AN3021
PIN二极管微波开关设计
介绍
本应用笔记的目的是在PIN二极管的开关控制的选择提供实际指导
电路功能。开关，数字和模拟衰减器和限幅器各有需要独特的功能
正确的设备选择。设计难点在于内的参数转换，从二极管规格，
电路设计师的微波规格。二极管的参数化语言如VB ，VF CT，卢比，
τ
L
,
θ,
必须
转换成插入损耗，驻波比，隔离的P1dB ， IP3输入， RF操作电源， RF功率耗散和
直流功耗规格术语。
除了实际的二极管参数，包装寄生在确定开关电路起到显著作用per-
性能。封装电容，封装电感，封装电阻，封装的热im-
pedance是极其重要的考虑因素，以确定有效的频率带宽和最大
入射功率为可靠的开关操作。
制造方法决定了二极管选择的类型。表面贴装会强制要求
使用任一塑料， HMIC众志成城，或MELF & HiPAX陶瓷器件。芯片和线（混合）制造
facturing将决定Cermachips的用法，倒装芯片或梁式引线装置。原理图的最
常见的开关设计：系列独家，分流独家和串并联概述下面加以考虑
化。
修订版V2
决策过程中的PIN二极管的选择微波开关设计
以下过程概述和有效流程PIN二极管的选择对于开关设计。
1.确定生产的首选类型在开关设计的PIN二极管：表面
安装或片材和线材（混合）制造。
2.确定操作和RF功率处理的开关设计的频率。
3.使用表1中， “相对交换机的性能和设计评价矩阵”来确定的类型
开关设计是最能满足特定开关规格和要求。
4.使用表2 ， “相对PIN二极管绩效评估矩阵”来确定PIN二 - 的类型
颂最符合的开关设计，从表1选择。
5.使用表3 ， “ PIN二极管的P / N系列矩阵”确定的PIN二极管的P / N系列，百思令人满意
外商投资企业PIN二极管的类型选择从表2中。
1
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数据表包含有关产品M / A - COM技术解决方案的信息
北美
电话： 800.366.2266
欧洲
联系电话： +353.21.244.6400
正在考虑发展。性能是基于目标的规格，仿真结果，
印度
联系电话： +91.80.43537383
中国
联系电话： +86.21.2407.1588
和/或原型的测量。致力于发展无法得到保证。
访问www.macomtech.com额外的数据表和产品信息。
初步：
数据表包含有关产品M / A- COM技术信息
解决方案正在开发。性能是基于工程测试。规格
典型的。机械轮廓已定。工程样品和/或测试数据可以是可用的。
M / A - COM技术解决方案公司及其附属公司保留作出正确的
致力于生产数量难以保证。
更改产品（ S）或信息包含在此恕不另行通知。
AN3021
PIN二极管微波开关设计
表1 ：相对交换机的性能和设计评价矩阵
开关设计配置
参数
插入损耗
VSWR
隔离
P1dB
输入IP3
射频入射功率
RF功率耗散
开关速度
直流功耗
PIN二极管驱动器设计简洁
RF设计简洁
成本
综合评价
修订版V2
串联二极管独家
最差
温和
最差
温和
温和
最差
最差
最差
最好的（单+5 V）
最好的（ +5 V专用）
最好的
最好的
34分
并联二极管独家
温和
最差
温和
温和
温和
最好的
最好的
最好的
中度（ +5 V， -5 V ）
中度（ +5 V， -5 V ）
最差
温和
38分
串并联二极管
最好的
最好的
最好的
温和
温和
温和
温和
温和
最糟糕的（ +5 V， -5 V ）
中度（ +5 V， -5 V ）
温和
温和
40分
注意事项：
评估基于以下等级：最佳= 5分，中等= 3分，最差为1点。较高
比分，更好的整体设计相对优势。
那里没有显著的相对优势， “温和”的权重都可以使用。
假设SP2T设计：
设计是一种反射SP2T 。
（ 2 ）二极管是每个RF端口使用。
频率带宽为3.0 ： 1最大。
结论：
该串并联设计是最好的整体开关性能和价值方面。由于每个设计都有
一个特定的优点，对于开关设计选择的决定是由特殊设计的优先确定
对于要求。
2
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AN3021
PIN二极管微波开关设计
表2 ：相对PIN二极管绩效评估矩阵
表面贴装
关键参数
1兆赫< F < 1 GHz的
100兆赫< F < 4 GHz的
4 GHz的< F < 20 GHz的
20 GHz的< F < 60 GHz的
100兆赫< F < 20 GHz的
PINC <为0.1W
为0.1W < PINC < 1 W
1 W < PINC < 20瓦
20瓦< PINC < 200瓦
相对成本指数
最低的
精选
中等/最高中等/最高
精选
精选
精选
最低的
温和
HIGHEST
精选
精选
精选
精选
精选
精选
精选
修订版V2
芯片&丝混合组装
Cerma芯片
FL IP芯片
梁式引线
塑料
MELF或者您好，
PAX
精选
超越
结论：
1.
