PIN diodes, RF switch

[GaAsFET]

Buonasera,
ad un recente corso di RF applicata a scanner MRI ho visto utilizzare PIN diodes per veicolare segnali di radiofrequenza con potenze dell'ordine delle decine (max centinaia di Watt), attraverso i diversi circuiti di sintonia collegati all'antenna.

Ho cercato qualche spiegazione basilare sul loro funzionamento ma ho trovato poco.

C'è qualche anima buona che abbia voglia di dedicare un po' del proprio tempo per spiegarmi come si polarizzano e come si utilizzano i PIN diodes?

Grazie

[rugweri]

Nel superclassico testo di Sze trovi delle belle spiegazioni in merito, se ben ricordo: ti consiglio di dare un'occhiata

[GaAsFET]

Grazie mille, guardo subito!

[DrCox]

In estrema sintesi, inserire un semiconduttore intrinseco tra le regioni p ed n consente di ridurre il livello di massimo di campo elettrico presente nel dispositivo.
Per una normale giunzione PN, il campo elettrico risulta essere:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

dove ed rappresentano le ampiezze delle regioni di svuotamento.

Se invece metti un semiconduttore intrinseco in mezzo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

il campo massimo si riduce.
Il motivo è dovuto al fatto che nella regione intrinseca non hai drogaggio e non hai portatori liberi (sei un una zona svuotata dai portatori).
In modo simile a quanto succede nelle regioni quasi neutre, dove la carica totale è nulla in quanto il drogaggio viene compensato dai portatori liberi, anche qui hai carica totale nulla (ma la ragione è diversa, non hai né drogaggio né portatori liberi), da cui campo elettrico costante.

Nota che a parità di tensione l'area sottesa dalla curva di campo elettrico deve essere la medesima:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

avendo un campo elettrico massimo di valore inferiore, a parità di tensione, ne consegue che il PIN ha una tensione di breakdown maggiore rispetto alla semplice giunzione PN-

[GaAsFET]

Ottima spiegazione.
Mi manca solo la parte applicativa con prodotti commerciali.
Le frequenze di lavoro non sono estremamente alte, tra 1 0 e 700 MHz.

[DrCox]

Le frequenze di lavoro non sono estremamente alte, tra 1 0 e 700 MHz.

E' vero che le frequenze non sono particolarmente alte, tuttavia sospetto possa essere utile avere dispositivi più veloci (i PIN hanno un trasporto di carica più veloce dei normali PN) per semplici questioni di signal integrity.
Senza una descrizione del sistema/circuito mi risulta difficile dire di più.

[GaAsFET]

Non so se ho capito bene la tua richiesta ma provo a descrivere meglio le mie esigenze: si tratta di un detector per MRI che deve inviare e ricevere un segnale attraverso un'unica antenna, in TX con potenze dell'ordine delle decine di W a in RX dell'ordine dei microW. Siccome l'antenna (bobina di superficie) non lavora con segnali a frequenza fissa ma che possono spaziare, in base alle esigenze, da 10 MHz a 700 MHz, cercavo il modo di poter selezionare diverse reti di tuning/matching (tank) in modo semplice, visto che non è possibile farlo per via meccanica (spazi ridotti).

[DrCox]

Immagino che dunque il tuo sistema sia una cosa del seguente tipo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

E vuoi trovare il modo di poter selezionare in modo dinamico, a seconda delle necessità, quale rete di matching utilizzare di volta in volta (ciascuna ottimizzata attorno ad una certa frequenza).
Se è così, invece di usare componenti attivi, perché non metti semplicemente dei filtri passa-banda all'interfaccia con queste reti, così che quando ti arriva/trasmetti un segnale ad una certa frequenza esso passa solo e soltanto attraverso uno di questi filtri e di conseguenza solo e soltanto attraverso una di quelle reti di matching?