O efeito do diodo de carboneto de silício de alta potência no fotodetector PIN
O diodo PIN de carboneto de silício de alta potência sempre foi um dos pontos importantes no campo da pesquisa de dispositivos de energia. Um diodo PIN é um diodo de cristal construído imprensando 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 abreviatura em inglês para o significado de “intrínseco”, porque é impossível existir um semicondutor puro sem impurezas, então a camada I do diodo PIN na aplicação é mais ou menos misturada com uma pequena quantidade de P -impurezas do tipo ou tipo N. Atualmente, o diodo PIN de carboneto de silício adota principalmente estrutura Mesa e 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. Na polarização zero ou na polarização reversa DC, a impedância na região I é muito alta. Na polarização direta DC, 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 microondas e RF, muitas vezes é necessário usar dispositivos de comutação para conseguir a comutação de sinal, especialmente em alguns centros de controle de sinal de alta frequência, os diodos PIN têm superior Capacidades de controle de sinal de RF, mas também amplamente utilizadas em mudança de fase, modulação, limitação e outros circuitos.
O diodo de carboneto de silício de alta potência é amplamente utilizado no campo de potência devido às suas características superiores de resistência à tensão, usado principalmente como tubo retificador de alta potência. O diodo PIN tem uma alta tensão de ruptura crítica reversa VB, devido à baixa dopagem da camada 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. Carboneto de silício 10 vezes o campo elétrico de ruptura crítica do silício, de modo que a espessura da zona I do diodo de carboneto de silício 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 corrente de fuga reversa muito pequena e alta mobilidade do portador, os diodos de carboneto de silício têm grande atração no campo da detecção fotoelétrica. Pequena corrente de fuga pode reduzir a corrente escura do detector e reduzir o ruído; A alta mobilidade da portadora pode efetivamente melhorar a sensibilidade do detector PIN de carboneto de silício (fotodetector PIN). As características de alta potência dos diodos de carboneto de silício permitem que os detectores PIN detectem fontes de luz mais fortes e são amplamente utilizados no campo espacial. O diodo de carboneto de silício de alta potência tem recebido atenção por causa de suas excelentes características, e sua pesquisa também foi bastante desenvolvida.
Horário da postagem: 13 de outubro de 2023