二极管有什么用,二极管的好处是什么

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-10-31 14:20:27

1、起限电平,指限幅器开始发挥限幅作用时的输入功率。

2、功率容量,指限幅器能承受输入功率的最大值。这个值和三个因素有关,即电路的限幅形式、限幅管的功率容量和信号类型。

3、限幅电平,指限幅器允许输出信号功率的最大值。

4、插入损耗,器件、电路和传输线引入时带来的能量损耗。限幅电路的插入损耗用小信号,即电路还没有开始限幅工作时,RF输入信号的衰减来表示。

5、隔离度(ISO),入射信号功率大于起限电平,即电路开始限幅工作时,输出功率被限制在某一值,把此时输入功率和输出功率(限幅电平)比值的分贝数称为隔离度。

6、响应速度,从大于起限电平的输入信号功率出现,到限幅器开始发挥作用的这段时间。限幅器响应速度越快,尖峰泄漏能量越小,限幅效果越好,对敏感器件保护能力越强。

7、恢复时间,从大于起限电平的输入信号功率消失,到限幅器插入损耗减小至输入小功率信号时插损在3dB以内的时间,恢复时间越短,表示限幅器恢复能力越强。

模拟预失真:

预失真技术的原理是在功率放大器的前端设置预失真单元,该单元在射频信号输入时产生一个非线性的预失真信号,由于预失真单元与功率放大器的非线性特性相反,该信号能够与功率放大器自身产生的非线性信号互补,减小功率放大器射频输出信号中的非线性分量。模拟预失真技术即通过模拟电路来实现非线性的预失真信号。(数字预失真DPD,即通过数字电路来实现非线性的预失真信号)

二极管有什么用,二极管的好处是什么(9)

从上图可以看出,前面的限幅电路实现的增益压缩特性与PA的增益压缩特性是类似的,同样的我们可以改变二极管的接入形式,实现小信号限幅,大信号导通,因此与功放自身的非线性信号实现互补,提高输出信号的线性度。

以电桥APD电路为例,二极管可以并联在平衡段,当小信号时二极管未开启,此时平衡端口接匹配负载,输入信号由负载吸收,大信号时二极管打开,此时平衡端口相当于短路接地,输入信号经平衡端口全反射后经隔离端口输出,这样便形成了非线性的预失真信号。同时调节平衡端口的接入相位线长度,可实现相位的压缩和扩张。

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二极管有什么用,二极管的好处是什么(11)

可重构匹配电路:

可重构匹配电路主要是用在射频功率放大器输出匹配设计上,通过匹配可重构实现不同的工作状态(如频带、功率等)。大部分都是基于开关的关断开启实现输出匹配结构的变换,而二极管本身可用作开关使用,特别是PIN二极管,响应速度快,寄生小更,结构也简单,成本低更适合研究可重构功率放大器的研究设计。

离散型可重构器件主要为MOS开关、MEMS开关和PIN开关三类。MOS开关的本质是通过MOS管来实现“开关”特性,其主要通过改变MOS管的栅极控制电压来实现“开”和“断”状态,导通状态下可以等效为一个RC网络。常用于设计驱动电路和电源设计。

现如今,射频芯片中CMOS开关的应用也越来越多,可以通过同时串联多个场效应管元件,在高压下可以跟GaAs开关一样的性能。现在还有一种基于SOI工艺的Ultra CMOS,这种技术可以实现很高的集成度,可以实现更大规模的FET制作,采用该技术的MOS开关,可以有效降低功率损耗。

MEMS开关主要通过力学运动来实现开关功能,具有高Q值、高可靠性、高隔离度等优异特性。其中,MEMS开关消除了半导体PN结中的非线性效应,较多应用于微波电路。但MEMS开关处理时间是微秒级,封装难度大,价格昂贵等,这些因素在一定程度上限制了MEMS开关的发展。

PIN二极管外部控制电压为正电压时,二极管导通,反之,二极管截止。所以只需要通过控制外部偏压,即可实现其开关功能。在GHz频率下PIN二极管中的本征层I层的电流主要通过外部偏置电压产生,非线性效应影响很小,基本表现为线性阻抗。PIN开关和MEMS开关相比,具有结构简单,只有正负两个引脚,在电路板上调试起来较为简单,并且价格也相对便宜等优点,很适合用于研究可重构功率放大器的设计。

几种基于PIN管实现的可重构电路如下:

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