普通的二極管由PN結組成。在P和N半導體材料之間加入一薄層低摻雜的本征（Intrinsic）半導體層，組成的這種P-I-N結構的二極管就是PIN 二極管。正因為有本征（Intrinsic）層的存在，PIN 二極管應用很廣泛，從低頻到高頻的應用都有，主要用在RF領(lǐng)域，用作RF 開(kāi)關(guān)和RF保護電路，也有用作光電二極管（PhotoDiode）。PIN 二極管包括PIN光電二極管和PIN開(kāi)關(guān)二極管。

 

 

微波開(kāi)關(guān)利用PIN管在直流正-反偏壓下呈現近似導通或斷開(kāi)的阻抗特性，實(shí)現了控制微波信號通道轉換作用。 PIN 二極管的直流伏安特性和PN結二極管是一樣的，但是在微波頻段卻有根本的差別。由于PIN 二極I層的總電荷主要由偏置電流產(chǎn)生。而不是由微波電流瞬時(shí)值產(chǎn)生，所以其對微波信號只呈現一個(gè)線(xiàn)性電阻。此阻值由直流偏置決定，正偏時(shí)阻值小，接近于短路，反偏時(shí)阻值大，接近于開(kāi)路。因此PIN 二極對微波信號不產(chǎn)生非線(xiàn)性整流作用，這是和一般二極管的根本區別，所以它很適合于做微波控制器件。

 

因此，可以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應用于高頻開(kāi)關(guān)（即微波開(kāi)關(guān)）、移相、調制、限幅等電路中。

 

工作原理

因為 PIN二極管的射頻電阻與直流偏置電流有關(guān)，所以它可以用作為射頻開(kāi)關(guān)和衰減器。串聯(lián)射頻開(kāi)關(guān)電路：當二極管正偏時(shí)，即接通（短路）；當二極管零偏或者反偏時(shí)，不僅開(kāi)關(guān)的最高工作頻率會(huì )受到限制，最低工作頻率也會(huì )受到限制，如PIN管就不能控制直流或低頻信號的通斷。受管子截止頻率的影響，開(kāi)關(guān)還有一個(gè)上限工作頻率。要求開(kāi)關(guān)的頻帶盡量寬，因為信號源的頻帶越來(lái)越寬。

 

特性

加負電壓（或零偏壓）時(shí)，PIN管等效為電容+電阻；加正電壓時(shí)，PIN管等效為小電阻。用改變結構尺寸及選擇PIN二極管參數的方法，使短路的階梯脊波導的反射相位（基準相位）與加正電壓的PIN管控制的短路波導的反射相位相同。還要求加負電壓（或0偏置）的PIN管控制的短路波導的反射相位與標準相位相反（-164°～+164°之間即可）。

 

考慮參數

1. 插入損耗：開(kāi)關(guān)在導通時(shí)衰減不為零，稱(chēng)為插入損耗

2. 隔離度：開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)時(shí)其衰減也非無(wú)窮大，稱(chēng)為隔離度

3. 開(kāi)關(guān)時(shí)間： 由于電荷的存儲效應，PIN管的通斷和斷通都需要一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程所需時(shí)間

4. 承受功率： 在給定的工作條件下，微波開(kāi)關(guān)能夠承受的最大輸入功率

5. 電壓駐波系數： 僅反映端口輸入，輸出匹配情況

6. 視頻泄漏

7. 諧波： PIN二極管也具有非線(xiàn)性，因而會(huì )產(chǎn)生諧波，PIN開(kāi)關(guān)在寬帶應用場(chǎng)合，諧波可能落在使用頻帶內引起干擾。 開(kāi)關(guān)分類(lèi)：反射式和吸收式， 吸收式開(kāi)關(guān)的性能較反射式開(kāi)關(guān)優(yōu)良。