Mi az a PIN diód?
Mi az a PIN diód?
PIN diód definíció
A PIN diód egy specifikus típusú diód, amelyben egy nedvesítetlen intrinszikus szemiconduktr réteg található a szilícium vagy germanium között, a sűrűen nedvesített p-típusú és n-típusú szemiconduktr rétegek között. A szabványos diódoktól eltérően ez a további réteg alacsony feszültségű áramot vezet, de bizonyos elektronikai alkalmazásokban létfontosságú. Úgy mintha lenne egy p régió, amit követ egy intrinszikus régió, majd egy N régió, így kialakul a PIN diód, és ebből ered a neve is.
PIN diód szimbóluma
PIN diód szerkezete
Mint már korábban említettük, a PIN diód egy nedvesítetlen intrinszikus réteggel (ami nagy ellenállású) rendelkezik a PN csomópont között. Most részletesebben foglalkozunk a diód szerkezetével.
A PIN diódok Mesa vagy Planar szerkezetekkel készülnek. A Mesa szerkezetben előre nedvesített rétegeket adnak hozzá az alaplapra, ami lehetővé teszi a nedvesítési szint és a réteg vastagság ellenőrzését. A Planar szerkezetben epitaxiális réteget növesztnek az alaplapra, a p+ régiót ionimplantációval vagy diffúzióval formálják.
A PIN diód működése
Bár a működésük hasonló a szabványos diódokhoz, a PIN diódok egy extra intrinszikus réteggel rendelkeznek, ami kevésbé hatékonyvá teszi őket mint rektifikátorok, de kiválóan alkalmasak olyan alkalmazásokra, mint például kapcsolók és dämpelők.
A PIN diód előre irányított működése
Előre irányított működés esetén a PIN diód PN csomópontjának kiürítési rétege csökken, ami lehetővé teszi az áramáramlást. Ez a csökkenés lehetővé teszi, hogy a diód változó ellenállásként működjön, és magas elektromos mezőt kialakítson, ami a töltéscserekrők gyorsítását segíti, és javítja a teljesítményét a magas frekvenciás alkalmazásokban.
A PIN diód hátra irányított működése
Hátra irányított működés esetén a PIN diód PN csomópontjának kiürítési rétegének szélessége növekszik. Bizonyos hátra irányított feszültség mellett a teljes intrinszikus réteg tisztul a töltéscserekről. Ez a feszültség a "swept in voltage" néven ismert, és -2V értékű. Ezt a módust kapcsolói célokra használják hátra irányított állapotban.
A PIN diód jellemzői
Alacsonyabb hátra irányított feszültségnél a kiürítési réteg teljesen kiürül. A PIN diód kapacitása független lesz a feszültségtől, miután a kiürítési réteg teljesen kiürült. Ez azért van, mert nagyon kevés nettó töltés van az intrinszikus rétegben. Az RF jel szivárgása alacsonyabb, mint más diódoknál, mert a kapacitás szintje általában alacsonyabb.
Előre irányított állapotban a diód inkább ellenállásként viselkedik, mint nemlineáris eszközként, és nem okoz rektifikációt vagy torzítást. Az ellenállás értéke a feszültségtől függ. A PIN diódokat RF kapcsolóként vagy változó ellenállásként használják, mert kevesebb torzítást okoznak, mint a normál diódok.
A PIN diód alkalmazásai
RF kapcsoló
Magas feszültségű rektifikátor
Fénydetektor
