PIN-диод представляет собой модификацию PN-перехода для определенных приложений. После диод PN-перехода был разработан в 1940-х годах, диод впервые был использован в качестве высокомощного низкочастотного выпрямителя в 1952 году. Наличие внутреннего слоя может значительно увеличить напряжение пробоя при применении высокого напряжения. Этот внутренний слой также предлагает захватывающие свойства, когда устройство работает на высоких частотах в диапазоне радиоволн и микроволн. PIN-диод - это один из видов диодов с нелегированной широкой собственной полупроводниковой областью между полупроводниковой областью P-типа и N-типа. Эти области обычно сильно легированы, поскольку они используются для омических контактов. Более широкая собственная область безразлична к обычному p − n-диоду. Эта область делает диод худшим выпрямителем, но делает его подходящим для быстрых переключателей, аттенюаторов, фотодетекторов и приложений силовой электроники высокого напряжения.

Схема ПИН-диодного чипа

Что такое PIN-диод?

PIN-диод - это один из типов фотодетекторов, используемых для преобразования оптического сигнала в электрический сигнал. PIN-диод состоит из трех областей: P-области, I-области и N-области. Как правило, обе области P и N сильно легированы из-за того, что они используются для омических контактов. Собственная область в диоде отличается от диода с PN переходом. Эта область делает PIN-диод более низким выпрямителем, но делает его подходящим для быстрых переключателей, аттенюаторов, фотодетекторов и применения высоковольтной силовой электроники .

“что такое компьютерный узел ”

PIN-диод

Структура и работа PIN-диода

Термин PIN-диод получил свое название из-за того, что включает в себя три основных слоя. Вместо того, чтобы иметь слой P-типа и слой N-типа, он имеет три слоя, такие как

Слой P-типа
Внутренний слой
Слой N-типа

Принцип работы PIN-диода точно такой же, как и у обычного диода. Основное отличие состоит в том, что область истощения, поскольку она обычно существует между обеими областями P и N в диоде с обратным смещением или без смещения, больше. В любом диоде с PN-переходом область P содержит дырки, так как она была легирована, чтобы гарантировать, что в ней есть большинство дырок. Точно так же N-область была легирована, чтобы удерживать избыточные электроны.

Структура PIN-диода

Слой между областями P и N не включает носителей заряда, так как любые электроны или дырки сливаются. Поскольку обедненная область диода не имеет носителей заряда, он работает как изолятор. Область истощения существует внутри PIN-диода, но если PIN-диод смещен в прямом направлении, то носители попадают в область истощения, и когда два типа носителей объединяются, начинается ток.

Когда PIN-диод подключен в прямом смещении, носители заряда намного выше, чем уровень внутреннего внимания носителей. По этой причине электрическое поле и высокий уровень инжекции глубоко проникают в область. Это электрическое поле способствует ускорению перемещения носителей заряда из области P в N, что приводит к более быстрой работе PIN-диода, что делает его подходящим устройством для высокочастотных операций.

Применение ПИН-диодов

Применение PIN-кода в основном включает следующие области

PIN-диод используется как выпрямитель высокого напряжения. Внутренний слой в диоде обеспечивает разделение между обоими слоями, позволяя допускать более высокие обратные напряжения.
PIN-диод используется как идеальный переключатель радиочастоты. Внутренний слой среди слоев P и N увеличивает пространство между ними. Это также уменьшает емкость между обеими областями, тем самым повышая уровень изоляции при обратном смещении PIN-диода.
PIN-диод используется как фотодетектор для преобразования света в ток, который имеет место в истощающем слое фотодиода, подъем обедненного слоя путем вставки внутреннего слоя увеличивает производительность за счет увеличения объема, в котором происходит изменение света.
Этот диод является идеальным элементом для переключения электроники в приложениях электроники. В основном это полезно для приложений проектирования RF, а также для обеспечения переключающего или ослабляющего элемента в RF-аттенюаторах и RF-переключателях. PIN-диод способен обеспечить гораздо более высокий уровень согласованности, чем реле RF, которые часто являются единственной альтернативой.
Основные применения PIN-диода обсуждаются выше, хотя они также могут применяться в некоторых других областях.

Характеристики ПИН-диода

Характеристики PIN-диода включают следующие

Это соответствует типичному уравнению диода для сигналов малой частоты. На более высоких частотах PIN-диод выглядит примерно как идеальный резистор. Во внутренней области есть набор накопленных зарядов. На малых частотах заряд может быть отключен и диод выключен.

На более высоких частотах не хватает времени для устранения заряда, поэтому PIN-диод никогда не выключается. Диод имеет уменьшенное время обратного восстановления. PIN-диод правильно смещен, поэтому работает как переменный резистор. Это высокочастотное сопротивление может отличаться в широком диапазоне (от 0,1 Ом до 10 кОм в некоторых случаях практический диапазон меньше).

Более широкая внутренняя площадь также означает, что PIN-диод будет иметь низкую емкость при обратном смещении. В этом диоде обедненная область полностью находится во внутренней области. Эта область обеднения намного лучше, чем в PN-диоде, и имеет почти постоянный размер, независимо от обратного смещения, приложенного к PN-диоду.

Это увеличивает количество, в котором пары электрон-дырка могут быть созданы фотоном возникновения. Некоторые фотодетекторы, такие как фото транзисторы фотодиоды с PIN-кодом используют в своей конструкции PIN-переход.

Конструкция PIN-диода имеет некоторые конструктивные недостатки. Увеличение амплитуды собственной области позволяет диоду выглядеть как резистор на малых частотах. Это вредно влияет на время, необходимое для выключения диода и его шунтирующую емкость. Следовательно, важно выбрать устройство с наиболее подходящими свойствами для конкретного использования.

Итак, это все об основах, работе и применении PIN-диодов. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию или реализовать любые электротехнические и электронные проекты , пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова функция PIN-диода?