ما هو دايود PIN؟

ما هو مثبط PIN؟

تعريف مثبط PIN

مثبط PIN هو نوع خاص من المثبطات يتميز بطبقة شبه موصل داخلي غير ممزوج من السيليكون أو الجرمانيوم بين طبقات نصف الموصلات الممزوجة بشكل كثيف من النوع p والنوع n. على عكس المثبطات القياسية، يحتوي على هذه الطبقة الإضافية التي تقلل من توصيل التيار الكهربائي ولكنها ضرورية لبعض التطبيقات الإلكترونية. إنه مثل وجود منطقة p، تليها منطقة داخلية ثم منطقة N، مما يجعله مثبط PIN ومن هنا جاء اسمه.

رمز مثبط PIN

بناء مثبط PIN

كما تم الشرح سابقاً، يحتوي مثبط PIN على طبقة داخلية غير ممزوجة (ذات مقاومة عالية) محصورة بين اتصال PN، سننظر الآن في بناء المثبط بالتفصيل.

يتم بناء مثبطات PIN باستخدام إما هيكل Mesa أو الهيكل Planar. في هيكل Mesa، يتم إضافة طبقات ممزوجة مسبقاً إلى الركيزة، مما يسمح بالتحكم في مستوى المزج وسمك الطبقة. أما الهيكل Planar فيتضمن نمو طبقة متبلورة على الركيزة، مع تشكيل المنطقة p+ بواسطة زرع الأيونات أو الانتشار.

عمل مثبط PIN

على الرغم من أن عمل مثبطات PIN مشابه للمثبطات العادية، إلا أنها تحتوي على طبقة داخلية إضافية تجعلها أقل فعالية كمستقيمات ولكنها ممتازة للاستخدامات مثل المحولات والمضادات.

عمل مثبط PIN عند التحيز الأمامي

في حالة التحيز الأمامي، تنخفض منطقة الاستنزاف في اتصال PN لمثبط PIN، مما يسمح بمرور التيار. هذا الانخفاض يسمح للمثبط بأن يعمل كمقاوم متغير ويطور حقل كهربائي عالي يسرع حاملات الشحن، مما يعزز أداءه في التطبيقات ذات التردد العالي.

عمل مثبط PIN عند التحيز العكسي

عندما يكون مثبط PIN في حالة التحيز العكسي، تزداد عرض منطقة الاستنزاف. عند جهد تحيز عكسي معين، سيتم تفريغ كامل الطبقة الداخلية من حاملات الشحن. يُطلق على هذا الجهد اسم "جهد التفريغ". القيمة هي -2 فولت. يستخدم للتبديل أثناء التحيز العكسي.

خصائص مثبط PIN

عند مستوى منخفض من التحيز العكسي، تصبح منطقة الاستنزاف مستنزفة تماماً. تصبح سعة مثبط PIN مستقلة عن مستوى التحيز بمجرد استنفاد منطقة الاستنزاف. هذا لأن هناك قليلاً من الشحن الصافي في الطبقة الداخلية. تسرب الإشارة RF أقل من المثبطات الأخرى لأن مستوى السعة عادة ما يكون أقل.

في حالة التحيز الأمامي، يتصرف المثبط كمقاوم أكثر من كونه جهازاً غير خطي ولا ينتج عنه تقويم أو تشوه. قيمة المقاومة تعتمد على جهد التحيز. يستخدم مثبط PIN كمحول RF أو مقاوم متغير لأنه ينتج تشويهاً أقل من المثبط العادي.

تطبيقات مثبط PIN

• محول RF

• مستقيم الجهد العالي

• كاشف الضوء