[實用新型]PIN二極管的驅動電路及單刀單擲微波開關

有效

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• 申請日: 2015-07-09
• 公開（公告）號: CN204669331U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 巫良君
• 申請（專利權）人: 四川九立微波有限公司
• 主分類號: H03K17/04
• 分類號: H03K17/04
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 郭受剛

技術領域

本實用新型涉及微波技術領域，特別涉及一種PIN二極管的驅動電路及單刀單擲微波開關。

背景技術

PIN二極管是一個在射頻和微波頻段受偏置電流控制的可變阻抗器，其結構有三層，即在硅半導體二極管的P結和N結中間夾雜著高阻值的本征I層。在正向電流偏置下，空穴和電子被注入到I層，這些電荷不會立刻相互抵消而消失，而是會存在一定的時間，這個時間定義為載流子壽命。這樣I層就會產生并存儲一定的電荷，這些電荷使得I層的有效阻抗降低。當PIN二極管處于零偏或反偏的時候，I層不會存儲電荷，PIN二極管表現為一個電容并聯一個電阻。

圖1是常見的一種PIN二極管的驅動電路結構示意圖，所述驅動電路包括驅動單元10，所述驅動單元10包括第一電源端、第二電源端以及輸出端。具體地，所述驅動單元10的第一電源端適于接收正電源電壓VCC，所述驅動單元10的第二電源端適于接收負電源電壓VEE，所述驅動單元10的輸出端適于輸出驅動信號，所述驅動信號適于驅動PIN二極管D10，即所述驅動單元10的輸出端連接所述PIN二極管D10的陽極，所述PIN二極管D10的陰極接地。所述驅動單元10可以為反相器，例如CMOS反相器等，在此不再贅述。當所述驅動信號為所述正電源電壓VCC時，所述PIN二極管D10正偏，呈現導通狀態(tài)；當所述驅動信號為所述負電源電壓VEE時，所述PIN二極管D10反偏，呈現截止狀態(tài)。

PIN二極管作為開關使用時，多被應用于高功率設備中。隨著高功率設備對速度的要求不斷提高，需要PIN二極管具有更快的開關速度。對于圖1所示的電路結構，所述PIN二極管D10的開關速度主要取決于三個因素：一是所述驅動單元10的驅動電流大小；二是所述驅動單元10的驅動電流切換速度；三是提供所述正電源電壓VCC和所述負電源電壓VEE的電源的負載能力。由于提供所述正電源電壓VCC和所述負電源電壓VEE的電源的負載能力有限，所述驅動單元10的驅動電流也受電路限制，導致所述PIN二極管D10的開關時間較長，無法滿足更高的開關要求。

實用新型內容

本實用新型所要解決的是PIN二極管的開關時間長的問題。

為解決上述問題，本實用新型提供一種PIN二極管的驅動電路，包括驅動單元、第一電容以及第二電容；

所述驅動單元的第一電源端連接所述第一電容的一端并適于接收正電源電壓，所述驅動單元的第二電源端連接所述第二電容的一端并適于接收負電源電壓，所述驅動單元的輸出端適于輸出驅動信號；

所述第一電容的另一端和所述第二電容的另一端接地。

可選的，所述第一電容的等效電阻和所述第二電容的等效電阻不大于0.1歐姆。

可選的，所述驅動單元為CMOS反相器。

基于上述PIN二極管的驅動電路，本實用新型還提供一種單刀單擲微波開關，包括微波輸入端、微波輸出端、低通濾波器、第一PIN二極管、第三電容、第四電容以及上述PIN二極管的驅動電路；

所述低通濾波器的輸入端連接所述驅動單元的輸出端，所述低通濾波器的輸出端連接所述第三電容的一端、所述第四電容的一端以及所述第一PIN二極管的陽極；

所述第三電容的另一端連接所述微波輸入端，所述第四電容的另一端連接所述微波輸出端，所述第一PIN二極管的陰極接地。

可選的，所述低通濾波器包括電感和第五電容；

所述電感的一端連接所述第五電容的一端并作為所述低通濾波器的輸入端，所述電感的另一端作為所述低通濾波器的輸出端；

所述第五電容的另一端接地。

可選的，還包括第二PIN二極管；

所述第二PIN二極管的陽極連接所述低通濾波器的輸出端、所述第三電容的一端、所述第四電容的一端以及所述第一PIN二極管的陽極，所述第二PIN二極管的陰極接地。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

本實用新型提供的PIN二極管的驅動電路，包括驅動單元、第一電容和第二電容，所述第一電容并聯在所述驅動單元的第一電源端，所述第二電容并聯在所述驅動單元的第二電源端。驅動PIN二極管時，所述第一電容和所述第二電容交替放電，加快PIN二極管中的載流子遷移速度，從而縮短了PIN二極管的開關時間，降低PIN二極管的開關時間對驅動單元的驅動電流以及供電電源的負載能力的依賴。

本實用新型提供的單刀單擲微波開關，通過在PIN二極管的驅動電路中設置第一電容和第二電容，縮短了PIN二極管的開關時間，從而提高了單刀單擲微波開關的開關速度。