Що таке діод PIN?

Що таке діод PIN?

Визначення діода PIN

Діод PIN - це спеціальний тип діода, який має невтравлений внутрішній шар напівпровідника (силикону або германію) між сильно втравленими шарами p-типового і n-типового напівпровідників. На відміну від стандартних діодів, він містить цей додатковий шар, який погано проводить електричний струм, але є необхідним для певних електронних застосувань. Це схоже на те, що є область p, потім внутрішня область, а потім область N, таким чином формуючи діод PIN, звідки й походить його назва.

Символ діода PIN

Конструкція діода PIN

Як уже було пояснено, діод PIN має невтравлений внутрішній шар (з високою опором) розташований між PN-перехрестям, тепер ми детально розглянемо конструкцію діода.

Діоди PIN виготовляються з використанням структур Mesa або Planar. У структурі Mesa до основи додаються попередньо втравлені шари, що дозволяє контролювати рівень втравлення та товщину шарів. У структурі Planar на основу росте епітаксіальний шар, а область p+ утворюється за допомогою іонної імплантації або дифузії.

Принцип роботи діода PIN

Хоча принцип роботи подібний до звичайних діодів, діоди PIN мають додатковий внутрішній шар, що робить їх менш ефективними як прямокутники, але відмінними для застосувань, таких як ключі та аттенюатори.

Робота діода PIN при прямуванні

При прямуванні область запусткування на PN-перехресті діода PIN зменшується, що дозволяє проходження струму. Це зменшення дозволяє діоду діяти як змінний резистор і створює високе електричне поле, що прискорює носії заряду, покращуючи його характеристики у високочастотних застосуваннях.

Робота діода PIN при оберненому напругу

При оберненому напрузі ширина області запусткування збільшується. При певному оберненому напрузі весь внутрішній шар буде очищений від носіїв заряду. Ця напруга називається напругою запущення. Значення становить -2 В. Вона використовується для комутації при оберненому напрузі.

Характеристики діода PIN

При нижчому рівні оберненого напрузу область запусткування повністю запускається. Емісія діода PIN стає незалежною від рівня напруги, коли область запусткування повністю запущена. Це тому, що в внутрішньому шарі дуже мало нетто-заряду. Витечка сигналу RF нижча, ніж у інших діодів, оскільки рівень емісії, як правило, нижчий.

При прямуванні діод діє як резистор, а не як нелінійне пристрою, і не створює прямокутності або спотворення. Значення опору залежить від напруги прямування. Діод PIN використовується як RF-ключ або змінний резистор, оскільки він створює менше спотворень, ніж звичайний діод.

Застосування діода PIN

• RF-ключ

• Високонапружний прямокутник

• Фотодетектор