Što je dioda s PIN strukturom

Što je dioda PIN tipa?

Definicija diode PIN tipa

Dioda PIN tipa je specifičan tip diode s neodopljenim intrinzičnim slojem silicijevog ili germanijevog poluprovodnika između teško odopljenih p-tipa i n-tipa poluprovodničkih slojeva. U suprotnosti sa standardnim diodama, ona sadrži ovaj dodatni sloj, koji loše provodi električnu struju, ali je ključan za određene elektroničke primjene. To je kao da imate p-regiju, zatim intrinzičnu regiju, a zatim N-regiju, čime se stvara dioda PIN tipa, a naziv je izveden upravo od toga.

Simbol diode PIN tipa

Konstrukcija diode PIN tipa

Kao što je već objašnjen, dioda PIN tipa ima intrinzični neodopljeni sloj (s visokom otpornosti) smješten između PN spoja, sada ćemo detaljnije pogledati konstrukciju diode.

Dioide PIN tipa se proizvode koristeći Mesa ili Planar strukture. U strukturi Mesa, preodopljene slojevi se dodaju substratu, omogućujući kontrolu nad razinom odoplenja i debljinom sloja. Struktura Planar uključuje odrastanje epitaksijskog sloja na substratu, s p+ regijom formiranom ion implantacijom ili difuzijom.

Funkcioniranje diode PIN tipa

Iako su u operaciji slične regularnim diodama, diode PIN tipa uključuju dodatni intrinzični sloj, što ih čini manje učinkovitim kao rektifikatore, ali izvanrednim za primjene poput prekidača i atenuatora.

Operacija diode PIN tipa pri napajanju unaprijed

Pri napajanju unaprijed, regija iscrpljenja na PN spoju diode PIN tipa smanjuje se, omogućujući protok struje. Ovo smanjenje omogućuje diodi da djeluje kao varijabilni otpornik i razvija visoko električno polje koje ubrzava nosioci naboja, poboljšavajući njenu performansu u visokofrekventnim aplikacijama.

Operacija diode PIN tipa pri obrnutom napajanju

Kada je dioda PIN tipa pod obrnutim napajanjem, širina regije iscrpljenja povećava se. Na određenoj obrnutoj naponskoj razini, cijeli intrinzični sloj će biti osvuken od nosilaca naboja. Taj napon se naziva osvučni napon. Vrijednost je -2V. Koristi se za prekidnu svrhu dok je u obrnutom napajanju.

Karakteristike diode PIN tipa

Na nižoj razini obrnutog napajanja, regija iscrpljenja postaje potpuno iscrpljena. Kapacitet diode PIN tipa postaje neovisan o razini napajanja kada je regija iscrpljenja potpuno iscrpljena. To je zbog toga što je u intrinzičnom sloju vrlo malo neto naboja. Propusnost RF signala je niža nego kod drugih dioda jer je razina kapaciteta obično niža.

Pri napajanju unaprijed, dioda se ponaša kao otpornik umjesto nelinearnog uređaja i ne proizvodi rektifikaciju ili distorziju. Vrijednost otpora ovisi o naponskom napajanju. Dioda PIN tipa koristi se kao RF prekidač ili varijabilni otpornik jer proizvode manje distorzije od normalne diode.

Primjena diode PIN tipa

• RF prekidač

• Visokonaponski rektifikator

• Fotodetektor