L'efecte d'un díode de carbur de silici d'alta potència sobreFotodetector PIN
El díode PIN de carbur de silici d'alta potència sempre ha estat un dels punts de referència en el camp de la investigació de dispositius de potència. Un díode PIN és un díode de cristall construït intercalant una capa de semiconductor intrínsec (o semiconductor amb baixa concentració d'impureses) entre la regió P+ i la regió n+. La i de PIN és una abreviatura anglesa del significat de "intrínsec", perquè és impossible que existeixi un semiconductor pur sense impureses, de manera que la capa I del díode PIN en l'aplicació està més o menys barrejada amb una petita quantitat d'impureses de tipus P o N. Actualment, el díode PIN de carbur de silici adopta principalment una estructura Mesa i una estructura plana.
Quan la freqüència de funcionament del díode PIN supera els 100 MHz, a causa de l'efecte d'emmagatzematge d'unes poques portadores i l'efecte de temps de trànsit a la capa I, el díode perd l'efecte de rectificació i es converteix en un element d'impedància, i el seu valor d'impedància canvia amb la tensió de polarització. A polarització zero o polarització inversa de CC, la impedància a la regió I és molt alta. En la polarització directa de CC, la regió I presenta un estat de baixa impedància a causa de la injecció de portadores. Per tant, el díode PIN es pot utilitzar com a element d'impedància variable. En el camp del control de microones i RF, sovint cal utilitzar dispositius de commutació per aconseguir la commutació de senyals. Especialment en alguns centres de control de senyals d'alta freqüència, els díodes PIN tenen capacitats de control de senyals RF superiors, però també s'utilitzen àmpliament en circuits de canvi de fase, modulació, limitació i altres.
El díode de carbur de silici d'alta potència s'utilitza àmpliament en el camp de la potència a causa de les seves característiques de resistència a la tensió superiors, principalment utilitzat com a tub rectificador d'alta potència. Eldíode PINté una tensió de ruptura crítica inversa VB elevada, a causa de la capa i de baix dopatge al mig que porta la caiguda de tensió principal. Augmentar el gruix de la zona I i reduir la concentració de dopatge de la zona I pot millorar eficaçment la tensió de ruptura inversa del díode PIN, però la presència de la zona I millorarà la caiguda de tensió directa VF de tot el dispositiu i el temps de commutació del dispositiu fins a cert punt, i el díode fet de material de carbur de silici pot compensar aquestes deficiències. El carbur de silici té un camp elèctric de ruptura crítica 10 vegades superior al del silici, de manera que el gruix de la zona I del díode de carbur de silici es pot reduir a una dècima part del tub de silici, tot mantenint una tensió de ruptura elevada, juntament amb la bona conductivitat tèrmica dels materials de carbur de silici, no hi haurà problemes evidents de dissipació de calor, de manera que el díode de carbur de silici d'alta potència s'ha convertit en un dispositiu rectificador molt important en el camp de l'electrònica de potència moderna.
A causa del seu corrent de fuita inversa molt petit i l'alta mobilitat del portador, els díodes de carbur de silici tenen un gran atractiu en el camp de la detecció fotoelèctrica. Un petit corrent de fuita pot reduir el corrent fosc del detector i reduir el soroll; l'alta mobilitat del portador pot millorar eficaçment la sensibilitat del carbur de silici.Detector de PIN(Fotodetector PIN). Les característiques d'alta potència dels díodes de carbur de silici permeten als detectors PIN detectar fonts de llum més fortes i s'utilitzen àmpliament en el camp espacial. S'ha prestat atenció al díode de carbur de silici d'alta potència per les seves excel·lents característiques, i la seva investigació també s'ha desenvolupat molt.
Data de publicació: 13 d'octubre de 2023