O efeito do diodo de carbeto de silício de alta potência emFotodetector PIN
O diodo PIN de carbeto de silício de alta potência sempre foi um dos principais focos de pesquisa em dispositivos de potência. Um diodo PIN é um diodo cristalino construído intercalando uma camada de semicondutor intrínseco (ou semicondutor com baixa concentração de impurezas) entre as regiões P+ e n+. O "i" em PIN é uma abreviação de "intrínseco", pois é impossível existir um semicondutor puro sem impurezas; portanto, a camada I do diodo PIN em aplicações práticas contém, em maior ou menor grau, uma pequena quantidade de impurezas do tipo P ou do tipo N. Atualmente, os diodos PIN de carbeto de silício adotam principalmente as estruturas mesa e plana.
Quando a frequência de operação do diodo PIN excede 100 MHz, devido ao efeito de armazenamento de alguns portadores e ao efeito do tempo de trânsito na camada I, o diodo perde o efeito de retificação e se torna um elemento de impedância, cujo valor varia com a tensão de polarização. Com polarização zero ou polarização reversa CC, a impedância na região I é muito alta. Com polarização direta CC, a região I apresenta um estado de baixa impedância devido à injeção de portadores. Portanto, o diodo PIN pode ser usado como um elemento de impedância variável. No campo do controle de micro-ondas e RF, é frequentemente necessário usar dispositivos de chaveamento para realizar a comutação de sinais, especialmente em alguns centros de controle de sinais de alta frequência. Os diodos PIN possuem capacidades superiores de controle de sinais de RF, sendo também amplamente utilizados em circuitos de deslocamento de fase, modulação, limitação e outros.
O diodo de carbeto de silício de alta potência é amplamente utilizado na área de energia devido às suas características superiores de resistência à tensão, sendo empregado principalmente como tubo retificador de alta potência.diodo PINO diodo PIN apresenta uma alta tensão crítica de ruptura reversa (VB), devido à baixa dopagem da camada intermediária (zona I), que concentra a maior parte da queda de tensão. Aumentar a espessura da zona I e reduzir a concentração de dopagem nessa zona pode melhorar significativamente a tensão de ruptura reversa do diodo PIN. No entanto, a presença da zona I também aumenta a queda de tensão direta (VF) de todo o dispositivo e o tempo de comutação, até certo ponto. Diodos feitos de carbeto de silício (SiC) podem compensar essas deficiências. O SiC possui um campo elétrico crítico de ruptura dez vezes maior que o do silício, permitindo que a espessura da zona I do diodo seja reduzida a um décimo da espessura de um tubo de silício, mantendo uma alta tensão de ruptura. Além disso, a boa condutividade térmica do SiC elimina problemas significativos de dissipação de calor. Por isso, diodos de SiC de alta potência se tornaram dispositivos retificadores muito importantes na eletrônica de potência moderna.
Devido à sua baixíssima corrente de fuga reversa e alta mobilidade de portadores, os diodos de carbeto de silício são muito atrativos na área de detecção fotoelétrica. Uma baixa corrente de fuga pode reduzir a corrente escura do detector e o ruído; a alta mobilidade de portadores pode melhorar significativamente a sensibilidade do carbeto de silício.detector PIN(Fotodetector PIN). As características de alta potência dos diodos de carbeto de silício permitem que os detectores PIN detectem fontes de luz mais intensas, sendo amplamente utilizados na área espacial. O diodo de carbeto de silício de alta potência tem recebido atenção devido às suas excelentes características, e sua pesquisa tem se desenvolvido consideravelmente.
Data da publicação: 13/10/2023