O efeito do diodo de carboneto de silício de alta potência no fotodetector PIN

O efeito do diodo de carboneto de silício de alta potência emFotodetector PIN

O diodo PIN de carboneto de silício de alta potência sempre foi um dos destaques na pesquisa de dispositivos de potência. Um diodo PIN é um diodo de cristal construído intercalando uma camada de semicondutor intrínseco (ou semicondutor com baixa concentração de impurezas) entre a região P+ e a região n+. O i em PIN é uma abreviação em inglês para o significado de "intrínseco", pois é impossível existir um semicondutor puro sem impurezas, portanto, a camada I do diodo PIN na aplicação é mais ou menos misturada com uma pequena quantidade de impurezas do tipo P ou N. Atualmente, o diodo PIN de carboneto de silício adota principalmente a estrutura Mesa e a estrutura plana.

Quando a frequência de operação do diodo PIN excede 100 MHz, devido ao efeito de armazenamento de algumas portadoras e ao efeito do tempo de trânsito na camada I, o diodo perde o efeito de retificação e se torna um elemento de impedância, e seu valor de impedância muda com a tensão de polarização. Em polarização zero ou polarização reversa CC, a impedância na região I é muito alta. Em polarização direta CC, a região I apresenta um estado de baixa impedância devido à injeção de portadora. Portanto, o diodo PIN pode ser usado como um elemento de impedância variável. No campo de controle de micro-ondas e RF, é frequentemente necessário usar dispositivos de comutação para obter a comutação de sinal, especialmente em alguns centros de controle de sinal de alta frequência. Os diodos PIN têm capacidades superiores de controle de sinal de RF, mas também são amplamente utilizados em deslocamento de fase, modulação, limitação e outros circuitos.

O diodo de carboneto de silício de alta potência é amplamente utilizado na área de energia devido às suas características superiores de resistência à tensão, sendo usado principalmente como tubo retificador de alta potência.Diodo PINtem uma alta tensão de ruptura crítica reversa VB, devido à baixa camada de dopagem i no meio que carrega a queda de tensão principal. Aumentar a espessura da zona I e reduzir a concentração de dopagem da zona I pode efetivamente melhorar a tensão de ruptura reversa do diodo PIN, mas a presença da zona I melhorará a queda de tensão direta VF de todo o dispositivo e o tempo de comutação do dispositivo até certo ponto, e o diodo feito de material de carboneto de silício pode compensar essas deficiências. O carboneto de silício 10 vezes o campo elétrico de ruptura crítica do silício, de modo que a espessura da zona do diodo de carboneto de silício I pode ser reduzida a um décimo do tubo de silício, mantendo uma alta tensão de ruptura, juntamente com a boa condutividade térmica dos materiais de carboneto de silício, não haverá problemas óbvios de dissipação de calor, então o diodo de carboneto de silício de alta potência se tornou um dispositivo retificador muito importante no campo da eletrônica de potência moderna.

Devido à sua baixíssima corrente de fuga reversa e alta mobilidade de portadora, os diodos de carboneto de silício são muito atraentes no campo da detecção fotoelétrica. Uma pequena corrente de fuga pode reduzir a corrente escura do detector e reduzir o ruído; a alta mobilidade de portadora pode efetivamente melhorar a sensibilidade do carboneto de silício.Detector de PIN(Fotodetector PIN). As características de alta potência dos diodos de carboneto de silício permitem que os detectores PIN detectem fontes de luz mais potentes e são amplamente utilizados na área espacial. O diodo de carboneto de silício de alta potência tem recebido atenção devido às suas excelentes características, e sua pesquisa também tem se desenvolvido bastante.