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領域，用作RF 開關和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開關二極管。

 

 

微波開關利用PIN管在直流正-反偏壓下呈現近似導通或斷開的阻抗特性，實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生。而不是由微波電流瞬時值產生，所以其對微波信號只呈現一個線性電阻。此阻值由直流偏置決定，正偏時阻值小，接近于短路，反偏時阻值大，接近于開路。因此PIN 二極對微波信號不產生非線性整流作用，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關（即微波開關）、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，所以它可以用作為射頻開關和衰減器。串聯射頻開關電路：當二極管正偏時，即接通（短路）；當二極管零偏或者反偏時，不僅開關的最高工作頻率會受到限制，最低工作頻率也會受到限制，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，開關還有一個上限工作頻率。要求開關的頻帶盡量寬，因為信號源的頻帶越來越寬。

 

特性

加負電壓（或零偏壓）時，PIN管等效為電容+電阻；加正電壓時，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：開關在導通時衰減不為零，稱為插入損耗

2. 隔離度：開關在斷開時其衰減也非無窮大，稱為隔離度

3. 開關時間： 由于電荷的存儲效應，PIN管的通斷和斷通都需要一個過程，這個過程所需時間

4. 承受功率： 在給定的工作條件下，微波開關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二極管也具有非線性，因而會產生諧波，PIN開關在寬帶應用場合，諧波可能落在使用頻帶內引起干擾。 開關分類：反射式和吸收式， 吸收式開關的性能較反射式開關優良。