Hva er en PIN-diode?

Hva er en PIN-diode?

Definisjon av PIN-diode

En PIN-diode er en spesifikk type diode som inneholder et ufordøpt intrinsisk halvlederlag av silisium eller germanium mellom de sterkt fordøpte p-type og n-type halvlederlagene. I motsetning til standarddioder inkluderer den dette ekstra laget, som dårlig konduser elektrisk strøm, men er essensielt for visse elektroniske applikasjoner. Det er som å ha et p-område, etterfulgt av et intrinsisk område og deretter et N-område, noe som gjør det til en PIN-diode, og navnet kommer fra dette.

Symbol for PIN-diode

Konstruksjon av en PIN-diode

Som allerede forklart, har en PIN-diode et intrinsisk ufordøpt lag (med høy resistivitet) satt mellom et PN-forbindelse, vi skal nå se nærmere på diodens konstruksjon.

PIN-dioder konstrueres ved hjelp av enten Mesa- eller Planar-strukturer. I Mesa-strukturen legges forhåndsfordøpte lag til substratet, noe som gir kontroll over fordøpningsnivået og lagtykkelsen. I Planar-strukturen vokses et epitaksialt lag på substratet, med p+ region dannet ved ionimplantering eller diffusjon.

Funksjon av PIN-diode

Selv om den likner på vanlige dioder i funksjon, inkluderer PIN-dioder et ekstra intrinsisk lag som gjør dem mindre effektive som rettifikatorer, men utmerket for bruksområder som skruer og dempere.

Foroverforstyrret drift av PIN-diode

I foroverforstyrrelse minker uttømmelsesregionen ved PIN-diodes PN-forbindelse, noe som tillater strømflyt. Denne reduksjonen lar dioden fungere som en variabel motstand og utvikle et sterk elektrisk felt som akselererer ladningsbærere, noe som forbedrer dens ytelse i høyfrekvensapplikasjoner.

Bakoverforstyrret drift av PIN-diode

Når PIN-diode er bakoverforstyrt, øker bredden på uttømmelsesregionen. Ved en bestemt bakoverforstyrrelsespenning vil hele det intrinsiske laget bli ryddet for ladningsbærere. Denne penningen kalles for swept in voltage. Verdien er -2V. Den brukes for skruformål under bakoverforstyrrelse.

Egenskaper ved PIN-diode

Ved lavere nivå av bakoverforstyrrelse blir uttømmelseslaget fullstendig uttømt. Kapasitansen til PIN-diode blir uavhengig av forstyrrelsesnivået når uttømmelseslaget er fullstendig uttømt. Dette er fordi det er svært lite nettoladning i det intrinsiske laget. Leckasje av RF-signal er lavere enn andre dioder fordi kapasitansnivået typisk er lavere.

I foroverforstyrrelse oppfører dioden seg mer som en motstand enn et ikke-lineært enhet og produserer ingen rettifikasjon eller forvrengning. Verdiene for motstanden avhenger av forstyrrelsespenningen. PIN-diode brukes som RF-skru eller variabel motstand da de produserer mindre forvrengning enn en normal diode.

Anvendelse av PIN-diode

• RF-skru

• Høyspenningsrettifierer

• Fotodetektor