Kas ir PIN diode?

Kas ir PIN diode?

PIN diodes definīcija

PIN diode ir specifisks diodu tips, kas ietver nedopētu intrīnšu poluprovadītāja slāni (silicijs vai germanijs) starp smagi dopētiem p-tipa un n-tipa poluprovadītāju slāņiem. Atšķirībā no standarta diodām tā ietver šo papildu slāni, kas slikti ved elektrisku strāvu, bet ir būtisks dažādām elektronikas lietojumiem. Tas ir kā p reģions, sekotais ar intrīnšu reģionu un pēc tam N reģions, veidojot PIN diodu, no kura izriet tā nosaukums.

PIN diodes simbols

PIN diodes konstrukcija

Kā jau tika minēts, PIN dioda ietver nedopētu intrīnšu slāni (ar augstu pretspīdību), kas atrodas starp PN savienojumu, tagad mēs aplūkosim diodes konstrukciju detalizēti.

PIN diodes tiek izgatavotas, izmantojot Mesa vai Planāras struktūras. Mesa struktūrā substrātam tiek pievienoti priekšlaicīgi dopēti slāņi, ļaujot kontrolēt dopēšanas līmeni un slāņu biezumu. Planārā struktūrā epitaļslānis tiek augstināts uz substrāta, ar p+ reģionu, kas tiek veidots jonu implantācijas vai difūzijas metodi.

PIN diodes darbība

Lai arī PIN diodes darbojas līdzīgi parastajām diodām, tās ietver papildu intrīnšu slāni, kas padara tās mazāk efektīvas kā retifikatorus, bet izcilas lietojumos, piemēram, kā pārslēdzēji un attiecinātāji.

PIN diodes darbība priekšvietā

Priekšvietā PIN diodes PN savienojuma iznīcināšanas zona samazinās, ļaujot strāvas plūsmu. Šis samazinājums ļauj diodei darboties kā maināmajam rezistoram un izveidot augsto elektromagnētisko lauku, kas paātrina lādiņus, uzlabojot to darbību augstfrekvences lietojumos.

PIN diodes darbība aizvietā

Aizvietā PIN diodes iznīcināšanas zona palielinās. Pie noteiktas aizvietas sprieguma vērtības vesels intrīnšu slānis tiks notīrīts no lādiņiem. Šis spriegums tiek saukts par notīrīšanas spriegumu. Tā vērtība ir -2V. Tā tiek izmantota pārslēdzēšanas nolūkos aizvietā.

PIN diodes īpašības

Zemāka aizvietas sprieguma līmenī iznīcināšanas zona pilnībā tiek iznīcināta. PIN diodes kapacitance kļūst neatkarīga no aizvietas līmeņa, kad iznīcināšanas zona ir pilnībā iznīcināta. Tas notiek tāpēc, ka intrīnšu slānī ir ļoti maza neto lādiņu daudzums. RF signāla trīkšana ir zemāka nekā citās diodās, jo kapacitance līmenis parasti ir zemāks.

Priekšvietā diode darbojas kā rezistors, nevis kā nelīniskais ierīce, un neretificē un nerada distorciju. Rezistora vērtība atkarīga no aizvietas sprieguma. PIN diode tiek izmantota kā RF pārslēdzējs vai maināmā rezistors, jo tā rada mazāk distorciju nekā parasta diode.

PIN diodes lietojums

• RF pārslēdzējs

• Augsta sprieguma retifikators

• Fotodetektors