器件左边的渐变微带线起阻抗变换作用，使50Ω负载电阻变换成器件负阻值。
2晶体管振荡器
a反馈振荡器的振荡条件
振荡器设计与放大器设计很类似。
可以将同样的晶体管、同样的直流偏置电平和同样的一组S参数用于振荡器设计，对于负载来说，并不知道是被接到振荡器，还是接到放大器。
反馈振荡器示意图
（a）反馈振荡器电路框图（b）S参数等效网络
振荡平衡条件为：
b负阻振荡器的振荡条件
当潜在不稳定晶体管的一个端口具备一定的端接条件时，另一端口的输入阻抗呈现负阻，等效为一个单端口的负阻器件。
只要在该端口所接负载的正阻成分大于输入阻抗中的负阻成分，放大器就不会自激。
若要构成晶体管振荡器，则是相反的情况。
振荡平衡条件为
Γ1ΓS=1 或 Γ2ΓL=1
或表示为幅值平衡与相位平衡条件:
|Γ1ΓS|=1
∠Γ1+∠ΓS=2nπ （n=0，1，2，…） 或
|Γ2ΓL|=1
∠Γ2+∠ΓL=2nπ（n=0，1，2，…）
式中的Γ1、Γ2由晶体管的大信号S参数所决定。
在运用分析晶体管放大器时的某些概念和方法时，需注意振荡器在起振时是小信号条件，而后稳定于大信号状态。
1以上输入端口或输出端口的振荡条件可任取其一。
可以证明，一个端口满足振荡条件，则另一个端口必同时满足振荡条件。
2振荡器本无所谓输入端、输出端之分，两个端口皆可输出功率。
一般将接负载获取功率的端口称为输出端口，而另一端口接无耗电纳，称为输入端口。
3负阻振荡器电路的框图可用上图来表示，图中端口1-1接的无耗电纳使得端口2-2呈现负阻，即某些ΓS导致|Γ2|>1，然后由输出端口进行调谐和匹配，即实现|Γ2ΓL|>1。
随着振荡幅度的增长，晶体管在大信号条件下的S参数变化，端口2-2的负阻呈减小趋势，振荡将稳定于Γ2ΓL=1的状态。
4ΓS对应的源阻抗为ZS=RS+jXS。
随着振荡幅度的增加，端口1对应的R1将变得不够负，振荡难以维持（RS+R1<0）。
因此，设计时应选择RS=R1/3。
XL=-X1.
二PIN管微波开关
PIN管在正反向偏置下的不同阻抗特性可用来控制电路的通断，组成开关电路。
PIN管开关电路按功能分为两种：
一种是通断开关，如蛋刀单掷开关，作用只是简单的控制传输系统中微波信号的通断；另一种是转换开关，如单刀双掷、单刀多掷开关，作用是使信号在两个或多个传输系统中转换。
若按PIN管与传输线的连接方式，可分为串联型、并联型一级串/并联型三种；从开关结构形式出发，可分为反射式开关、谐振式开关、滤波器型开关、阵列式开关等。
1单刀单掷开关
（1）开关的正反衰减比
下图为单管串联型和并联型开关的原理图及其微波等效电路图。
图中分别为PIN管的等效阻抗和等效导纳，分别为传输线的特性阻抗和特性导纳，a、b分别为网络的归一化入射波和反射波。
（a）串联型原理图；（b）串联型等效电路；（c）并联型原理图；（d）并联型等效电路
设开关输入端信号源的资用功率为，输出端负载吸收功率为。
则定义开关的衰减L为
若开关网络用散射S参量来表征，且假设开关插入在匹配信号源和匹配负载之间，则上式化为
（2）基本原理
如果PIN管正、反偏时分别为理想短路和开路，则对上图（a）的串联型开关来说，PIN管理想短路时，开关电路理想导通；PIN管理想开路时，开关理想断开。
对（c）图的并联型开关来说，情况相反，PIN管短路，对应开关断开；PIN管开路，对应开关导通。
由于封装参数的影响，对于单管开关无论是串联型还是并联型，都只能在固定的某几个较窄的频率区间有开关作用，而实际的工作频率常常不在这些区域。
