PIN-diood on teatud rakenduste PN-ristmiku muudatus. Pärast PN-ristmiku diood töötati välja 1940. aastatel, dioodi kasutati esmakordselt suure võimsusega alalisvoolu alalisvooluna 1952. aastal. Sisemise kihi esinemine võib kõrgepinge rakendamisel märkimisväärselt suurendada purunemispinge. See sisemine kiht pakub põnevaid omadusi ka siis, kui seade töötab kõrgel sagedusel raadiolainete ja mikrolaineahju vahemikus. PIN-diood on ühte tüüpi diood, millel on P-tüüpi ja N-tüüpi pooljuhtide piirkonna vahel avamata sisemine pooljuhtpiirkond. Need piirkonnad on tavaliselt tugevalt legeeritud, kuna neid kasutatakse oomi kontaktide jaoks. Laiem sisemine piirkond on ükskõiksus tavalise p – d-dioodi suhtes. See piirkond muudab dioodi halvemaks alaldiks, kuid see sobib kiirete lülitite, summutite, fotodetektorite ja kõrgepingeelektroonika rakenduste jaoks.
PIN-dioodikiibi ülevaade
Mis on PIN-diood?
PIN-diood on ühte tüüpi fotodetektor, mida kasutatakse optilise signaali muundamiseks elektriliseks signaaliks. PIN-diood koosneb kolmest piirkonnast, nimelt P-piirkonnast, I-piirkonnast ja N-piirkonnast. Tavaliselt on nii P- kui ka N-piirkond tugevalt legeeritud, kuna neid kasutatakse oomi kontaktide jaoks. Dioodi sisemine piirkond on vastupidiselt PN-ühendusdioodile. See piirkond muudab PIN-dioodi alumiseks alaldiks, kuid see sobib kiirete lülitite, summutite, fotodetektorite ja kõrgepingeelektroonika rakendused .
PIN-diood
PIN-dioodi struktuur ja töö
Termin PIN-diood saab oma nime sellest, et see sisaldab kolme peamist kihti. Selle asemel, et omada lihtsalt P- ja N-tüüpi kihti, on sellel kolm kihti nagu
- P-tüüpi kiht
- Sisemine kiht
- N-tüüpi kiht
PIN-dioodi tööpõhimõte on täpselt sama mis tavalisel dioodil. Peamine erinevus seisneb selles, et ammendumispiirkond on suurem, kuna see on tavaliselt nii kallutatud kui ka erapooletu dioodi P & N piirkonna vahel. Igas PN ristmikdioodis sisaldab P piirkond auke, kuna see on legeeritud, et veenduda, et sellel on enamus auke. Samamoodi on N-piirkond dopinguga liigsete elektronide hoidmiseks.
PIN-dioodi struktuur
P & N piirkondade vaheline kiht ei sisalda laengukandjaid, kuna elektronid või augud ühinevad. Kuna dioodi tühjenemispiirkonnas pole laengukandjaid, töötab see isolaatorina. Tühjenduspiirkond eksisteerib PIN-dioodis, kuid kui PIN-diood on ettepoole kallutatud, siis kandjad jõuavad ammendumispiirkonda ja kui kaks kandjatüüpi kokku saavad, algab voolu voog.
Kui PIN-diood on ühendatud ettepoole kallutatult, on laengukandjad sisemise kandja tähelepanu tasemest palju kõrgemad. Sel põhjusel ulatub elektriväli ja kõrgel tasemel sissepritsetase piirkonda sügavalt. See elektriväli aitab kiirendada laengukandjate liikumist P-st N-piirkonda, mis põhjustab PIN-dioodi kiiremat töötamist, muutes selle sobivaks seadeks kõrgsageduslikeks toiminguteks.
PIN-dioodide rakendused
PIN-i rakendused hõlmavad peamiselt järgmisi valdkondi
- PIN-dioodi kasutatakse kõrgepinge alaldina. Dioodi sisemine kiht pakub mõlema kihi vahelist vaheseina, võimaldades taluda suuremat vastupidist pinget
- PIN-dioodi kasutatakse ideaalse raadiosageduslülitina. Sisemine kiht P & N kihtide vahel suurendab nende vahelist ruumi. See vähendab ka mahtuvust mõlema piirkonna vahel, tõstes seeläbi isolatsiooni taset, kui PIN-diood on vastupidine.
- PIN-dioodi kasutatakse a fotodetektor valguse muundamiseks fotodioodi ammendumiskihis toimuvaks vooluks, sisemise kihi sisestamise teel ammendumiskihi tõstmine edendab jõudlust, suurendades helitugevust valguse muutumise kohas.
- See diood on ideaalne element elektroonika vahetamiseks elektroonika rakendustes. See on peamiselt kasulik raadiosageduslike kujundusrakenduste jaoks ning ka RF-summutite ja raadiosageduslülitite lülitite või nõrgendavate elementide pakkumiseks. PIN-diood on võimeline tagama palju suurema konsistentsi kui RF-releed, mis on sageli ainus alternatiiv.
- PIN-dioodi peamisi rakendusi käsitletakse ülalpool, ehkki neid saab rakendada ka mõnes muus piirkonnas
PIN-dioodi omadused
PIN-dioodi omadused hõlmavad järgmist
See järgib väikeste sagedussignaalide tüüpilist dioodi võrrandit. Kõrgematel sagedustel näib PIN-diood olevat umbes täiuslik takisti. Sisemises piirkonnas on kogum salvestatud laenguid. Väikestel sagedustel saab laengu lahti ühendada ja dioodi välja lülitada.
Kõrgematel sagedustel pole piisavalt aega laadimise kõrvaldamiseks, mistõttu PIN-diood ei lülitunud kunagi välja. Dioodil on vähendatud vastupidine taastumisaeg. Korralikult kallutatud PIN-diood toimib seetõttu muutuva takistina. See kõrgsageduslik takistus võib laias vahemikus erineda (vahemikus 0,1 Ω-10 kΩ, mõnel juhul on praktiline vahemik siiski väiksem).
Laiem sisemine ala tähendab ka seda, et PIN-dioodil on vastupidises kallutatuses madal mahtuvus. Selles dioodis eksisteerib ammendumispiirkond täielikult sisemises piirkonnas. See ammendumispiirkond on palju parem kui PN-dioodil ja peaaegu konstantses suuruses, sõltumata PN-dioodile rakendatud vastupidisest eelhäälest.
See suurendab kogust, kus esinemisfotoon võib toota elektronauguaare. Mõni fotodetektori seade meeldib fototransistorid ja PIN-fotodioodid kasutavad oma konstruktsioonis PIN-ristmikku.
PIN-dioodi disainil on mõned kompromissid. Sisemise piirkonna suuruse suurendamine võimaldab dioodil väikeste sageduste korral paista nagu takisti. See mõjutab kahjulikult dioodi ja selle šundi mahtuvuse väljalülitamiseks kuluvat aega. Seetõttu on hädavajalik valida konkreetse kasutuse jaoks kõige sobivamate omadustega seade
Seega on see kõik PIN-dioodi põhitõdede, töö ja rakenduste kohta. Loodame, et olete sellest kontseptsioonist paremini aru saanud või ellu viia mis tahes elektri- ja elektroonikaprojekte , esitage palun oma väärtuslikud ettepanekud, kommenteerides allolevas kommentaaride osas. Siin on teile küsimus, mis on PIN-dioodi funktsioon?
