چه چیزی پین دیود است

چه چیزی PIN دیود است؟

تعریف PIN دیود

PIN دیود نوع خاصی از دیود است که لایه‌ای از نیمه‌رسانا بدون تخلیه بین لایه‌های نیمه‌رسانا با تخلیه بالا P و N دارد. در مقایسه با دیودهای استاندارد، این دیود لایه اضافی دارد که رسانای ضعیف الکتریسیته است اما برای برخی کاربردهای الکترونیکی ضروری است. مانند یک منطقه P، دنبال شده توسط یک منطقه داخلی و سپس یک منطقه N، بنابراین آن را یک دیود PIN می‌سازد و نام آن هم از همین جا گرفته شده است.

نماد دیود PIN

ساختار دیود PIN

همانطور که قبلاً توضیح داده شد، دیود PIN یک لایه داخلی بدون تخلیه (با مقاومت بالا) بین یک پیوند PN دارد. حال به ساختار دقیق این دیود خواهیم پرداخت.

دیودهای PIN با استفاده از ساختارهای Mesa یا Planar ساخته می‌شوند. در ساختار Mesa، لایه‌های پیش‌تخلیه شده به زیرلایه اضافه می‌شوند که کنترل بر سطح تخلیه و ضخامت لایه را ممکن می‌سازد. ساختار Planar شامل رشد یک لایه اپیتاکسیال روی زیرلایه است که منطقه p+ با تعبیه یون یا نفوذ تشکیل می‌شود.

عملکرد دیود PIN

اگرچه عملکرد دیودهای PIN مشابه دیودهای معمولی است، ولی لایه داخلی اضافی آنها آنها را کمتر موثر در نقش مستطیل‌ساز کرده اما برای کاربردهایی مانند سوئیچ‌ها و میراگرهای متغیر عالی است.

عملکرد دیود PIN در حالت پیشرو

در حالت پیشرو، منطقه خالی در پیوند p-n دیود PIN کاهش می‌یابد که این امر اجازه جریان الکتریسیته را می‌دهد. این کاهش امکان عملکرد دیود به عنوان مقاومت متغیر و ایجاد میدان الکتریکی قوی را فراهم می‌کند که حاملان بار را شتاب می‌دهد و عملکرد آن را در کاربردهای فرکانس بالا بهبود می‌بخشد.

عملکرد دیود PIN در حالت معکوس

وقتی دیود PIN در حالت معکوس است، عرض منطقه خالی افزایش می‌یابد. در یک ولتاژ معکوس خاص، تمام لایه داخلی از حاملان بار پاک می‌شود. این ولتاژ را ولتاژ پاک‌کننده می‌نامند. مقدار آن -2v است. این ولتاژ برای کاربردهای سوئیچ در حالت معکوس استفاده می‌شود.

ویژگی‌های دیود PIN

در سطح پایین ولتاژ معکوس، منطقه خالی کاملاً خالی می‌شود. ظرفیت دیود PIN از سطح ولتاژ مستقل می‌شود زمانی که منطقه خالی کاملاً خالی شود. این به این دلیل است که تعداد کمی بار در لایه داخلی وجود دارد. نشت سیگنال RF کمتر از دیودهای دیگر است زیرا سطح ظرفیت معمولاً کمتر است.

در حالت پیشرو، دیود به عنوان یک مقاومت بیشتر از یک دستگاه غیرخطی عمل می‌کند و مستطیل‌سازی یا تحریف تولید نمی‌کند. مقدار مقاومت بستگی به ولتاژ بایاس دارد. دیود PIN به عنوان سوئیچ RF یا مقاومت متغیر استفاده می‌شود چون کمتر از یک دیود معمولی تحریف تولید می‌کند.

کاربردهای دیود PIN

• سوئیچ RF

• مستطیل‌ساز ولتاژ بالا

• فوتودیتکتور