Dioda PIN este o modificare a joncțiunii PN pentru anumite aplicații. După dioda de joncțiune PN a fost dezvoltat în anul 1940, dioda a fost exercitată mai întâi ca redresor de mare putere, cu frecvență joasă în timpul anului 1952. Apariția unui strat intrinsec poate crește semnificativ tensiunea de defectare pentru aplicarea tensiunii înalte. Acest strat intrinsec oferă, de asemenea, proprietăți interesante atunci când dispozitivul funcționează la frecvențe ridicate în gama de unde radio și microunde. O diodă PIN este un tip de diodă cu o regiune semiconductoare intrinsecă largă, nedopată, între o regiune semiconductoare de tip P și N. Aceste regiuni sunt în mod normal puternic dopate deoarece sunt utilizate pentru contactele ohmice. Regiunea intrinsecă mai largă este indiferența față de o diodă p-n obișnuită. Această regiune face ca dioda să fie un redresor inferior, dar o face adecvată pentru comutatoare rapide, atenuatoare, detectoare foto și aplicații electronice de înaltă tensiune.
Schița cipului cu diodă PIN
Ce este o diodă PIN?
Dioda PIN este un tip de detector foto, utilizat pentru a converti semnalul optic într-un semnal electric. Dioda PIN cuprinde trei regiuni, și anume regiunea P, regiunea I și regiunea N. De obicei, atât regiunile P, cât și cele N sunt puternic dopate datorită faptului că sunt utilizate pentru contactele ohmice. Regiunea intrinsecă din diodă este în contrast cu o diodă de joncțiune PN. Această regiune face dioda PIN un redresor inferior, dar o face adecvată pentru comutatoare rapide, atenuatoare, detectoare foto și aplicații de electronică de înaltă tensiune .
Diodă PIN
Structura și funcționarea diodei PIN
Termenul diodă PIN își ia numele din faptul că include trei straturi principale. În loc să aibă doar un strat de tip P și un strat de tip N, acesta are trei straturi, cum ar fi
- Strat de tip P
- Stratul intrinsec
- Strat de tip N
Principiul de funcționare al diodei PIN este exact același cu o diodă normală. Principala diferență este că regiunea de epuizare, deoarece există în mod normal între ambele regiuni P & N într-o diodă inversă sau imparțială este mai mare. În orice diodă de joncțiune PN, regiunea P conține găuri, deoarece a fost dopată pentru a vă asigura că are majoritatea găurilor. De asemenea, regiunea N a fost dopată pentru a reține excesul de electroni.
Structura diodei PIN
Stratul dintre regiunile P & N nu include purtători de încărcare deoarece electronii sau găurile se îmbină Deoarece regiunea de epuizare a diodei nu are purtători de încărcare, funcționează ca un izolator. Regiunea de epuizare există într-o diodă PIN, dar dacă dioda PIN este polarizată înainte, atunci purtătorii intră în regiunea de epuizare și pe măsură ce cele două tipuri de purtători se reunesc, va începe fluxul de curent.
Atunci când dioda PIN este conectată cu polarizare directă, purtătorii de încărcare sunt mult mai mari decât nivelul de atenție al purtătorului intrinsec. Din acest motiv, câmpul electric și nivelul de injecție de nivel înalt se extind profund în regiune. Acest câmp electric ajută la accelerarea deplasării purtătorilor de sarcină din regiunea P în regiunea N, ceea ce are ca consecință o operare mai rapidă a diodei PIN, făcându-l un dispozitiv adecvat pentru operațiuni de înaltă frecvență.
Aplicații ale diodelor PIN
Aplicațiile PIN includ în principal următoarele domenii
- Dioda PIN este utilizată ca redresor de înaltă tensiune. Stratul intrinsec din diodă oferă o partiție între ambele straturi, permițând toleranțe de tensiune inversă mai mari
- Dioda PIN este utilizată ca întrerupător ideal de frecvență radio. Stratul intrinsec dintre straturile P & N crește spațiul dintre ele. Acest lucru reduce, de asemenea, capacitatea între ambele regiuni, ridicând astfel nivelul de izolare atunci când dioda PIN este polarizată invers.
- Dioda PIN este utilizată ca detector foto pentru a converti lumina în curent care are loc în stratul de epuizare al unei diode foto, ridicarea stratului de epuizare prin inserarea stratului intrinsec progresează performanța prin creșterea volumului în care are loc schimbarea luminii.
- Această diodă este un element ideal pentru a oferi comutarea electronică în aplicațiile electronice. Este util în principal pentru aplicații de proiectare RF și, de asemenea, pentru furnizarea comutării sau a unui element de atenuare în atenuatoare RF și comutatoare RF. Dioda PIN este capabilă să ofere niveluri de consistență mult mai ridicate decât releele RF, care sunt adesea singura altă alternativă.
- Principalele aplicații ale diodei PIN sunt discutate în cele de mai sus, deși pot fi aplicate și în alte zone
Caracteristici ale diodei PIN
Caracteristicile diodei PIN includ următoarele
Aceasta respectă ecuația tipică a diodei pentru semnale de frecvență mică. La frecvențe mai mari, dioda PIN apare ca un rezistor aproximativ perfect. Există un set de încărcare stocată în regiunea intrinsecă. La frecvențe mici, încărcătura poate fi detașată și dioda oprită.
La frecvențe mai mari, nu există suficient timp pentru a elimina încărcarea, astfel încât dioda PIN nu s-a oprit niciodată. Dioda are un timp de recuperare invers redus. Prin urmare, o diodă PIN este corect polarizată, funcționând ca un rezistor variabil. Această rezistență la frecvență înaltă poate diferi pe o gamă largă (de la 0,1 Ω-10 kΩ, în unele cazuri, gama practică este totuși mai mică).
Zona intrinsecă mai largă înseamnă, de asemenea, că dioda PIN va avea o capacitate scăzută atunci când este polarizată invers. În această diodă, regiunea de epuizare există complet în regiunea intrinsecă. Această regiune de epuizare este mult mai bună decât într-o diodă PN și are dimensiuni aproape constante, independent de polarizarea inversă aplicată diodei PN.
Aceasta crește cantitatea în care perechile de găuri de electroni pot fi produse de un foton de apariție. Unele dispozitive de detectare a fotografiilor ca foto tranzistoare și fotodiodele PIN utilizează o joncțiune PIN în construcția lor.
Proiectarea diodei PIN are unele compromisuri de proiectare. Creșterea mărimilor regiunii intrinseci permite diodei să apară ca un rezistor la frecvențe minore. Afectează în mod dăunător timpul necesar pentru oprirea diodei și capacitatea de șunt. Prin urmare, este esențial să alegeți un dispozitiv cu cele mai potrivite proprietăți pentru o anumită utilizare
Astfel, este vorba despre elementele de bază ale diodei PIN, funcționarea și aplicațiile. Sperăm că ați înțeles mai bine acest concept sau implementează orice proiecte electrice și electronice , vă rugăm să oferiți sugestiile dvs. valoroase comentând în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru dvs., care este funcția diodei PIN?
