機電與半導體開關在射頻訊號的控制與路徑切換應用上是相當成熟的技術，雖然在精密的測試儀器，例如向量電路分析儀上可用機械式開關，但在體積與成本受限的量產型消費性電子產品，例如有線或衛星電視播送系統中，卻須採用電晶體或PIN二極體的電子式開關，而由於沒有機構式組件同時也讓半導體開關擁有比機械式零件更快反應與更長使用年限的優勢。其中，體效應與磊晶PIN二極體具備不同特性，適於不同射頻切換應用環境。
機電與半導體開關在射頻訊號的控制與路徑切換應用上是相當成熟的技術，雖然在精密的測試儀器，例如向量電路分析儀上可用機械式開關，但在體積與成本受限的量產型消費性電子產品，例如有線或衛星電視播送系統中，卻須採用電晶體或PIN二極體的電子式開關，而由於沒有機構式組件同時也讓半導體開關擁有比機械式零件更快反應與更長使用年限的優勢。其中，體效應與磊晶PIN二極體具備不同特性，適於不同射頻切換應用環境。
PIN二極體特別適合做為單極單投(Single Pole Single Throw, SPST)與單極多投(Single Pole Multiple Throw, SPMT)組態中的切換元件，PIN二極體在頻率高於二極體截止頻率()的10倍以上時，動作特性表現就像一個由電流控制的電阻，可寫為：，其中π為少數載子使用年限。
PIN二極體的接面電阻Rj可透過加入前向偏壓電流而由高轉低，且PIN二極體可透過串列或並列切換模式使用，串列連接時開關會有插入耗損A，大小為：
在並列連接時，插入耗損就變成：
其中Zo為特性阻抗，在射頻傳輸系統中多為50Ω或75Ω。
切換開關拓樸結構的選擇為頻寬與隔離要求的取捨，串列式開關安排擁有在寬廣頻率範圍內的低傳輸耗損，但隔離卻較差，並列式開關通常搭配頻寬較窄的四分之一波傳輸線使用，但與串列連接比較時則能提供卓越的隔離效果。
多階環境限制射頻開關線性
在測試儀器與有線電視(CATV)或衛星電視(SATV)設備中，需要能在多階(Multi-octave)範圍下操作，而不會造成訊號明顯耗損的射頻開關(圖1)，例如在CATV/SATV多重載波環境下，對開關的線性要求就相當嚴格，必須避免過大的失真，造成通道間的干擾而影響訊號的品質。
可以藉由串聯兩個或更多PIN二極體來改善單一PIN二極體的隔離性，串列連接同時也能共用偏壓電流來節省耗電，如PIN二極體雙端子開關切換元件的好處是可簡易地串聯更多的元件，相反地，三端子電晶體則須要為每個額外的串聯開關增加控制線路。
比較體效應與磊晶PIN二極體之差異
線路設計工程師必須能分辨體效應(Bulk)與磊晶式(Expitaxial)PIN二極體(圖2)，兩種不同的PIN二極體架構方式造成射頻行為表現上極大的不同，因此也各適合不同的應用。
體效應二極體在基質上的摻雜密度較低，因此需要較高的偏壓電流才能導通，這使得體效應PIN二極體基本上比較不適用於可攜式以及其他須電池操作的場合，其厚且純淨的I層帶來較長的載子使用年限，大約在300～3,000奈秒，而這正是切換開關與衰減應用中，低失真效能的基本參數要求。
另一方面，磊晶二極體的I層則高度摻雜，因此使得它適用於電流受限產品中的低電流射頻訊號切換應用，載子使用年限則短上許多，大約在5～300奈秒，不幸地，這樣的差異使得磊晶PIN二極體在線性度上要比體效應二極體差上許多，由於PIN二極體的線性度在低偏壓電流下通常會更加劣化，因此也讓它被排除在衰減器的考慮範圍。
如前所提，決定PIN二極體開關可用性的最低頻率限制為截止頻率，在截止頻率10倍以下，PIN二極體的特性表現不再是電流控制電阻，在時，二極體的行為就變得無法預測，會在電流控制電感或電容間變換，如果頻率進一步降低到，那麼二極體的PIN接面就跟傳統的PN接面一樣，基本上，體效應二極體較厚的I層讓它能夠比磊晶二極體在更低的頻率下運作。
小型化封裝降低寄生效應
由於二極體晶片本身與封裝所產生的寄生效應帶來開關效能表現的限制，以我們所討論的串列開關組態為例，封裝與晶片電容(Cp與Cj)的組合就造成依頻率增高而隔離程度變低的變化。封裝寄生電感Lp造成開關插入耗損將隨著頻率而增加(圖3)，為了改善PIN二極體在微波頻段下的效能表現，製造商無不努力開發更小型的封裝將寄生效應降到最低，業界標準的SOT-323、SOD-323與SOD-523就是為了以更低成本的塑膠封裝提供更低寄生效應PIN二極體元件不斷努力的成果。
