[发明专利]PIN二极管的控制装置和核磁共振设备

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别涉及一种PIN二极管的控制装置和核磁共振设备。

背景技术

普通二极管由PN结组成，在P区和N区之间加入高阻性的本征(Intrinsic)半导体层就组成了PIN二极管。PIN二极管零偏置或反向偏置时，本征半导体层阻抗很高，接近于开路；正向偏置时，本征半导体层呈现出低阻抗状态，接近于短路。

PIN二极管正向偏置时，来自P区的空穴和来自N区的电子注入本征半导体层，空穴和电子并不能立即完成合并，等电子和空穴在本征半导体层发生复合后，形成通过P-I-N结的电流。

PIN二极管零偏置或反向偏置时，复合的电子和空穴分离。如图1所示，PIN二极管外加电压突变后，反向电流首先在一段时间内保持不变，然后才逐渐达到反向饱和电流。反向电流保持恒定的时间称为存储时间ts，电流下降到-0.1Ir的时间称为下降时间tf，toff＝ts+tf即为反向恢复时间。更多内容可以参照公开号为CN 101118273A的中国专利申请。

所以，无论是空穴和电子的合并或是分离都需要一定的时间，现有技术控制PIN二极管导通或截止的时间都较长。

发明内容

本发明技术方案解决的是：现有技术控制PIN二极管导通或截止的时间过长。

本发明技术方案提供一种PIN二极管的控制装置，包括：

第一基准单元，适于产生第一基准信号，所述第一基准信号为方波脉冲信号，所述第一基准信号包括正脉冲和负脉冲；

第一叠加单元，适于产生第一叠加信号，所述第一叠加信号为具有第一突变沿和第一缓变沿的尖脉冲信号，所述第一突变沿与第一基准边沿相对应且变化方向一致，所述第一叠加信号的脉宽小于所述第一基准边沿所在脉冲的脉宽，所述第一叠加信号的幅度绝对值大于所述第一基准边沿所在脉冲的幅度绝对值；

所述第一基准边沿为所述第一基准信号的边沿，所述边沿与所述第一基准信号的正脉冲和/或负脉冲变化方向一致；

所述PIN二极管的导通和截止由第一开关信号控制，所述第一开关信号由所述第一基准信号和第一叠加信号叠加后产生。

可选的，所述第一叠加单元包括：

第一MCU，适于根据所述第一基准边沿触发中断，产生若干第一数字信号，以形成第一数字序列；

数模转换器，适于对所述第一数字信号进行数模转换，以获得第四尖脉冲信号；

第一放大器，适于增大所述第四尖脉冲信号的幅度，产生所述第一叠加信号。

可选的，所述第一叠加单元还包括：第二放大器和模数转换器；

所述第二放大器，适于放大所述PIN二极管的负极电压，产生负极放大电压；

所述模数转换器，适于对所述负极放大电压进行模数转换，产生第二数字信号；

所述第一MCU，还适于将所述第二数字信号的数值与第一阈值比较，若所述第二数字信号的数值大于所述第一阈值，则产生的下一第一数字信号的数值小于上一第一数字信号的数值，若所述第二数字信号的数值小于所述第一阈值，则产生的下一第一数字信号的数值大于或等于上一第一数字信号的数值，所述第一阈值的最大值小于或等于所述PIN二极管的最大安全电压。

本发明技术方案还提供一种PIN二极管的控制装置，包括：

第二基准单元，适于产生第二基准信号，所述第二基准信号为方波脉冲信号，所述第二基准信号仅包括正脉冲或负脉冲；

第二叠加单元，适于产生第二叠加信号，所述第二叠加信号为具有第二突变沿和第二缓变沿的尖脉冲信号，所述第二突变沿与第二基准边沿相对应且变化方向一致，所述第二叠加信号的脉宽小于所述第二基准信号的相邻脉冲之间的宽度；

所述第二基准边沿为所述第二基准信号的与脉冲变化方向相反的边沿；

所述PIN二极管的导通和截止由第二开关信号控制，所述第二开关信号由所述第二基准信号和第二叠加信号叠加后产生的信号。

可选的，所述第二叠加单元包括：

微分电路，适于对第一方波脉冲信号进行微分处理，产生第三尖脉冲信号；

升压电路，适于增加所述第三尖脉冲信号的幅度，产生所述第二叠加信号。

可选的，所述微分电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电感、第一电容和第一高速运放器；

所述第二电阻的第一端适于输入所述第一方波脉冲信号，第二端连接所述第一电感的第一端和第三电阻的第一端；

所述第三电阻的第二端连接所述第一电容的第一端和所述第一高速运放器的正输入端；