带状线PIN二极管高功率开关研究

摘要

该文采用单纯形法完成了对带状线PIN二极管开关的优化并开展了PIN二极管开关的实验研究.PIN二极管开关展宽频带的方法一般是把PIN二极管结合进短截线滤波器,使PIN二极管在反向偏置时作为滤波器的组成部分,以展宽开关在传输状态下的频带;当二极管正向偏置的时候,滤波器的结构被破坏,起到隔离的作用.封装PIN二极管的寄生参量对开关的性能影响很大,必须对寄生参量进行调谐.该文借助优化算法,利用滤波器的短截线实现对PIN二极管寄生参量的调谐,使短截线发挥了双重作用,而且也克服了一般调谐元件不宜安装、使电路结构变得复杂等缺点.该文总结了对PIN二极管开关进行热设计和寿命估计的方法,编写软件使开关的热设计、寿命设计与优化设计结合在一起.

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

第二章PI N二极管开关的一般理论

2.1 PI N二极管简介

2.2 PIN二极管的等效电路

2.3 PIN二极管开关的工作原理

2.3.1单刀单掷(SPST)开关的工作原理

2.3.2单刀双掷(SPDT)开关的工作原理

2.4 隔离度和插入损耗

2.5 功率容量

2.6 开关时间

第三章宽带开关的设计

3.1四分之一波长短截线的等效

3.2把PI N二极管结合进滤波器

3.3提高隔离度的方法

第四章开关的优化设计

4.1二端口网络的A矩阵分析方法

4.1.1多级级联

4.1.2并联分支链

4.1.3串联分支链

4.1.4二端口网络的参数

4.2多变量函数优化的数值方法

4.2.1两类优化方法的比较

4.2.2单纯形法

4.2.3有约束条件的优化方法

4.3开关电路的优化

4.3.1开关电路的拓扑结构及其仿真

4.3.2开关电路优化的目标函数

4.3.3 Visual Fortran/Visual Basic 混合编程

第五章开关的热设计和使用寿命估计

5.1 PI N二极管的I区热容量和热阻

5.2最小热时间常数和最大温升

5.3 PIN二极管最大温升和使用寿命的设计过程

第六章带状线PIN二极管的实验研究

6.1单刀单掷带状线PIN二极管开关的实现

6.2开关的优化结果及实验测试

6.3实验结果分析

结论

参考文献

致谢

个人简历及研究成果