塑料设备
最适合的地方
成本
是判定驾驶员的操作频率< 4千兆赫，并且
RF CW入射功率< 1 W （ + 30 dBm的） 。
2.
MELF或HIPAX陶瓷器件
最好使用的地方
最高平均功耗
（ > 20瓦特C.W。 ）是
主要设计目标和工作频率< 1千兆赫。
3.
众志成城设备
可能是
最佳整体妥协
在设备选择。他们可以操作
（在不同的频段） ，从10兆赫 - 20 GHz的射频入射功率< 20瓦CW （ + 43表现良好
DBM） 。
4.
Cermachip设备
提供
最佳整体演出
经营Frequeny （ 100兆赫 - 20
千兆赫）和RF入射功率< 200瓦的CW （ + 53 dBm的） 。
5.
倒装芯片设备
最适合于
毫米波频率
< 60千兆赫，其中所述RF事件的CW < 1W
（ + 30 dBm的）和导电环氧树脂或焊接是必需的。
6.
梁式引线器件
最适合于
毫米波频率
< 60千兆赫，其中所述RF事件的CW <
0.1W （ + 20 dBm的）和热压接是必需的。
3
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AN3021
PIN二极管微波开关设计
表3 ： PIN二极管型号系列矩阵
塑料针
二极管
MELF & HiPax
PIN二极管
众志成城的PIN
二极管
Cermachip PIN
二极管
倒装芯片引脚
二极管
梁式引线引脚
二极管
修订版V2
型号：
MA4P275系列
MA4P282系列
MA4P789系列
MA4P274系列
型号：
MA4P1250
MA4P1450
MA4P4000系列
MA4P4300系列
MA4P7000系列
MA4P7100系列
MA4PH23X系列
型号：
MA4SPS系列
MADP-042XXX
系列
型号：
MA4P102
MA4P202 ， 203
MA4P303
MA4P404
MA4P504
MA4P505
MA4P604
MA4P606
MA4PK2000 ， 3000
型号：
MA4FPC系列
MA4AGFCP系列
MA4AGSBP系列
型号：
MA4PBL系列
MA4AGBLP系列
注意事项：
下面的M / A - COM的PIN二极管驱动器，提供5 V工作& -5 V直流电源实用
与许多PIN二极管开关设计： DR65系列， MADRMA0001和MADRMA0002系列。
M / A - COM网站主页链接地址： http://www.macom.com
4
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PIN二极管微波开关设计
示意图1 ：
SP2T系列独家的PIN二极管开关40 dB的隔离带+5 V电源
+5V
修订版V2
1K
SN5406
集电极开路
+ 5V TTL驱动
J1
+5V
270
Ω
B2偏置
J3
B3
BIAS
RF系列
二极管
1K
J2
+5V
正向偏压二极管电压，
-VF
@ 10马 + 0.9 V
反向偏置二极管电压= - （ +5 V - 2.3 V） = - 2.7 V
SN5406打开
集热器
+ 5V TTL驱动
示意图1 ：
直流偏压射频真值表
RF州
低损耗J1 - J2 &隔离J1 -J3
低损耗J1 - J3 &隔离J1 -J2
B2偏置
+ 0.5V @ 10毫安
+ 5V @ 0毫安
B3偏差
+ 5V @ 0毫安
+ 0.5V @ 10毫安
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表面贴装
PIN二极管
特点
q
q
q
q
q
q
q
MA4P1250 ， MA4P1450 SMQ
V3.00
非卷张MELF设计
密封式
低损耗，低失真
钝化的PIN二极管芯片
全脸芯片债券
非磁性封装
拾取和放置的兼容性
尺寸，英寸（mm ）
型号
MA4P1250
MA4P1450
例
风格
1072
1091
A（平方）
最小/最大。
0.080/0.095
(2.03/2.41)
0.138/0.155
(3.51/3.94)
B
最小/最大。
0.115/0.135
(2.92/3.43)
0.180/0.200
(4.57/5/08)
C
最小/最大。
0.008/0.030
(0.203/0.762)
描述
该MA4P1250和MA4P1450是方面mount-
能够PIN二极管在非卷曲，金属电极铅
少面（ MELF ）封装。他们结合钝化
PIN二极管芯片是全脸保税难治
金属针。这些器件采用M / A- COM的HIPAX技
术在一个低电感的陶瓷封装，无rib-
丝宝或晶须线。包是气密
在温度超过300°C密封。
应用
该MA4P1250被设计用作低损耗开关
从HF到UHF荷兰国际集团的元素。其高功率等级
允许在射频天线开关元件的性能
功率更大的100多瓦CW 。它被设计成
满足移动无线电台的低失真要求。
该MA4P1450是一个更高的功率二极管。它具有较低的显示
失真的射频连续波功率大于10瓦，可以
消散7.5瓦特。
全脸
BOND
钝化
PIN二极管芯片
设计自动化大会
这些表面安装PIN二极管被设计用于高
成交量磁带和卷轴组装。该方包
简化的自动拾放索引和组装。
平行扁平的表面，适合关键下颌或vac-
UUM皮卡技术。所有的可焊性表面的锡
镀金和重新溢流和汽相兼容的溶胶 -
