PIN二极管驱动器及运算放大器应用

　　偏置电路、RF电路和开关驱动器电路全都会发生交互影响彼此的性能，因此像所有设计一样，权衡考虑各种因素十分重要。例如，较大的C2和C4 (>20 pF)对RF性能有利，但对驱动器则是麻烦，因为大电容会导致上升沿和下降沿较慢。快速开关对大多数应用都有利;因此，为了实现最佳驱动器性能，电容必须极小，但为了满足RF电路要求，电容又必须足够大。

　　传统PIN二极管驱动器

　　PIN二极管驱动器有各种形状和尺寸。图6给出了一个可提供高开关速度的典型分立开关驱动器的原理图。这种驱动器既可以采用“片线”(混合)结构来实现，也可以采用“表贴”(SMT)器件来实现;前者非常昂贵，后者虽不昂贵，但需要的印刷电路板(PCB)面积多于混合结构。

　　图6. 分立开关驱动器电路

　　还有专用开关驱动器集成电路(IC);这些IC十分紧凑，提供TTL接口，并具有良好的性能，但灵活性有限，而且往往很昂贵。

　　还有一种开关驱动器架构应当考虑，即采用运算放大器。运算放大器开关驱动器的明显优势在于其自身的灵活性，可以轻松地对其进行配置，以适应不同的应用、电源电压和条件，为设计人员提供丰富的设计选项。

　　运算放大器PIN二极管驱动器

　　运算放大器电路是一种很有吸引力的PIN二极管驱动备选方案。除灵活性外，这种电路常常还能以接近或超过1000 V/μs的跃迁速度工作。下面将介绍三种不同的RF PIN二极管放大器驱动电路。所选放大器虽然在根本特征上各不相同，但都能执行类似的功能。这些放大器电路可以驱动硅或砷化镓(GaAs) PIN二极管，但各有各的特点。

　　AD8037—箝位放大器

　　该电路能以最高10 MHz的频率工作，具有出色的开关性能，总传播延迟为15 ns。通过改变增益或箝位电压，可以调整输出电压和电流，以适应不同的应用。

　　箝位放大器AD8037原本设计用于驱动ADC，可提供箝位输出以保护ADC输入不发生过驱。图7所示配置用一对AD8037(U2和U3)驱动PIN二极管。

　　图7. AD8037 PIN二极管驱动器电路

　　本例中，U2和U3采用同相配置，增益为4。利用AD8037的独特输入箝位特性，可以实现极其干净和精确的箝位。它可以线性放大输入信号，最高可达增益乘以正负箝位电压(VCH和VCL)。当增益为4且箝位电压为±0.75 V时，如果输入电压小于±0.75 V，则输出电压等于输入电压的4倍;如果输入电压大于±0.75 V，则输出电压箝位在最大值±3 V。这一箝位特性使得过驱恢复非常快(典型值小于2 ns)。箝位电压(VCH和VCL)由分压器R2、R3、R7和R8确定。

　　数字接口由74F86 XOR逻辑门(U1)实现，它提供U2和U3所用的驱动信号，两路互补输出之间的传播延迟偏斜极小。电阻网络R4、R5、R6和R9将TTL输出电平转换为大约±1.2 V，然后通过R10和R12馈送给U2和U3。

　　U2和U3的±1.2-V输入提供60%过驱，以确保输出会进入箝位状态(4 × 0.75 V)。因此，硅PIN二极管驱动器的输出电平设为±3 V。电阻R16和R17限制稳态电流。电容C12和C13设置PIN二极管的尖峰电流。