不幸地是，PIN二極體無法在CAD環境下常見的SPICE中建立標準模型，主要問題在於SPICE並不提供少數載子使用年限，PIN二極體的重要參數中的替代方式是將PIN二極體晶片以一個固定、一個可變的兩個電阻，以及一個電容的簡單線性電路加以模擬(圖4)。
二極體晶片的電流控制接面電阻可以約略寫為：
其中，If為以毫安培為單位的前向偏壓電流。
參數A與K將以上方程式所測得射頻電阻和前向偏壓電流If所得到曲線相比較來趨近化，以取得常數，射頻LCR橋狀電路如安華高(Avago)的4286A 搭配選用的外部偏壓元件，提供一個方便且可重複的方法來測量，Rmin與Rmax分別代表晶片的接觸與零偏壓電阻，可由以下的圖形中最低與最高的射頻估算取得，在經過封裝的元件中，二極體晶片電容Cj只能由間接的方式取得，首先以低頻，通常為1MHz測量零偏壓電容，讓封裝寄生電感Lp的電抗可被忽略，接著將封裝電容Cp由所測得的零偏壓電容減去，即可得到Cj。二極體廠商通常可提供由大量樣品所取得的統計數據，因此能節省電路設計工程師取得這些參數的努力。
體效應與磊晶PIN二極體各展其長
為了進行研究，將一顆Avago HSMP-386Z體效應PIN二極體(w=22.5μ、τ=500奈秒與=0.3MHz)與另一個Avago HSMP-389Z磊晶PIN二極體(w=6.5μ、τ=200奈秒與=0.8MHz)加以比較，而事實上還有更多I層比我們所採用的體效應二極體更厚的產品存在，但它們不相稱的較高導通電流使其較適合衰減，而不是開關切換應用。這兩顆二極體晶片採用類似的SOD-323封裝，電氣連接則使用相同的打線接合方式，接著將兩個不同的PIN二極體進行插入耗損(Insert Loss, IL)、隔離(Isolation, ISO)與三階交叉點(IP3)寬頻射頻切換操作做為參數的測量。
串列開關必須具備低插入耗損以避免造成訊號雜訊比的劣化，特別是在微弱訊號的接收系統上，在低於1GHz時，二極體開關的反應元件不會對插入耗損有太大的影響，這個參數主要由等效串列電阻Rs所決定。在二極體安全操作限制範圍內，基本上可由提升偏壓電流來降低插入耗損與等效串列電阻，最高操作頻率主要受到封裝寄生電感的限制，通常會在2GHz以上，造成插入耗損的快速上升。
基本上在相同前向電流If下，磊晶PIN二極體比體效應PIN二極體具備更低的插入耗損，在這個比較中，薄型體效應二極體大約需要磊晶二極體4倍大的偏壓電流(20毫安培vs.5毫安培)才會達到相同的偏壓耗損(圖5、6)。
在串列開關上，最高可用頻率由頻率升高而下降的隔離效能決定(圖7、8)，封裝與接面電容(Cp與Cj)可讓更高的頻率通過未偏壓的PIN二極體高接面電阻。而在低頻端，體效應PIN二極體由於具備零偏壓下更高的電阻，因此擁有比磊晶PIN二極體更好的隔離度。
Achilles Heel半導體開關結合的多階頻寬與多重載波，接面的非線性產生無法在CATV電路中濾除的偶數與奇數階帶內失真乘積，而機械開關在相同情況下會產生較小可忽略的失真，例如，低頻段VHS頻道(70M～100MHz)會產生干擾高頻段VHF頻道(107M～170MHz)的第二階諧波，通常PIN二極體開關的線性度要比採用電晶體式的開關較佳。
在前向偏壓PIN二極體中，諧波與互調失真是由I層電荷密度受射頻電流調變所產生，失真則受到頻率、儲存電荷與接面電阻的影響。開關線性度評判指標上經常使用的交叉點(IPn)為線性轉換函數與互調乘積交叉的虛擬點，第三階互調乘積2f1-f2與2f2-f1，通常因為接近目標訊號，因此被視為最難解決的問題，PIN開關的第三階交叉點(IP3)可用Caverly與Hiller所提出的方法來加以分析：
其中f以MHz為單位，以奈秒為單位。
值得注意的是，在競爭的開關技術場效電晶體中，失真特性不會受到偏壓變動而改變(圖9、10)，這代表PIN開關透過將偏壓電流微幅增加，來提高IP3上擁有明顯的優勢，PIN二極體IP3的測量結果顯示相當符合預測值。
PIN二極體開關略勝一籌
體效應與磊晶PIN二極體具備不同的特性，因此各自適用於射頻切換上的不同場合，CATV系統中所使用的射頻切換開關為寬廣頻段與低成本嚴格要求的良好範例，與FET或CMOS形式切換開關比較，PIN二極體開關擁有兩個重要的優勢，其一為較高的線性度，在多載波環境下特別重要；其二為容易串聯更多開關而不須複製控制線路。由於本身是兩端子元件，因此PIN二極體在模擬模型的建立上也比較容易。