dering方法。
陶瓷的
可焊
曲面
环保能力
这些HIPAX二极管是适用于工业用途
和军事应用。它们能满足使用环境
MIL -STD -750和TAL要求MIL- STD- 202或将
筛选出JAN -TX和其他高可靠性标准。
SMQ是M / A - COM ， Inc.的商标。
特定网络阳离子如有更改，恕不另行通知。
M / A - COM公司
北美：
电话： （ 800 ） 366-2266
传真：（ 800 ） 618-8883
s
1
亚洲/太平洋网络C：电话。 +81 3 3263 8761
传真+81 3 3263 8769
s
欧洲：电话。 +44 （ 1344 ） 869 595
传真+44 （ 1344 ） 300 020
表面贴装PIN二极管
电气连接特定的阳离子
@ 25°C
(MA4P1250)
参数
串联电阻
电容
并联电阻
载流子寿命
正向偏压谐波
失真（ R2A ， R3A ）
a
a
反向偏置谐波
失真（ R2A ， R3A ）
a
a
额定电压
正向电压
最小典型最大
—
—
5K
2.0
80
0.5
0.9
10 K
4.0
90
0.75
1.2
—
—
—
单位
pF
s
dBc的
条件
F = 100 MHz的
I = 50毫安
F = 1 MHz的
V = 50 V
F = 100 MHz的
V=0V
I = 10毫安
F = 100 MHz的
P = 30W
I = 50毫安
F = 100 MHz的
P = 0 dBm的
V=0V
I = 10 μA
I = 50毫安
MA4P1250 ， MA4P1450 SMQ
V3.00
绝对最大额定值
@ 25°C
参数
电压
工作温度
储存温度
功耗
自由的空气
接触面@ + 25°C
绝对最大
50伏
-65 ° C到+ 175℃
-65 ° C到+ 175℃
1.5瓦
4.0 WATTS
60
70
dBc的
—
50
—
—
1.0
—
—
V
V
*仅适用于机箱样式1072 。
载流子寿命VS正向电流
(MA4P1250)
典型性能曲线
电容与频率（ MA4P1250 ）
串联电阻在100MHz VS正向电流
(MA4P1250)
并联电阻与频率和
反向偏置（ MA4P1250 ）
特定网络阳离子如有更改，恕不另行通知。
2
北美：
电话： （ 800 ） 366-2266
传真：（ 800 ） 618-8883
s
M / A - COM公司
亚洲/太平洋网络C：电话。 +81 3 3263 8761
传真+81 3 3263 8769
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传真+44 （ 1344 ） 300 020
表面贴装PIN二极管
MA4P1450 PIN二极管在大批量应用
电气连接特定的阳离子
@ 25°C
参数
串联电阻
电容
并联电阻
载流子寿命
正向偏压谐波
失真（ R2A ， R3A ）
a
a
反向偏置谐波
失真（ R2A ， R3A ）
a
a
额定电压
正向电压
热阻
结当R
第（ⅰ -c）的
最小典型最大
—
—
5K
4
80
0.5
1.8
10 K
6
90
0.75
2.5
—
—
—
单位
欧
pF
S
dBc的
条件
I
F
= 50毫安
F = 100 MHz的
F = 1 MHz的
V
R
= 0
F = 100 MHz的
V
R
= 0
I
F
= 10毫安
F = 100 MHz的
P = 30W
I
F
= 100毫安
F = 100 MHz的
P = 0 dBm的
V = 0伏特
I
V
= 10毫安
百毫安
MA4P1250 ， MA4P1450 SMQ
V3.00
绝对最大额定值
@ 25°C
参数
工作温度
储存温度
采用直流反接电压
功耗
自由的空气
接触面@ + 25°C
绝对最大
-65 ° C到+ 175℃
-65 ° C到+ 175℃
50伏
1.5瓦
4.0 WATTS
60
70
—
dBc的
50
1.0
—
—
—
12.5
—
—
15
伏
—
° C /瓦 -
注意：
仅在机箱样式1091 。
典型性能曲线
串联电阻在100MHz VS前进
CURRENT （ MA4P1450 ）
串联电阻（欧姆）
10000
1000
100
10
1
0.1
0.01
0.001
0.01
0.1
1
10
100
1000
1
1
10
100
1000
频率（MHz）
正向电流（mA ）
1000
5V
RP （千欧）
100
1V
10
0,1V
2V
10V
50V
并联电阻与频率和
反向偏置（ MA4P1450 ）
电容（pF）
1000
100
10
1
1
电容与频率（ MA4P1450 ）
0V
1V
2V
50V
10V
10
频率
100
1000
特定网络阳离子如有更改，恕不另行通知。
M / A - COM公司
北美：
电话： （ 800 ） 366-2266
传真：（ 800 ） 618-8883
s
3
亚洲/太平洋网络C：电话。 +81 3 3263 8761
传真+81 3 3263 8769
s
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传真+44 （ 1344 ） 300 020
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