为了扩展开关的工作模区，改善开关性能，有的直接把管芯做在微波集成电路上；也有采用改进的开关电路，其中常用的有谐振式开关、阵列式开关和滤波器型开关。
2.单刀双掷开关
最普通但又最常用的单刀多掷开关是单刀双掷开关，它把信号来回换接到两个不同的设备上，形成交替工作的两条微波通路。
其典型的例子是雷达天线收发开关，发射机和接收机共用一个天线，用一个单刀双掷开关来控制。
右图表示一并联型单刀双掷开关的原理图。
管截止，或反之。
并借助1/4波长线的阻抗变换作用，使输入信号全部从B或A中的一个端口输出，此端口为导通通道，同时另一端口为断开通道。
但是该单刀双掷开关需要两个偏压源，为节省偏压源，实际中常采用一个偏压源控制并联型单刀双掷开关电路（如下图），在此电路中，接在并联的枝节上。
当都处于反偏时，B路接通；当都处于正偏时，A路接通。
因此可共用一个偏压源。
3.开关时间和功率容量
PIN管用作开关时，其开关时间必须满足系统对开关速度的要求，为提高开关速度，应尽量减薄I层，使储存电荷减少。
在这种情况下，开关时间基本上由载流子在I层的渡越时间决定，而与载流子寿命无关。
但I层太薄，使二极管反向击穿电压减小，承受微波功率也减小，因此提高PIN管开关速度受限于两项极限参数，即开关时间和功率容量。
（1）开关时间
右图表示PIN管从正偏电流突然转向反偏时的情况。
设正偏时I层储存的电荷为，当换成反偏时，I层储存的电荷一部分被反向电流吸出，另外一部分则继续复合，形成复合电流。
显然，单位时间内层中电荷减少量等于单位时间内从I层流出的电荷量与复合电荷之和，即
考虑到t=0时，，可解得
假设时，电荷全部清除，即，当时，开关时间可近似表示为
由此可见，当PIN官给定后（已定），加大反向电流可使开关时间减少。
所以应为PIN管开关制作具有内阻小而又能输出大的反向偏压的专门驱动器。
（2）功率容量
当PIN管导通时，功率容量的限制因素是最大允许的功耗，当PIN管截止时，功率容量的限制因素是反向击穿电压。
开关的功率容量是指开关所能承受的最大微波功率，它不仅与管子的功率容量有关，还与开关电路的类型（串联或并联）、工作状态（连续波工作或脉冲工作）及具体结构（散热性能）有关。
三PIN管电调衰减器和限幅器
用电信号控制衰减量的衰减器称为电调衰减器。
利用PIN管正向电阻随偏置电流连续变化的特性，可以做成各种类型的电调衰减器。
电调衰减器可用于振幅调制和稳幅系统。
1、环行器单管点调衰减器
此电调衰减器的衰减由偏置电流来控制。
偏置电流经过直流偏置电路加到二极管上。
环行器的作用是使得输入电路能得到较好的匹配。
这种单管电调衰减器的衰减量为
式中：
2、吸收阵列式衰减器
为了使系统频带展宽、衰减量的动态范围增大及能承受较大的功率，可采用多个并接在传输线上的PIN管，管间相互间隔为1/4波长的阵列衰减器。
加正向偏置的PIN管等效为正向电阻，随着管子正向偏电流的改变，各电阻阻值发生变化，故为一个电调衰减器。
工程中通常采用多节级联。
由于输入驻波比主要取决于前面几个单节，因此在实际应用中，一般仅把三个管子的正向电阻形成渐变分布，而后面的管子则按等元件阵排列。
3、PIN管限幅器
电调衰减器是利用外加偏置电流来控制其衰减量的，所以有时称之为控衰减器。
某些情况下，要求微波信号通过控制电流时能自动控制电路的衰减。
利用PIN管在零偏加微波信号时的阻抗特性，可实现此目的。
因此零偏PIN管常作为雷达接收机高放、混频前的限幅器。
当微波信号超过某一电平时，由于PIN管阻抗显著变小而使通过PIN管的衰减量显著增大，从而限制输出功率在一定电平以下。
升级会员 