昂貴的機械開關用于精準的測試儀器，例如矢量網絡分析儀，被證明是適當的。不過，對于量產的消費類產品，如有線或衛(wèi)星電視(CATV/SATV)發(fā)送系統(tǒng)，較低成本的電子開關則更合適些。這類開關基于晶體管或者PIN二極管。半導體開關沒有移動部件，因此，較機械開關而言，它們具有更快的響應時間和更長的壽命范圍。

PIN二極管通常被用在單刀單擲(SPST)和單刀多擲開關的切換單元。PIN二極管對于頻率高于二極管截止頻率(fc)10倍以上的信號，起到一個流控電阻的作用。

加上一正向偏置電流，PIN二極管結電阻Rj可以從高阻變?yōu)榈妥?，此外，PIN二極管既能用于串聯開關模式，也能用于并聯開關模式。串聯開關的插入損耗A為：

在并聯連接時，插入損耗變?yōu)椋?/p>

這里Zo是特征阻抗(在射頻傳輸系統(tǒng)中，其典型值為50或75Ω)。

選擇開關的拓撲結構要求在帶寬和隔離度要求之間做出折衷。盡管串聯開關具有在很寬頻率范圍內傳輸低損耗的優(yōu)勢，但其隔離度較差。并聯開關通常結合1/4波長傳輸線使用，其本質上為窄帶，不過較串聯而言，這些傳輸線具有較高的隔離度。

測試儀器和CATV/SATV設備都需要多倍頻程工作能力的射頻開關，并且不產生明顯信號損耗。類似于CATV/SATV的多載波環(huán)境對開關有著嚴格的線性度要求。它還不能引入導致信道間干擾的過度失真，這類干擾會造成信號質量下降。

為了改善單PIN二極管的隔離度，可以在串聯模式下采用兩個或更多PIN二極管。這種串聯連接和藹允許共享同一個偏置電流以節(jié)省功率。雙端開關部件，如PIN二極管的好處在于，能夠用外加二極管輕易地以串聯方式級聯。相反，三端晶體管就要求為每個增加的串聯開關部件提供同樣的控制線路。

體效應二極管與外延生長型PIN二極管

電路設計人員需要區(qū)分體效應類型和外延生長型(Epi)PIN二極管兩者間的區(qū)別。這兩種構造PIN二極管的不同方法導致它們各自射頻性能有明顯差異，因而就影響到PIN二極管對各種應用的適合程度。體效應二極管襯底具有低摻雜密度，為了導通，它需要有一高偏置電流，因此，體效應PIN二極管一般不適合便攜和其它跟電池操作相關的應用。其非常厚且純的本征(I)層會造成在300~3,000ns范圍內很長的載流子壽命。這種長載流子壽命是保證開關和衰減器應用中具有低失真性能的基本參數。

相反，Epi二極管的I-層為高度摻雜，Epi二極管很適合用作電流受限產品中的低電流射頻開關。其載流子壽命短得多(τ5~300ns)。糟糕的是，這種差異使得外延生長型PIN二極管的線性較體效應二極管要差得多。由于PIN二極管的線性度通常在低偏置電流情況下發(fā)生惡化，這種局面事實上就把考慮Epi二極管作為衰減器的可能性排除在外。

正如先前所提到的那樣，確定PIN開關的可用低端頻率限制受其與截止頻率之間關系的影響。在10倍截止頻率以下，PIN二極管不再表現為流控電阻的性質。當

二極管的行為不可預測，它在流控電感和電容之間交替變化。如果頻率遠低于

二極管的PIN結就起到傳統(tǒng)PN結的作用。一般來說，體效應二極管更厚的I層較Epi二極管允許工作在更低的頻率上。

PIN二極管模型

寄生電路元件(例如有害的電感和電容)，是同二極管片和封裝與生俱來的，它定義了開關性能限制。在串聯開關結構的范圍內，封裝電容和芯片電容(分別為Cp和Cj)共同引起隔離度隨頻率升高而逐漸降低。封裝寄生電感Lp引起開關插損隨頻率按比例增加(圖1)。為了改善PIN二極管在微波范圍內的性能，制造商們在堅持不懈地創(chuàng)造更小的封裝。這些封裝帶來的寄生產物更少。業(yè)界標準的SOT323、SOD-323和SOD-523正是制造低成本塑料封裝PIN二極管部件無盡推動力的印證。

不幸的是，PIN二極管不能在計算機輔助設計領域普遍應用的SPICE軟件里得到建模，SPICE沒有建立少數載流子壽命T參數，它是PIN二極管一個重要參數。PIN二極管片可被建模成一簡單線性電路，該電路由兩個電阻、一個可變電阻以及一個電容構成，如圖1所示。