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1、限幅器设计三部曲(一)希望这篇文章完成后，大家和我都能清楚怎么样一步一步设计好一个PIN管限幅器。说实话，我还没有从头到尾选过PIN二极管，都是沿用别人使用的管子，也没去深究，到底管子的参数是怎么和最终设计出来的限幅器性能相匹配的。这两天看了一些限幅器的文献资料，就在此，总结一下心得，怎样从头到尾设计一个PIN管限幅器。如有不妥之处，还望高手指出。本篇主要以理论分析以及软件仿真为主，没有实测结果，还望见谅。我把PIN管限幅器设计分为三步：Q)了解限幅器指标和限幅PIN管的对应关系。(2)去各大厂家去找管子，目标是Rs小，CT小，寄生参数小，少子寿命短，本征层厚。但不可能有管子满足所有指标，所以
2、只能依据设计要求，来折中选择。(3)利用管子的SPICE模型等仿真验证Ol了解限幅器指标和限幅PIN管的对应关系首先艮幅器的指标，主要有：插损，隔离度，最大承受功率，限幅门限，限幅输出平坦功率。其次，限幅管的指标，主要有：结电容，正偏电流下二极管的阻值Rs,最小反向击穿电压(minimumbreakdownvoltage),少子寿命，反向恢复时间(reverserecoverytime).在文献【1】中指出，PIN管在正向偏置时,主要表现为电阻；而在零或反向偏置时，主要表现为结电容。MetalPin在文献2中，可知，并联导纳的S参数为：并联Z1Z2导纳一一一一.I”一一一一y2一2+Y2+?y
3、=-2_T丫。一272P.所以：22S21=贝(JI1.ISo=-20logS21当PIN管处于正向偏置时(Z=RS),从输入功率到输出功率的衰减,称之为隔离度；当PIN管处于零或反向偏置时(Z=IZjWCt),则称为插损。则限幅器的隔离度为：ls0=-20bg521=-20log7=-20og7=2。%(匕各限幅器的插损为：I1.=-20ls211=年亚=一2。3E花=IOlog(1(fCZ0)2)1Il1.4rtrl.utto-r-.1.CJh这和文献【3】中Table1上的并联类型下的公式一致。但是，这都是不考虑寄生参数的影响。由文献【4】可知，寄生电感会影响最终限幅器的隔离度。文献4中
4、指出，当PIN管并联在通路上且处于限幅状态时，输入功率会分为三部分，一部分被反射回源端，一部分通过电阻被负载吸收，一部分被PIN管吸收。而被PIN管吸收的功率即是耗散在PIN管的功率，它与PIN管结温一起，决定了PIN管能承受的最大输入功率。PinPrefPoutPdiSS=Pin-Pout-Pref管=ISlll2=(_*)2=(五%)2|架=S21F=(+)2=(爵)2iin，十Y乙乙十乙0r7o7onnr7与文献【5】给出的公式相符。再结合文献【4】中的：T.-Tjmaxapd=根据管子的最大结温(可根据要求，留有一定的降额)，即可求出管子的最大耗散功率，进而求出管子的最大承受功率。对于
5、限幅门限，我是这样想的：比如说，我们将插损下降IdB的输入功率定义为限幅门限。则可以利用上面隔离度的计算公式可以得出Rs;从器件手册上If和Rs的曲线，可以得出If,文献【3】中指出，可以得出Pdiss,进而可以得出Pin,该输入功率即是限幅门限。对于限幅输出平坦功率：此时对应Rs基本为一恒定值，即datasheet手册上给出的值。和上面限幅门限推导方式一样，即可得到限幅输出平坦功率。对于响应和恢复时间，严格地讲，需要保证在最大功率输入下，在该时间内泄露至输出端的功率不会毁坏后级管子。和PIN管的少子寿命性能成正比。02未完待续参考文献：1 BillDoherty,rrcrosemlPIND/odeFundamentals2 刘学观，郭辉萍编著微波技术与天线3 SkyworkszApplicationNotezDesignwithPINDiodes4 AvagozApplicationNote1050f1.owCostSurfaceMountPower1.imiters5 1.3Narda-MITEQzAppIicationNoteAndShort-FormCataIogxPINDIODECONTRO1.PRODUCTS
