Diode PIN là một sự thay đổi của điểm nối PN cho các ứng dụng cụ thể. Sau diode tiếp giáp PN được phát triển vào năm 1940, lần đầu tiên diode được sử dụng như một bộ chỉnh lưu công suất cao, tần số thấp vào năm 1952. Sự xuất hiện của lớp nội tại có thể làm tăng đáng kể điện áp đánh thủng đối với ứng dụng của điện áp cao. Lớp nội tại này cũng cung cấp các đặc tính thú vị khi thiết bị hoạt động ở tần số cao trong dải sóng vô tuyến và vi sóng. Diode PIN là một loại diode có vùng bán dẫn nội tại rộng, không mở rộng giữa vùng bán dẫn loại P và loại N. Những vùng này thường được pha tạp nhiều vì chúng được sử dụng cho các tiếp điểm Ohmic. Vùng nội tại rộng hơn là sự thờ ơ với một diode p-n thông thường. Vùng này làm cho diode trở thành một bộ chỉnh lưu kém hơn nhưng nó thích hợp cho các bộ chuyển mạch nhanh, bộ suy hao, bộ dò ảnh và các ứng dụng điện tử công suất cao.
Sơ lược về chip Diode PIN
Diode PIN là gì?
Diode PIN là một loại máy dò ảnh, được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện. Diode PIN bao gồm ba vùng, đó là vùng P, vùng I và vùng N. Thông thường, cả vùng P và N đều bị pha tạp nhiều do chúng được sử dụng cho các tiếp điểm Ohmic. Vùng nội tại của diode trái ngược với diode tiếp giáp PN. Vùng này làm cho diode PIN trở thành một bộ chỉnh lưu thấp hơn, nhưng nó thích hợp cho các bộ chuyển mạch nhanh, bộ suy hao, bộ dò ảnh và ứng dụng của điện tử công suất cao .
Diode PIN
Cấu trúc và hoạt động của Diode PIN
Thuật ngữ diode PIN được đặt tên vì nó bao gồm ba lớp chính. Thay vì chỉ có một lớp kiểu P và một lớp kiểu N, nó có ba lớp như
- Lớp loại P
- Lớp nội tại
- Lớp kiểu N
Nguyên lý hoạt động của diode PIN giống hệt như diode bình thường. Sự khác biệt chính là vùng cạn kiệt, bởi vì vùng đó thường tồn tại giữa cả hai vùng P & N trong một diode phân cực ngược hoặc không phân cực lớn hơn. Trong bất kỳ diode tiếp giáp PN nào, vùng P chứa các lỗ vì nó đã được pha tạp chất để đảm bảo rằng nó có phần lớn các lỗ. Tương tự như vậy, vùng N đã được pha tạp để giữ các electron dư thừa.
Cấu trúc của Diode PIN
Lớp giữa vùng P & N không bao gồm hạt mang điện vì bất kỳ electron hoặc lỗ trống nào hợp nhất Vì vùng cạn kiệt của điốt không có hạt mang điện nên nó hoạt động như một chất cách điện. Vùng cạn kiệt tồn tại trong một diode PIN, nhưng nếu diode PIN được phân cực thuận, thì các sóng mang sẽ đi vào vùng cạn kiệt và khi hai loại sóng mang kết hợp với nhau, dòng điện sẽ bắt đầu.
Khi diode PIN được kết nối theo phân cực thuận, các sóng mang điện tích cao hơn rất nhiều so với mức độ chú ý của sóng mang nội tại. Vì lý do này, điện trường và mức phun cao mở rộng sâu vào khu vực. Điện trường này hỗ trợ tăng tốc độ di chuyển của các hạt mang điện từ vùng P đến N, điều này dẫn đến hoạt động nhanh hơn của diode PIN, làm cho nó trở thành một thiết bị thích hợp cho các hoạt động tần số cao.
