PIN dioda je změnou PN přechodu pro konkrétní aplikace. Po přechodová dioda PN byl vyvinut v roce 1940, dioda byla poprvé cvičena jako vysoce výkonný usměrňovač, nízkofrekvenční v průběhu roku 1952. Výskyt vnitřní vrstvy může významně zvýšit průrazné napětí pro použití vysokého napětí. Tato vnitřní vrstva také nabízí vzrušující vlastnosti, když zařízení pracuje na vysokých frekvencích v rozsahu rádiových vln a mikrovln. PIN dioda je jeden druh diody s nedopovanou, širokou vnitřní polovodičovou oblastí mezi polovodičovou oblastí typu P a N. Tyto oblasti jsou obvykle silně dotovány, protože se používají pro ohmické kontakty. Širší vnitřní oblast je lhostejnost k běžné p – n diodě. Tato oblast dělá z diody nižší usměrňovač, ale je vhodná pro rychlé spínače, útlumové články, fotodetektory a vysokonapěťové výkonové elektroniky.
Nástin diodového čipu PIN
Co je PIN dioda?
PIN dioda je jeden typ fotodetektoru, který se používá k převodu optického signálu na elektrický signál. PIN dioda se skládá ze tří oblastí, a to P-regionu, I-regionu a N-regionu. Oblasti P a N jsou obvykle silně dotovány, protože se používají pro ohmické kontakty. Vnitřní oblast v diodě je na rozdíl od diody PN. Tato oblast dělá z diody PIN nižší usměrňovač, ale je vhodná pro rychlé spínače, útlumové články, fotodetektory a aplikace vysokonapěťové výkonové elektroniky .
PIN dioda
Struktura a fungování PIN diody
Pojem PIN dioda dostal svůj název podle skutečnosti, která zahrnuje tři hlavní vrstvy. Spíše než jen mít vrstvu typu P a N, má tři vrstvy, jako je
- Vrstva typu P.
- Vnitřní vrstva
- Vrstva typu N.
Princip fungování PIN diody je přesně stejný jako u normální diody. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že oblast vyčerpání, protože ta normálně existuje mezi oběma oblastmi P & N v reverzně předpjaté nebo nezaujaté diodě, je větší. V jakékoli spojovací diodě PN obsahuje oblast P díry, protože byla dotována, aby se zajistilo, že má většinu děr. Podobně byla N-oblast dopována k zadržování přebytečných elektronů.
Struktura PIN diody
Vrstva mezi oblastmi P & N neobsahuje žádné nosiče náboje, protože se slučují jakékoli elektrony nebo díry. Protože oblast vyčerpání diody nemá žádné nosiče náboje, funguje jako izolátor. Oblast vyčerpání existuje v rámci diody PIN, ale pokud je dioda PIN předpjatá dopředu, pak se nosiče dostanou do oblasti vyčerpání a jak se oba typy nosičů spojí, začne tok proudu.
Když je dioda PIN připojena v předpětí, nosiče náboje jsou mnohem vyšší než úroveň vlastní pozornosti nosiče. Z tohoto důvodu elektrické pole a vysoká úroveň vstřikování zasahuje hluboko do oblasti. Toto elektrické pole pomáhá při zrychlení pohybu nosičů náboje z oblasti P do N, což má za následek rychlejší provoz PIN diody, což z něj činí vhodné zařízení pro vysokofrekvenční provoz.
Aplikace PIN diod
Aplikace PIN zahrnují zejména následující oblasti
- PIN dioda se používá jako vysokonapěťový usměrňovač. Vnitřní vrstva v diodě nabízí přepážku mezi oběma vrstvami, což umožňuje tolerovat vyšší zpětné napětí
- PIN dioda se používá jako ideální vysokofrekvenční spínač. Vnitřní vrstva mezi vrstvami P & N zvětšuje prostor mezi nimi. To také snižuje kapacitu mezi oběma oblastmi, čímž se zvyšuje úroveň izolace, když je dioda PIN obráceně předpjata.
- PIN dioda se používá jako a foto detektor převést světlo na proud, který se odehrává ve depleční vrstvě fotodiody, stoupání depleční vrstvy vložením vnitřní vrstvy postupuje výkon zvýšením hlasitosti v místě, kde dochází ke změně světla.
- Tato dioda je ideálním prvkem pro přepínání elektroniky v aplikacích elektroniky. Je to užitečné zejména pro návrhové aplikace RF a také pro zajištění přepínání nebo útlumového prvku ve vysokofrekvenčních tlumičích a RF přepínačích. PIN dioda je schopna poskytnout mnohem vyšší úrovně konzistence než RF relé, která jsou často jedinou další alternativou.
- Výše jsou diskutovány hlavní aplikace PIN diody, i když je lze použít i v některých dalších oblastech
Vlastnosti diody PIN
Vlastnosti diody PIN zahrnují následující
To se řídí typickou diodovou rovnicí pro signály s malou frekvencí. Na vyšších frekvencích se PIN dioda jeví jako přibližně dokonalý rezistor. Ve vnitřní oblasti je sada uloženého náboje. Při malých frekvencích lze nabíjení odpojit a diodu vypnout.
Na vyšších frekvencích není dostatek času k odstranění náboje, takže PIN dioda se nikdy nevypne. Dioda má zkrácenou dobu zpětného zotavení. PIN dioda správně předpjatá, proto funguje jako proměnný rezistor. Tento vysokofrekvenční odpor se může lišit v širokém rozsahu (od 0,1 Ω do 10 kΩ, v některých případech je však praktický rozsah užší).
Širší vnitřní oblast také znamená, že dioda PIN bude mít při obráceném předpětí nízkou kapacitu. V této diodě oblast vyčerpání existuje zcela ve vnitřní oblasti. Tato oblast vyčerpání je mnohem lepší než v PN diodě a téměř konstantní velikosti, nezávisle na zpětném zkreslení aplikovaném na PN diodu.
Tím se zvyšuje množství, kde mohou být páry elektronové díry vytvářeny fotonem výskytu. Některá zařízení pro detekci fotografií mají ráda foto tranzistory a PIN fotodiody používají při své konstrukci spojení PIN.
Konstrukce PIN diody má několik designových kompromisů. Zvyšování velikosti vnitřní oblasti umožňuje, aby se dioda na malých frekvencích jevila jako odpor. Škodlivě ovlivňuje čas potřebný k vypnutí diody a její zkratovací kapacity. Proto je nezbytné zvolit zařízení s nejvhodnějšími vlastnostmi pro konkrétní použití
Jedná se tedy o základy, práci a aplikace PIN diody. Doufáme, že jste tomuto konceptu lépe porozuměli realizovat jakékoli elektrické a elektronické projekty , uveďte své cenné návrhy komentářem v sekci komentářů níže. Zde je otázka, jaká je funkce PIN diody?
