PIN-dioda je promjena PN-spoja za određene primjene. Nakon dioda PN-spoja razvijena je 1940-ih godina, dioda je prvi put primijenjena kao ispravljač velike snage, niskofrekventni tijekom 1952. godine. Pojava unutarnjeg sloja može značajno povećati probojni napon za primjenu visokog napona. Ovaj unutarnji sloj također nudi uzbudljiva svojstva kada uređaj radi na visokim frekvencijama u rasponu radio valova i mikrovalnih pećnica. PIN dioda je jedna vrsta diode s nedopiranim, širokim unutarnjim poluvodičkim područjem između područja poluvodiča P-tipa i N-tipa. Ta su područja obično jako dopirana jer se koriste za omičke kontakte. Šira unutarnja regija je ravnodušnost prema običnoj p-n diodi. Ovo područje čini diodu lošim ispravljačem, ali je čini prikladnom za brze prekidače, atenuatore, fotodetektore i visokonaponske energetske elektronike.
Obrisi PIN diodnog čipa
Što je PIN dioda?
PIN dioda je jedna vrsta foto detektora, koja se koristi za pretvaranje optičkog signala u električni signal. PIN dioda sastoji se od tri regije, i to P-regije, I-regije i N-regije. Tipično su i P i N područja jako dopirana jer se koriste za omičke kontakte. Suštinsko područje u diodi je za razliku od PN spojne diode. Ovo područje čini PIN diodu nižim ispravljačem, ali je čini prikladnom za brze prekidače, atenuatore, fotodetektore i primjena visokonaponske energetske elektronike .
PIN dioda
Građa i rad PIN diode
Pojam PIN dioda ime je dobio po tome što uključuje tri glavna sloja. Umjesto da ima samo sloj P-tipa i N-tipa, on ima tri sloja kao što su
- Sloj tipa P
- Unutarnji sloj
- Sloj N-tipa
Princip rada PIN diode potpuno je jednak normalnoj diodi. Glavna je razlika u tome što je područje iscrpljivanja, jer to obično postoji između obje P & N regije u obrnuto pristranoj ili nepristranoj diodi, veće. U bilo kojoj diodi PN spoja, P područje sadrži rupe kako je dopirano kako bi se osiguralo da ima većinu rupa. Isto tako N-regija je dopirana da zadrži višak elektrona.
Struktura PIN diode
Sloj između P&N područja ne sadrži nosače naboja jer se bilo koji elektroni ili rupe spajaju Kako područje iscrpljivanja diode nema nosače naboja, radi kao izolator. Područje iscrpljivanja postoji unutar PIN diode, ali ako je PIN dioda pristrana, naprijed nosači dolaze u područje iscrpljivanja i kad se dvije vrste nosača spoje, započet će protok struje.
Kada je PIN dioda spojena unaprijed pristrano, nosači naboja su mnogo veći od razine pozornosti vlastitog nosača. Iz tog razloga električno polje i razina ubrizgavanja na visokoj razini duboko se protežu u regiji. Ovo električno polje pomaže u ubrzavanju pomicanja nosača naboja iz P u N područje, što rezultira bržim radom PIN diode, što ga čini prikladnim uređajem za rad visoke frekvencije.
Primjena PIN dioda
Primjene PIN-a uglavnom uključuju sljedeća područja
- PIN dioda se koristi kao visokonaponski ispravljač. Unutarnji sloj diode nudi pregradu između oba sloja, što omogućuje toleriranje većih reverznih napona
- PIN dioda koristi se kao idealan prekidač za radio frekvenciju. Unutarnji sloj među slojevima P&N povećava prostor između njih. To također smanjuje kapacitivnost između obje regije, čime se podiže razina izolacije kada je PIN dioda obrnuto pristrana.
- PIN dioda koristi se kao foto detektor za pretvaranje svjetlosti u struju koja se odvija u sloju iscrpljenosti foto diode, porast sloja iscrpljivanja umetanjem unutarnjeg sloja napreduje performanse povećavanjem glasnoće u mjestu gdje dolazi do promjene svjetlosti.
- Ova je dioda idealan element za prebacivanje elektronike u primjeni elektronike. Uglavnom je koristan za RF dizajnerske aplikacije, a također i za osiguravanje prebacivanja ili prigušnog elementa u RF prigušivačima i RF prekidačima. PIN dioda može dati mnogo više razine dosljednosti od RF releja koji su često jedina druga alternativa.
- O glavnim primjenama PIN diode govori se u gore navedenom, iako se mogu primijeniti i u nekim drugim područjima
Karakteristike PIN diode
Karakteristike PIN diode uključuju sljedeće
To se pokorava tipičnoj jednadžbi dioda za male frekvencijske signale. Na višim frekvencijama, PIN dioda izgleda poput približno savršenog otpora. Postoji skup pohranjenog naboja u suštinskom području. Na malim frekvencijama punjenje se može odvojiti i isključiti diodu.
Na višim frekvencijama nema dovoljno vremena za uklanjanje punjenja, pa se PIN dioda nikada nije ISKLJUČILA. Dioda ima smanjeno vrijeme povratnog oporavka. PIN dioda pravilno pristrana, stoga djeluje kao promjenjivi otpor. Ovaj visokofrekventni otpor može se razlikovati u širokom rasponu (od 0,1 Ω-10 kΩ u nekim slučajevima, međutim, praktični raspon je manji).
Šire unutarnje područje također znači da će PIN dioda imati mali kapacitet kad je obrnuto pristrana. U ovoj diodi područje iscrpljivanja postoji u potpunosti u intrinzičnom području. Ovo je područje iscrpljenja mnogo bolje nego kod PN-diode i gotovo je konstantne veličine, neovisno o obrnutom pristranosti primijenjenom na PN-diodu.
To povećava količinu gdje parovi elektronskih rupa mogu nastati pojavom fotona. Neki uređaji za otkrivanje fotografija poput foto tranzistori i PIN fotodiode koriste PIN spoj u svojoj konstrukciji.
Dizajn PIN-diode ima određenih kompromisa. Povećavanje veličina vlastitog područja omogućuje diodi da se na manjim frekvencijama čini poput otpora. Štetno utječe na vrijeme potrebno za isključivanje diode i na njen ranžirni kapacitet. Stoga je neophodno odabrati uređaj s najprikladnijim svojstvima za određenu uporabu
Dakle, ovdje se radi o osnovama PIN-dioda, radu i aplikacijama. Nadamo se da ste bolje razumjeli ovaj koncept ili da provoditi bilo kakve električne i elektroničke projekte , dajte svoje vrijedne prijedloge komentirajući u odjeljku za komentare u nastavku. Evo pitanja za vas, koja je funkcija PIN diode?