Các ứng dụng của điốt PIN
Các ứng dụng của mã PIN chủ yếu bao gồm các lĩnh vực sau
- Diode PIN được sử dụng như một bộ chỉnh lưu điện áp cao. Lớp nội tại trong diode cung cấp một phân vùng giữa cả hai lớp, cho phép chịu được điện áp ngược cao hơn
- Diode PIN được sử dụng như một công tắc tần số vô tuyến lý tưởng. Lớp nội tại giữa các lớp P & N làm tăng không gian giữa chúng. Điều này cũng làm giảm điện dung giữa cả hai vùng, do đó nâng cao mức độ cách ly khi diode PIN bị phân cực ngược.
- Diode PIN được sử dụng làm máy dò ảnh để chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện diễn ra trong lớp suy giảm của một diode quang, việc tăng lớp suy giảm bằng cách chèn lớp bên trong sẽ tăng hiệu suất bằng cách tăng âm lượng ở nơi xảy ra sự thay đổi ánh sáng.
- Diode này là một phần tử lý tưởng để cung cấp chuyển mạch điện tử trong các ứng dụng của điện tử. Nó chủ yếu hữu ích cho các ứng dụng thiết kế RF và cũng để cung cấp chuyển mạch, hoặc một phần tử suy giảm trong bộ suy hao RF và chuyển mạch RF. Diode PIN có khả năng cung cấp mức độ nhất quán cao hơn nhiều so với rơ le RF thường là giải pháp thay thế duy nhất khác.
- Các ứng dụng chính của diode PIN đã được thảo luận ở trên, mặc dù chúng cũng có thể được áp dụng trong một số lĩnh vực khác
Đặc điểm của Diode PIN
Các đặc điểm của diode PIN bao gồm những điều sau
Điều này tuân theo phương trình diode điển hình cho các tín hiệu tần số nhỏ. Ở tần số cao hơn, diode PIN xuất hiện giống như một điện trở gần như hoàn hảo. Có một tập hợp điện tích được lưu trữ trong vùng nội tại. Ở tần số nhỏ, điện tích có thể được tách ra và diode TẮT.
Ở tần số cao hơn, không có đủ thời gian để loại bỏ điện tích, vì vậy diode PIN không bao giờ TẮT. Diode có thời gian khôi phục ngược giảm. Một diode PIN được phân cực đúng, do đó hoạt động như một biến trở. Điện trở tần số cao này có thể khác nhau trong một phạm vi rộng (mặc dù vậy, từ 0,1 Ω-10 kΩ trong một số trường hợp, phạm vi thực tế nhỏ hơn).
Vùng nội tại rộng hơn cũng có nghĩa là diode PIN sẽ có điện dung thấp khi được phân cực ngược. Trong diode này, vùng suy giảm tồn tại hoàn toàn trong vùng nội tại. Vùng suy giảm này tốt hơn nhiều so với trong diode PN và kích thước gần như không đổi, không phụ thuộc vào phân cực ngược được áp dụng cho diode PN.
Điều này làm tăng số lượng các cặp electron-lỗ trống có thể được tạo ra bởi một photon xuất hiện. Một số thiết bị dò ảnh như bóng bán dẫn ảnh và điốt quang PIN sử dụng điểm nối PIN trong cấu trúc của chúng.
Thiết kế của diode PIN có một số điểm cân bằng trong thiết kế. Việc tăng cường độ của vùng nội tại cho phép diode xuất hiện giống như một điện trở ở tần số nhỏ. Nó ảnh hưởng có hại đến thời gian cần thiết để tắt diode và điện dung shunt của nó. Vì vậy, điều cần thiết là phải chọn một thiết bị có các đặc tính phù hợp nhất cho một mục đích sử dụng cụ thể
Vì vậy, đây là tất cả những điều cơ bản về diode PIN, cách làm việc và ứng dụng. Chúng tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về khái niệm này hoặc thực hiện bất kỳ dự án điện và điện tử nào , hãy đóng góp ý kiến quý báu của bạn bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi cho bạn, chức năng của diode PIN là gì?
