圖6 分立開關驅動器電路

還有專用開關驅動器集成電路(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。

還有一種開關驅動器架構應當考慮，即采用運算放大器。運算放大器開關驅動器的明顯優(yōu)勢在于其自身的靈活性，可以輕松地對其進行配置，以適應不同的應用、電源電壓和條件，為設計人員提供豐富的設計選項。

運算放大器PIN二極管驅動器
運算放大器電路是一種很有吸引力的PIN二極管驅動備選方案。除靈活性外，這種電路常常還能以接近或超過1000V/μs的躍遷速度工作。下面將介紹3種不同的RF PIN二極管放大器驅動電路。所選放大器雖然在根本特征上各不相同，但都能執(zhí)行類似的功能。這些放大器電路可以驅動硅或砷化鎵(GaAs)PIN二極管，但各有各的特點。

AD8037—鉗位放大器
該電路能以最高10MHz的頻率工作，具有出色的開關性能，總傳播延遲為15ns。通過改變增益或鉗位電壓，可以調整輸出電壓和電流，以適應不同的應用。鉗位放大器AD8037原本設計用于驅動ADC，可提供鉗位輸出以保護ADC輸入不發(fā)生過驅。圖7所示配置用一對AD8037（U2和U3）驅動PIN二極管。

圖7 AD8037 PIN二極管驅動器電路

本例中，U2和U3采用同相配置，增益為4。利用AD8037的獨特輸入鉗位特性，可以實現(xiàn)極其干凈和精確的鉗位。它可以線性放大輸入信號，最高可達增益乘以正負鉗位電壓（VCH和VCL）。當增益為4且鉗位電壓為±0.75V時，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±0.75V，則輸出電壓鉗位在最大值±3V。這一鉗位特性使得過驅恢復非?？欤ǖ湫椭敌∮?ns）。鉗位電壓（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(U1)實現(xiàn)，它提供U2和U3所用的驅動信號，兩路互補輸出之間的傳播延遲偏斜極小。電阻網(wǎng)絡R4、R5、R6和R9將TTL輸出電平轉換為大約±1.2V，然后通過R10和R12饋送給U2和U3。

U2和U3的±1.2-V輸入提供60%過驅，以確保輸出會進入鉗位狀態(tài)(4×0.75V)。因此，硅PIN二極管驅動器的輸出電平設為±3V。電阻R16和R17限制穩(wěn)態(tài)電流。電容C12和C13設置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關性能，并使設計人員能夠十分靈活地驅動各種類型的RF負載。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AD8137通常用于驅動ADC，但也可以用作低成本、低功耗PIN二極管驅動器。其典型開關時間為7～11ns，其中包括驅動器和RF負載的傳播延遲。它提供互補輸出，功能多樣，可以替代昂貴的傳統(tǒng)驅動器。

圖8所示電路將單端TTL輸入（0～3.5V）轉換為互補±3.5V信號，同時可使傳播延遲最小。TTL信號放大4倍，在AD8137輸出端產(chǎn)生所需的±3.5V擺幅。TTL信號的中點（或共模電壓）為1.75V；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誤差。最好從一個低源阻抗驅動此點；任何串聯(lián)阻抗都會增加到R1上，從而影響放大器增益。

圖8 PIN二極管驅動器原理圖

輸出電壓增益可由公式4計算：
(4)
為正確端接脈沖發(fā)生器的輸入阻抗，使之為50Ω，需要確定差分放大器電路的輸入阻抗。這可以利用公式5計算，得出RT=51.55Ω，與之最接近的標準1%電阻值為51.1Ω。對于對稱的輸出擺幅，兩個輸入網(wǎng)絡的阻抗必須相同。這意味著，反相輸入阻抗必須將信號源的阻抗和端接電阻納入增益設置電阻R2。
(5)
圖8中，R2約比R1大20Ω，以補償源電阻RS與端接電阻RT的并聯(lián)組合所引入的額外電阻(25Ω)。將R4設為1.02kΩ（最接近1.025kΩ的標準電阻值），以確保兩個電阻比相等，避免引入共模誤差。

輸出電平轉換很容易利用AD8137的VOCM引腳來實現(xiàn)，該引腳設置直流輸出共模電平。本例中，VOCM引腳接地，以提供關于地的對稱輸出擺幅。

電阻R5和R6設置穩(wěn)態(tài)PIN二極管電流見公式6。
(6)
電容C5和C6設置尖峰電流，該電流有助于注入和移除PIN二極管中存儲的電荷?？梢愿鶕?jù)特定二極管負載要求，調整這些電容的值，實現(xiàn)性能優(yōu)化。尖峰電流可以由公式7計算。
(7)

ADA4858-3—內置電荷泵的三通道運算放大器
許多應用只提供一個電源，這常常令電路設計人員感到為難，尤其是當需要在PIN電路中提供低關斷電容時。這種情況下，硅或GaAs PIN二極管驅動電路可以使用片上集成電荷泵的運算放大器，而不需要外部負電源；其好處是可以顯著節(jié)省空間、功耗和預算。

高速電流反饋型三通道放大器ADA4858-3就是這樣一種器件，它具有出色的特性，片上集成電荷泵，輸出擺幅可以達到地電壓以下3～1.8V（具體取決于電源電壓和負載）。該器件魯棒性很好，可以真正為其他電路提供最高50mA的負電源電流。

ADA4858-3為單電源系統(tǒng)中的互補PIN二極管微波開關驅動問題提供了一種獨特的解決方案?；仡檲D4，從中可以看出：即使很少量的反向偏置也有助于降低二極管電容CT，具體取決于PIN二極管的類型。此類驅動器對GaAs PIN二極管很有利，因為這種二極管通常不需要很大的負偏置就能使關斷電容(CT)保持較小的值（見圖9）。