L'effetto del diodo al carburo di silicio ad alta potenza sul fotorilevatore PIN
Il diodo PIN al carburo di silicio ad alta potenza è sempre stato uno dei punti caldi nel campo della ricerca sui dispositivi di potenza. Un diodo PIN è un diodo a cristallo costruito inserendo uno strato di semiconduttore intrinseco (o semiconduttore con bassa concentrazione di impurità) tra la regione P+ e la regione n+. La i in PIN è un'abbreviazione inglese del significato di "intrinseco", perché è impossibile che esista un semiconduttore puro senza impurità, quindi lo strato I del diodo PIN nell'applicazione è più o meno mescolato con una piccola quantità di P impurezze di tipo N o di tipo N. Allo stato attuale, il diodo PIN in carburo di silicio adotta principalmente la struttura Mesa e la struttura piana.
Quando la frequenza operativa del diodo PIN supera i 100 MHz, a causa dell'effetto di memorizzazione di alcune portanti e dell'effetto del tempo di transito nello strato I, il diodo perde l'effetto di rettifica e diventa un elemento di impedenza e il suo valore di impedenza cambia con la tensione di polarizzazione. Con polarizzazione zero o polarizzazione inversa CC, l'impedenza nella regione I è molto elevata. Nella polarizzazione diretta CC, la regione I presenta uno stato di bassa impedenza a causa dell'iniezione della portante. Pertanto, il diodo PIN può essere utilizzato come elemento a impedenza variabile, nel campo delle microonde e del controllo RF, è spesso necessario utilizzare dispositivi di commutazione per ottenere la commutazione del segnale, soprattutto in alcuni centri di controllo del segnale ad alta frequenza, i diodi PIN hanno caratteristiche superiori Funzionalità di controllo del segnale RF, ma anche ampiamente utilizzate nello sfasamento, nella modulazione, nella limitazione e in altri circuiti.
Il diodo al carburo di silicio ad alta potenza è ampiamente utilizzato nel campo energetico grazie alle sue caratteristiche di resistenza alla tensione superiori, utilizzato principalmente come tubo raddrizzatore ad alta potenza. Il diodo PIN ha un'elevata tensione di rottura critica inversa VB, dovuta allo strato i a basso drogaggio al centro che trasporta la caduta di tensione principale. Aumentando lo spessore della zona I e riducendo la concentrazione di drogaggio della zona I è possibile migliorare efficacemente la tensione di rottura inversa del diodo PIN, ma la presenza della zona I migliorerà la caduta di tensione diretta VF dell'intero dispositivo e il tempo di commutazione del dispositivo in una certa misura, e il diodo in materiale di carburo di silicio può compensare queste carenze. Carburo di silicio 10 volte il campo elettrico di rottura critico del silicio, in modo che lo spessore della zona I del diodo di carburo di silicio possa essere ridotto a un decimo del tubo di silicio, pur mantenendo un'elevata tensione di rottura, abbinata alla buona conduttività termica dei materiali in carburo di silicio , non ci saranno evidenti problemi di dissipazione del calore, quindi il diodo al carburo di silicio ad alta potenza è diventato un dispositivo raddrizzatore molto importante nel campo della moderna elettronica di potenza.
A causa della corrente di dispersione inversa molto piccola e dell'elevata mobilità dei portatori, i diodi al carburo di silicio hanno una grande attrazione nel campo del rilevamento fotoelettrico. Una piccola corrente di dispersione può ridurre la corrente oscura del rilevatore e ridurre il rumore; L'elevata mobilità dei portatori può migliorare efficacemente la sensibilità del rilevatore PIN in carburo di silicio (fotorilevatore PIN). Le caratteristiche di alta potenza dei diodi al carburo di silicio consentono ai rilevatori PIN di rilevare sorgenti luminose più potenti e sono ampiamente utilizzati nel campo spaziale. Il diodo al carburo di silicio ad alta potenza è stato oggetto di attenzione per le sue eccellenti caratteristiche e anche la sua ricerca è stata notevolmente sviluppata.
Orario di pubblicazione: 13 ottobre 2023