Wpływ diody z węglika krzemu dużej mocy naFotodetektor PIN
Diody PIN z węglika krzemu dużej mocy zawsze były jednym z najgorętszych tematów w dziedzinie badań nad urządzeniami mocy. Dioda PIN to dioda krystaliczna zbudowana poprzez umieszczenie warstwy półprzewodnika samoistnego (lub półprzewodnika o niskim stężeniu domieszek) pomiędzy obszarem P+ a obszarem n+. Litera „i” w słowie PIN to angielski skrót oznaczający „wewnętrzny”, ponieważ nie istnieje czysty półprzewodnik bez domieszek, dlatego warstwa I diody PIN w danym zastosowaniu jest w mniejszym lub większym stopniu zmieszana z niewielką ilością domieszek typu P lub N. Obecnie diody PIN z węglika krzemu wykorzystują głównie strukturę Mesa i strukturę płaską.
Gdy częstotliwość robocza diody PIN przekracza 100 MHz, ze względu na efekt akumulacji kilku nośnych i efekt czasu przejścia w warstwie I, dioda traci efekt prostowania i staje się elementem impedancji, a jej wartość impedancji zmienia się wraz z napięciem polaryzacji. Przy zerowym napięciu polaryzacji lub polaryzacji zaporowej prądu stałego impedancja w obszarze I jest bardzo wysoka. Przy polaryzacji w kierunku przewodzenia prądu stałego obszar I wykazuje stan niskiej impedancji z powodu wstrzykiwania nośnych. Dlatego dioda PIN może być stosowana jako element o zmiennej impedancji. W dziedzinie sterowania mikrofalami i częstotliwościami radiowymi często konieczne jest stosowanie elementów przełączających w celu uzyskania przełączania sygnału, szczególnie w niektórych centrach sterowania sygnałami o wysokiej częstotliwości. Diody PIN charakteryzują się doskonałymi możliwościami sterowania sygnałem RF, ale są również szeroko stosowane w układach przesunięcia fazowego, modulacji, ograniczania i innych.
Dioda z węglika krzemu dużej mocy jest szeroko stosowana w energetyce ze względu na swoje doskonałe właściwości rezystancyjne, głównie jako lampa prostownicza dużej mocy.Dioda PINPosiada wysokie krytyczne napięcie przebicia wstecznego VB, ze względu na niską warstwę domieszkowania „i” w środku, przenoszącą główny spadek napięcia. Zwiększenie grubości strefy I i zmniejszenie stężenia domieszkowania w strefie I może skutecznie poprawić napięcie przebicia wstecznego diody PIN, ale obecność strefy I poprawi spadek napięcia przewodzenia VF całego urządzenia i czas przełączania urządzenia do pewnego stopnia, a dioda wykonana z węglika krzemu może zrekompensować te niedobory. Węglik krzemu ma 10-krotnie większe krytyczne pole elektryczne przebicia niż krzem, dzięki czemu grubość strefy I diody z węglika krzemu można zmniejszyć do jednej dziesiątej grubości rurki krzemowej, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego napięcia przebicia. W połączeniu z dobrą przewodnością cieplną materiałów z węglika krzemu, nie wystąpią oczywiste problemy z rozpraszaniem ciepła, dlatego diody z węglika krzemu dużej mocy stały się bardzo ważnym urządzeniem prostowniczym w dziedzinie nowoczesnej elektroniki mocy.
Ze względu na bardzo mały prąd upływu wstecznego i wysoką ruchliwość nośników, diody z węglika krzemu cieszą się dużym zainteresowaniem w dziedzinie detekcji fotoelektrycznej. Mały prąd upływu może zmniejszyć prąd ciemny detektora i zredukować szumy. Wysoka ruchliwość nośników może skutecznie poprawić czułość węglika krzemu.Detektor PIN-u(Fotodetektor PIN). Wysoka moc diod z węglika krzemu umożliwia detektorom PIN wykrywanie silniejszych źródeł światła i jest szeroko stosowana w dziedzinie badań kosmicznych. Diody z węglika krzemu dużej mocy cieszą się dużym zainteresowaniem ze względu na swoje doskonałe właściwości, a badania nad nimi również zostały szeroko rozwinięte.
Czas publikacji: 13 października 2023 r.