將開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器控制電路與PIN二極管相連，以便通過(guò)施加正向或反向偏置來(lái)開(kāi)關(guān)二極管，是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。偏置電路通常使用一個(gè)低通濾波器，它位于RF電路與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器之間。圖5顯示了一個(gè)單刀雙擲(SPDT) RF開(kāi)關(guān)及其偏置電路。當(dāng)設(shè)置妥當(dāng)時(shí)，濾波器L1/C2和L3/C4允許將控制信號(hào)施加于PIN二極管D1–D4，控制信號(hào)與RF信號(hào)（從RF IN切換至PORT 1或PORT 2）的相互影響極少。這些元件允許頻率相對(duì)較低的控制信號(hào)通過(guò)PIN二極管，但會(huì)阻止高頻信號(hào)逃離RF信號(hào)路徑。不正常的RF能量損耗意味著開(kāi)關(guān)的插入損耗過(guò)高。電容C1、C3和C5阻止施加于二極管的直流偏置侵入RF信號(hào)路徑中的電路。直流接地回路中的電感L2允許直流和低頻開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)輕松通過(guò)，但對(duì)于RF和微波頻率則會(huì)呈現(xiàn)高阻抗，從而降低RF信號(hào)損耗。

圖5. 典型單刀雙擲(SPDT) RF開(kāi)關(guān)電路

　　偏置電路、RF電路和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路全都會(huì)發(fā)生交互，影響彼此的性能，因此像所有設(shè)計(jì)一樣，權(quán)衡考慮各種因素十分重要。例如，較大的C2和C4 (>20 pF)對(duì)RF性能有利，但對(duì)驅(qū)動(dòng)器則是麻煩，因?yàn)榇箅娙輹?huì)導(dǎo)致上升沿和下降沿較慢?？焖匍_(kāi)關(guān)對(duì)大多數(shù)應(yīng)用都有利；因此，為了實(shí)現(xiàn)最佳驅(qū)動(dòng)器性能，電容必須極小，但為了滿(mǎn)足RF電路要求，電容又必須足夠大。

　　傳統(tǒng)PIN二極管驅(qū)動(dòng)器

　　PIN二極管驅(qū)動(dòng)器有各種形狀和尺寸。圖6給出了一個(gè)可提供高開(kāi)關(guān)速度的典型分立開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的原理圖。這種驅(qū)動(dòng)器既可以采用“片線(xiàn)”（混合）結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以采用“表貼”(SMT)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)；前者非常昂貴，后者雖不昂貴，但需要的印刷電路板(PCB)面積多于混合結(jié)構(gòu)。

圖6. 分立開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器電路

　　還有專(zhuān)用開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器集成電路(IC)；這些IC十分緊湊，提供TTL接口，并具有良好的性能，但靈活性有限，而且往往很昂貴。還有一種開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)應(yīng)當(dāng)考慮，即采用運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的明顯優(yōu)勢(shì)在于其自身的靈活性，可以輕松地對(duì)其進(jìn)行配置，以適應(yīng)不同的應(yīng)用、電源電壓和條件，為設(shè)計(jì)人員提供豐富的設(shè)計(jì)選項(xiàng)。

　　運(yùn)算放大器PIN二極管驅(qū)動(dòng)器

　　運(yùn)算放大器電路是一種很有吸引力的PIN二極管驅(qū)動(dòng)備選方案。除靈活性外，這種電路常常還能以接近或超過(guò)1000 V/μs的躍遷速度工作。下面將介紹三種不同的RF PIN二極管放大器驅(qū)動(dòng)電路。所選放大器雖然在根本特征上各不相同，但都能執(zhí)行類(lèi)似的功能。這些放大器電路可以驅(qū)動(dòng)硅或砷化鎵(GaAs) PIN二極管，但各有各的特點(diǎn)。

　　AD8037 — 箝位放大器

　　該電路能以最高10 MHz的頻率工作，具有出色的開(kāi)關(guān)性能，總傳播延遲為15 ns。通過(guò)改變?cè)鲆婊蝮槲浑妷?，可以調(diào)整輸出電壓和電流，以適應(yīng)不同的應(yīng)用。

　　箝位放大器AD8037原本設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)ADC，可提供箝位輸出以保護(hù)ADC輸入不發(fā)生過(guò)驅(qū)。圖7所示配置用一對(duì)AD8037（U2和U3）驅(qū)動(dòng)PIN二極管。

圖7. AD8037 PIN二極管驅(qū)動(dòng)器電路

　　本例中，U2和U3采用同相配置，增益為4。利用AD8037的獨(dú)特輸入箝位特性，可以實(shí)現(xiàn)極其干凈和精確的箝位。它可以線(xiàn)性放大輸入信號(hào)，最高可達(dá)增益乘以正負(fù)箝位電壓（VCH和VCL）。當(dāng)增益為4且箝位電壓為±0.75 V時(shí)，如果輸入電壓小于±0.75 V，則輸出電壓等于輸入電壓的4倍；如果輸入電壓大于±0.75 V，則輸出電壓箝位在最大值±3 V。這一箝位特性使得過(guò)驅(qū)恢復(fù)非常快（典型值小于2 ns）。箝位電壓（VCH和VCL）由分壓器R2、R3、R7和R8確定。數(shù)字接口由74F86 XOR邏輯門(mén)(U1)實(shí)現(xiàn)，它提供U2和U3所用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，兩路互補(bǔ)輸出之間的傳播延遲偏斜極小。電阻網(wǎng)絡(luò)R4、R5、R6和R9將TTL輸出電平轉(zhuǎn)換為大約±1.2 V，然后通過(guò)R10和R12饋送給U2和U3。

　　U2和U3的±1.2-V輸入提供60%過(guò)驅(qū)，以確保輸出會(huì)進(jìn)入箝位狀態(tài)(4 × 0.75 V)。因此，硅PIN二極管驅(qū)動(dòng)器的輸出電平設(shè)為±3V。電阻R16和R17限制穩(wěn)態(tài)電流。電容C12和C13設(shè)置PIN二極管的尖峰電流。

　　AD8137 — 差分放大器

　　差分放大器（本例所用的AD8137）可以低成本提供出色的高速開(kāi)關(guān)性能，并使設(shè)計(jì)人員能夠十分靈活地驅(qū)動(dòng)各種類(lèi)型的RF負(fù)載。有各種各樣的差分放大器可供使用，包括速度更快、性能更高的一些器件。高速差分放大器AD81374通常用于驅(qū)動(dòng)ADC，但也可以用作低成本、低功耗PIN二極管驅(qū)動(dòng)器。其典型開(kāi)關(guān)時(shí)間為7 ns至11 ns，其中包括驅(qū)動(dòng)器和RF負(fù)載的傳播延遲。它提供互補(bǔ)輸出，功能多樣，可以替代昂貴的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器。

　　圖8所示電路將單端TTL輸入（0 V至3.5 V）轉(zhuǎn)換為互補(bǔ)±3.5V信號(hào)，同時(shí)可使傳播延遲最小。TTL信號(hào)放大4倍，在AD8137輸出端產(chǎn)生所需的±3.5V擺幅。TTL信號(hào)的中點(diǎn)（或共模電壓）為1.75 V；必須將同樣的電壓施加于R2,作為參考電壓VREF，以免在放大器輸出端引入共模失調(diào)誤差。最好從一個(gè)低源阻抗驅(qū)動(dòng)此點(diǎn)；任何串聯(lián)阻抗都會(huì)增加到R1上，從而影響放大器增益。

圖8. PIN二極管驅(qū)動(dòng)器原理圖

　　輸出電壓增益可由公式4計(jì)算：