Ano ang PIN Diode?

Ano ang PIN Diode?

Pangungusap ng PIN Diode

Ang PIN diode ay isang partikular na uri ng diode na may hindi pinaglalagyan ng impuritya (undoped) na layer ng intrinsic semiconductor na mula sa silicon o germanium na nasa gitna ng matinding pinaglalagyan ng impuritya (doped) na p-type at n-type semiconductor layers. Hindi tulad ng mga standard na diode, ito ay kasama ang karagdagang layer na ito, na hindi mabuti sa paghahatid ng electric current pero mahalaga para sa ilang electronic applications. Ito ay parang may p region, sinusundan ng intrinsic region at pagkatapos ay N region, kaya ito ay isang PIN diode at kaya naman nanggaling ang pangalan nito.

Simbolo ng PIN Diode

Pagtatayo ng PIN Diode

Tulad ng ipinaliwanag, ang isang PIN diode ay may intrinsic undoped layer (may mataas na resistivity) na nasa gitna ng PN junction, tingnan natin ng detalyado ang pagtatayo ng diode.

Ang PIN diodes ay itinayo gamit ang Mesa o Planar structures. Sa Mesa structure, ang pre-doped layers ay idinadagdag sa substrate, na nagbibigay ng kontrol sa antas ng doping at kapal ng layer. Ang Planar structure naman ay kinasasangkutan ng paglago ng epitaxial layer sa substrate, na ang p+ region ay nabubuo sa pamamagitan ng ion implantation o diffusion.

Paggana ng PIN Diode

Bagama't kapareho ang operasyon nito sa regular na diodes, ang PIN diodes ay may extra na intrinsic layer na nagpapawala nito bilang rectifiers ngunit napakagaling para sa mga gamit tulad ng switches at attenuators.

Forward biased operation ng PIN Diode

Sa forward bias, ang depletion region sa p-n junction ng PIN diode ay bumababa, na nagpapahintulot ng pagflow ng current. Ang pagbaba na ito ay nagpapahintulot sa diode na gumana bilang variable resistor at lumikha ng mataas na electric field na nagpapabilis ng charge carriers, nagpapataas ng kanyang performance sa high-frequency applications.

Reverse biased operation ng PIN Diode

Kapag nasa reverse biased condition ang PIN diode, ang lapad ng depletion region ay tumataas. Sa isang tiyak na reverse bias voltage, ang buong intrinsic layer ay lalampas ng charge carriers. Ang voltage na ito ay tinatawag na swept in voltage. Ang halaga nito ay -2v. Ginagamit ito para sa switching purposes habang nasa reverse bias.

Mga Katangian ng PIN Diode

Sa mas mababang antas ng reverse bias, ang depletion layer ay naging fully depleted. Ang capacitance ng PIN diode ay independiyente sa antas ng bias kapag fully depleted na ang depletion layer. Ito ay dahil may kaunti lang net charge sa intrinsic layer. Mas mababa ang leakage ng RF signal kaysa sa ibang diodes dahil tipikal na mas mababa ang antas ng capacitance.

Sa forward bias, ang diode ay gumagana bilang resistor kaysa sa non-linear device at walang rectification o distortion. Ang halaga ng resistance ay depende sa bias voltage. Ginagamit ang PIN diode bilang RF switch o variable resistor dahil nagpapalabas ito ng mas kaunting distortions kaysa sa normal na diode.

Application ng PIN Diode

• RF switch

• High Voltage Rectifier

• Photodetector