半导体芯片行业作为半导体行业的主要代表,是整个电子信息技术行业的基础。根据摩尔定律,当价格不变时,半导体芯片上可容纳的元器件。
什么是 PIN diode一个硅面结型二极管,在p型半导体层和n型半导体层之间有一层轻渗杂的本征半导体层。其稠密的P和N掺杂区域被相对厚的高电阻率的本征层(I)所分隔,这是在P区和N区之间夹一层本征半导体(或低浓度杂质的半导体)构造的晶体二极管。PIN中的I是"本征"意义的英文略语。当其工作频率超过100MHz时,由于少数载流子的存贮效应和"本征"层中的渡越时间效应,其二极管失去整流作用而变成阻抗元件,并且,其阻抗值随偏置电压而改变。在零偏置或直流反向偏置时,"本征"区的阻抗很高;在直流正向偏置时,由于载流子注入"本征"区,而使"本征"区呈现出低阻抗状态。因此,可以把PIN二极管作为可变阻抗元件使用。它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中。它可以开关微波传输线辣且作为微波限制器在系统峰包功率小于100 kW时取代TR(发射和接收)管;它还可以用作可变微波衰减器,和在微波相阵控系统中作为电子控制的快速反应的移相器。PIN二极管的特性: 加负电压(或零偏压)时,PIN管等效为电容+电阻;加正电压时,PIN管等效为小电阻。用改变结构尺寸及选择PIN二极管参数的方法,使短路的阶梯脊波导的反射相位(基准相位)与加正电压的PIN管控制的短路波导的反射相位相同。还要求加负电压(或0偏置)的PIN管控制的短路波导的反射相位与标准相位相反(-164°~+164°之间即可)。 图1给出了PIN二极管在正向导通时的电荷分布情况.为简化起见,我们假设I区域中电子与空穴分布对称且分布密度相同.设x=-d处的空穴分布密度为p1,在[-d,0]区域中的剩余空穴电荷为q2,且位于x=-d/2处,这样此区域的平均空穴密度为:p2=q2/qAd.这里A为结面积,q为单位电荷. 图1 PIN二极管的电荷分布 由于P+区域的空穴密度远大于电子密度,这样在x=-d处的电子电流可以忽略(所引起的误差将在下文讨论).二极管的电流密度可以表示为其中 Da为扩散常数;Jh为空穴电流密度。二极管的电流为 电荷q2与电流的关系式为 其中 τa为寿命时间. 式(2)及式(3)描述了二极管的模型,通过定义qE=2q1, qM=2q2及T=d2/2Da,两式可简化为 图2表示了在感性负载时二极管的关断过程.此过程可分为两个阶段:从t=T0到t=T1,二极管处于低阻抗状态,其电压近似为0,在t=T1时刻,二极管中I区域边缘的剩余电荷变为0,二极管开始呈现高阻抗状态.在式(4)、(5)中令qE=0可得t=T1时刻后二极管的电流为 其中 τrr由式(7)给出,Irr为反向恢复电流峰值. 图2 反向恢复电流波形 一般情况下,trr、Irr及测试条件di/dt、IFM均在器件的产品手册上列出.根据式(6)及测试条件,τrr可由下式获得 其中 a=-di/dt. 根据图2所示的反向电流波形,qM在t≤T1阶段的表达式为 当t=T1时,i(T1)=-Irr=-qM(T1)/T,代入上式得式(10),τa可由此式解出 然后参数T可由τa、T及τrr的关系式(7)算出. 从以上的讨论可以看出,该模型的参数可以方便地从产品手册中得到:首先由式(8)计算τrr,再从式(10)解得τa,最后由式(7)决定参数T。 设计PIN二极管时需主要考虑几个参数 1. 插入损耗:开关在导通时衰减不为零,称为插入损耗 2. 隔离度:开关在断开时其衰减也非无穷大,称为隔离度 3. 开关时间: 由于电荷的存储效应,PIN管的通断和断通都需要一个过程,这个过程所需时间 4. 承受功率: 在给定的工作条件下,微波开关能够承受的最大输入功率 5. 电压驻波系数: 仅反映端口输入,输出匹配情况 6. 视频泄漏 7. 谐波: PIN二极管也具有非线性,因而会产生谐波,PIN开关在宽带应用场合,谐波可能落在使用频带内引起干扰. 开关分类:反射式和吸收式, 吸收式开关的性能较反射式开关优良 控制方式:采用TTL信号控制。'1'通'0'断 PIN二极管型号的选择主要是根据所做光功率计的测量范围来确定的。常用的PIN二极管(如FU-15PD)都是小信号工作器件,光敏面不合适,能接收的光功率范围很有限,所以一般不用它做光功率计的探测器。 PIN二极管还可以调节到高频范围。为改善隔离特性,我们可以将两个或多个二极管串联起来,但同时会引起介入损耗的增大。PIN二极管本质上还属于电流控制的电阻器。为减少介入损耗,它们需要采用大量的直流电源以降低I(本征)区内的电阻率。这显然会影响电池寿命。这种特点,再加上PIN二极管方案需要大量器件,使得这种技术很难应用于便携手持式产品。数字电路IC输出PIN的brown in /out直译为棕色输入、输出。
Brown-In / Brown-Out 在此表示缓升和低落,实际是对电路的开启、关闭控制。
具体功能为在输入电压的波动速率过大时发出开启或关闭的控制信号,且能在输入电压过低时起保护作用。
扩展资料
IC就是半导体元件产品的统称,IC按功能可分为:数字IC、模拟IC、微波IC及其他IC。
IC制造商(IDM)自行设计,由自己的生产线加工、封装,测试后的成品芯片自行销售。
IC设计公司(Fabless)与标准工艺加工线(Foundry)相结合的方式。设计公司将所设计芯片最终的物理版图交给Foundry加工制造,同样,封装测试也委托专业厂家完成,最后的成品芯片作为IC设计公司的产品而自行销售。
参考资料
百度百科--数字IC
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