Pin二极管的驱动电路及单刀单掷微波开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微波技术领域，特别涉及一种PIN 二极管的驱动电路及单刀单掷微波开关。
【背景技术】
[0002]PIN 二极管是一个在射频和微波频段受偏置电流控制的可变阻抗器，其结构有三层，即在硅半导体二极管的P结和N结中间夹杂着高阻值的本征I层。在正向电流偏置下，空穴和电子被注入到I层，这些电荷不会立刻相互抵消而消失，而是会存在一定的时间，这个时间定义为载流子寿命。这样I层就会产生并存储一定的电荷，这些电荷使得I层的有效阻抗降低。当PIN 二极管处于零偏或反偏的时候，I层不会存储电荷，PIN 二极管表现为一个电容并联一个电阻。
[0003]图1是常见的一种PIN 二极管的驱动电路结构示意图，所述驱动电路包括驱动单元10，所述驱动单元10包括第一电源端、第二电源端以及输出端。具体地，所述驱动单元10的第一电源端适于接收正电源电压VCC，所述驱动单元10的第二电源端适于接收负电源电压VEE，所述驱动单元10的输出端适于输出驱动信号，所述驱动信号适于驱动PIN二极管D10,即所述驱动单元10的输出端连接所述PIN 二极管DlO的阳极，所述PIN 二极管DlO的阴极接地。所述驱动单元10可以为反相器，例如CMOS反相器等，在此不再赘述。当所述驱动信号为所述正电源电压VCC时，所述PIN 二极管DlO正偏，呈现导通状态；当所述驱动信号为所述负电源电压VEE时，所述PIN 二极管DlO反偏，呈现截止状态。
[0004]PIN二极管作为开关使用时，多被应用于高功率设备中。随着高功率设备对速度的要求不断提高，需要PIN 二极管具有更快的开关速度。对于图1所示的电路结构，所述PIN二极管DlO的开关速度主要取决于三个因素:一是所述驱动单元10的驱动电流大小；二是所述驱动单元10的驱动电流切换速度；三是提供所述正电源电压VCC和所述负电源电压VEE的电源的负载能力。由于提供所述正电源电压VCC和所述负电源电压VEE的电源的负载能力有限，所述驱动单元10的驱动电流也受电路限制，导致所述PIN 二极管DlO的开关时间较长，无法满足更高的开关要求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的是PIN 二极管的开关时间长的问题。
[0006]为解决上述问题，本实用新型提供一种PIN 二极管的驱动电路，包括驱动单元、第一电容以及第二电容；
[0007]所述驱动单元的第一电源端连接所述第一电容的一端并适于接收正电源电压，所述驱动单元的第二电源端连接所述第二电容的一端并适于接收负电源电压，所述驱动单元的输出端适于输出驱动信号；
[0008]所述第一电容的另一端和所述第二电容的另一端接地。
[0009]可选的，所述第一电容的等效电阻和所述第二电容的等效电阻不大于0.1欧姆。
[0010]可选的，所述驱动单元为CMOS反相器。
[0011]基于上述PIN 二极管的驱动电路，本实用新型还提供一种单刀单掷微波开关，包括微波输入端、微波输出端、低通滤波器、第一 PIN 二极管、第三电容、第四电容以及上述PIN 二极管的驱动电路；
[0012]所述低通滤波器的输入端连接所述驱动单元的输出端，所述低通滤波器的输出端连接所述第三电容的一端、所述第四电容的一端以及所述第一 PIN 二极管的阳极；
[0013]所述第三电容的另一端连接所述微波输入端，所述第四电容的另一端连接所述微波输出端，所述第一 PIN 二极管的阴极接地。
[0014]可选的，所述低通滤波器包括电感和第五电容；
[0015]所述电感的一端连接所述第五电容的一端并作为所述低通滤波器的输入端，所述电感的另一端作为所述低通滤波器的输出端；
[0016]所述第五电容的另一端接地。
[0017]可选的，还包括第二 PIN 二极管；
[0018]所述第二 PIN 二极管的阳极连接所述低通滤波器的输出端、所述第三电容的一端、所述第四电容的一端以及所述第一 PIN 二极管的阳极，所述第二 PIN 二极管的阴极接地。
[0019]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0020]本实用新型提供的PIN 二极管的驱动电路，包括驱动单元、第一电容和第二电容，所述第一电容并联在所述驱动单元的第一电源端，所述第二电容并联在所述驱动单元的第二电源端。驱动PIN 二极管时，所述第一电容和所述第二电容交替放电，加快PIN 二极管中的载流子迀移速度，从而缩短了 PIN 二极管的开关时间，降低PIN 二极管的开关时间对驱动单元的驱动电流以及供电电源的负载能力的依赖。
[0021]本实用新型提供的单刀单掷微波开关，通过在PIN 二极管的驱动电路中设置第一电容和第二电容，缩短了 PIN 二极管的开关时间，从而提高了单刀单掷微波开关的开关速度。
[0022]本实用新型的可选方案中，所述单刀单掷微波开关包括第一 PIN 二极管和第二PIN 二极管，增加了所述单刀单掷微波开关的隔离度。
【附图说明】
[0023]图1是现有的一种PIN 二极管的驱动电路的结构示意图；
[0024]图2是本实用新型实施例的PIN 二极管的驱动电路的结构示意图；
[0025]图3是本实用新型实施例的一种单刀单掷微波开关的结构示意图；
[0026]图4是本实用新型实施例的另一种单刀单掷微波开关的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0028]图2是本实用新型实施例的PIN 二极管的驱动电路的结构示意图，所述PIN 二极管的驱动电路包括驱动单元20、第一电容C21以及第二电容C22。具体地，所述驱动单元20包括第一电源端、第二电源端以及输出端。所述驱动单元20的第一电源端连接所述第一电容C21的一端并适于接收正电源电压VCC，所述驱动单元20的第二电源端连接所述第二电容C22的一端并适于接收负电源电压VEE，所述驱动单元20的输出端适于输出驱动信号。需要说明的是，所述驱动单元20的具体电路和工作原理与现有技术中相同，例如可以为CMOS反相器等电路，所述正电源电压VCC和所述负电源电压VEE可以由直流电压源提供，提供的具体电压值可根据实际需求进行设置，在此不再赘述。进一步，所述第一电容C21的另一端和所述第二电容C22的另一端接地。所述第一电容C21和所述第二电容C22可以为具有低等效电阻、高储能能力的电容。在本实施例中，所述第一电容C21的等效电阻和所述第二电容C22的等效电阻不大于0.1欧姆。
[0029]为更好地阐明本实施例的PIN 二极管的驱动电路效果，下面以驱动PIN 二极管D20为例说明所述PIN 二极管的驱动电路的工作原理。所述PIN 二极管D20的阳极适于接收所述驱动信号，即所述PIN 二极管D20的阳极连接所述驱动单元20的输出端，所述PIN 二极管D20的阴极接地。
[0030]当所述驱动信号由所述正电源电压VCC向所述负电源电压VEE切换时，所述PIN二极管D20由导通状态向截止状态切换。在状态切换过程中，所述PIN 二极管D20需要从P极抽取大量电子，抽取的电子主要由提供所述负电源电压VEE的电源提供。电源提供