร้สายเช่นการออกอากาศ FM การส่งสัญญาณโทรทัศน์ ฯลฯ
Attenuator: Pin Diode Attenuator ใช้เพื่อปรับความแข็งแรงของสัญญาณ RF ด้วยการเชื่อมต่อไดโอดหลายพินในซีรีย์หรือขนานและควบคุมแรงดันไฟฟ้าอคติการลดทอนตัวแปรของสัญญาณ RF สามารถทำได้ ตัวลดทอนนี้ใช้ในระบบการสื่อสารเพื่อป้องกันอุปกรณ์ที่ได้รับจากสัญญาณรบกวนสัญญาณที่แข็งแกร่งและยังสามารถใช้ในการปรับอัตราขยายสัญญาณและความสมดุล
PhotoDetector: PIN photodiodes ใช้เป็นเครื่องตรวจจับแสงเพื่อแปลงสัญญาณออปติคัลเป็นสัญญาณไฟฟ้าในระบบการสื่อสารทางแสง ความไวสูงและลักษณะเสียงรบกวนต่ำทำให้ pin photodiodes เป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบการสื่อสารไฟเบอร์ออปติกความเร็วสูง -
(2) schottky diode
การแก้ไขความถี่สูง: ไดโอด Schottky เป็นที่ชื่นชอบอย่างมากในวงจรการแก้ไขเนื่องจากแรงดันไปข้างหน้าลดลง (โดยทั่วไประหว่าง 0.15V และ 0.45V) เมื่อเปรียบเทียบกับไดโอด Junction PN แบบดั้งเดิมไดโอด Schottky สามารถลดการสูญเสียพลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่นในการสลับแหล่งจ่ายไฟและอะแดปเตอร์ schottky ไดโอดมักจะใช้สำหรับการแก้ไขความถี่สูง - เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงและลดการสร้างความร้อน
การแยกสัญญาณ: ในแอพพลิเคชั่นการจัดการพลังงานเวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับต่ำ (โดยปกติจะเป็นเพียงไม่กี่นาโนวินาที) ของไดโอด Schottky ทำให้เหมาะสำหรับการทำงานของความถี่สูง - ตัวอย่างเช่นใน DC - ตัวแปลง DC และเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ไดโอด Schottky สามารถลดการสูญเสียการสลับได้อย่างมีประสิทธิภาพและให้ประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้น นอกจากนี้ยังมีการใช้ไดโอด Schottky ในวงจรป้องกันการย้อนกลับเพื่อป้องกันความเสียหายต่อวงจรที่เกิดจากแหล่งจ่ายไฟย้อนกลับ
การป้องกันพลังงาน: ในวงจรลอจิกดิจิตอลความเร็วในการสลับอย่างรวดเร็วของไดโอด Schottky เป็นข้อได้เปรียบหลัก ในวงจรลอจิกความเร็วสูง -, schottky diodes ถูกใช้เป็นไดโอดแคลมป์เพื่อป้องกันข้อผิดพลาดระดับตรรกะที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าเกิน ตัวอย่างเช่นในคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สื่อสารไดโอด Schottky สามารถมั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์และความเสถียรของการส่งสัญญาณลดการเกิดข้อผิดพลาดของข้อมูล
เครื่องตรวจจับ RF เครื่องผสมและโมเด็ม: ไดโอด Schottky ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจร RF และไมโครเวฟ เนื่องจากความจุทางแยกต่ำและลักษณะการตอบสนองที่รวดเร็วไดโอด Schottky จึงถูกใช้ในเครื่องตรวจจับ RF มิกเซอร์และโมเด็ม ในอุปกรณ์การสื่อสารไร้สาย schottky ไดโอดสามารถบรรลุการประมวลผลที่แม่นยำของสัญญาณความเร็วสูง - และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ
4. ปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการเลือกไดโอดพินและไดโอด Schottky ในระบบ RF
(1) ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ
เลือกประเภทไดโอดที่เหมาะสมตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเฉพาะของระบบ RF เช่นความถี่ในการทำงานความสามารถในการประมวลผลพลังงานความเป็นเส้นตรง ฯลฯ หากระบบต้องการความสามารถในการประมวลผลพลังงานสูงและความเป็นเส้นตรงที่ดีไดโอดพินอาจเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า หากระบบมีความต้องการสูงสำหรับลักษณะความถี่และความเร็วในการสลับไดโอด Schottky มีข้อได้เปรียบมากขึ้น
(2) ปัจจัยด้านต้นทุน
ไดโอดประเภทต่าง ๆ อาจมีความแตกต่างในค่าใช้จ่าย ในสถานที่ตั้งของข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพการประชุมจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต้นทุนและเลือกไดโอดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด -
(3) ข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือ
สำหรับระบบ RF บางระบบที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูงเช่นการสื่อสารผ่านดาวเทียมการตรวจจับเรดาร์ ฯลฯ จำเป็นต้องเลือกไดโอดที่มีความน่าเชื่อถือสูง ต้องพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่นคุณภาพอายุการใช้งานและความมั่นคงของไดโอด
(4) การกระจายบรรจุภัณฑ์และความร้อน
เนื่องจากโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของมันมักจะต้องใช้ไดโอด Schottky ที่สูงขึ้นหรือมาตรการการกระจายความร้อนเพื่อรับมือกับอุณหภูมิและกระแสน้ำที่สูงขึ้น เมื่อเลือกจำเป็นต้องพิจารณารูปแบบบรรจุภัณฑ์และความสามารถในการกระจายความร้อนของไดโอดเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่มั่นคงในระบบ RF
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {2rems