L'effetto del diodo al carburo di silicio ad alta potenza suFotorivelatore PIN
I diodi PIN al carburo di silicio ad alta potenza sono da sempre uno dei principali argomenti di ricerca nel campo dei dispositivi di potenza. Un diodo PIN è un diodo a cristallo costituito da uno strato di semiconduttore intrinseco (o semiconduttore con bassa concentrazione di impurità) interposto tra la regione P+ e la regione n+. La "i" in PIN è l'abbreviazione inglese di "intrinseco", poiché è impossibile che esista un semiconduttore puro privo di impurità; pertanto, lo strato I del diodo PIN in uso è più o meno misto a una piccola quantità di impurità di tipo P o di tipo N. Attualmente, i diodi PIN al carburo di silicio adottano principalmente la struttura a mesa e la struttura planare.
Quando la frequenza operativa del diodo PIN supera i 100 MHz, a causa dell'effetto di accumulo di alcuni portatori e dell'effetto del tempo di transito nello strato I, il diodo perde l'effetto di rettificazione e diventa un elemento di impedenza, il cui valore varia con la tensione di polarizzazione. A polarizzazione zero o inversa in corrente continua, l'impedenza nella regione I è molto elevata. In polarizzazione diretta in corrente continua, la regione I presenta uno stato di bassa impedenza a causa dell'iniezione di portatori. Pertanto, il diodo PIN può essere utilizzato come elemento di impedenza variabile. Nel campo del controllo a microonde e RF, è spesso necessario utilizzare dispositivi di commutazione per ottenere la commutazione del segnale, soprattutto in alcuni centri di controllo di segnali ad alta frequenza, dove i diodi PIN possiedono capacità di controllo del segnale RF superiori e sono ampiamente utilizzati in circuiti di sfasamento, modulazione, limitazione e altri.
Il diodo al carburo di silicio ad alta potenza è ampiamente utilizzato nel settore energetico grazie alle sue eccellenti caratteristiche di resistenza alla tensione, ed è impiegato principalmente come tubo raddrizzatore ad alta potenza.diodo PINpresenta un'elevata tensione di rottura critica inversa VB, dovuta al basso drogaggio dello strato i 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 in una certa misura la caduta di tensione diretta VF dell'intero dispositivo e il tempo di commutazione del dispositivo, e il diodo realizzato in carburo di silicio può compensare queste carenze. Il carburo di silicio ha un campo elettrico di rottura critico 10 volte superiore a quello del silicio, in modo che lo spessore della zona I del diodo in carburo di silicio possa essere ridotto a un decimo di quello del tubo di silicio, pur mantenendo un'elevata tensione di rottura, unita alla buona conduttività termica dei materiali in carburo di silicio, non ci saranno problemi evidenti di dissipazione del calore, quindi il diodo in carburo di silicio ad alta potenza è diventato un dispositivo raddrizzatore molto importante nel campo dell'elettronica di potenza moderna.
Grazie alla sua bassissima corrente di dispersione inversa e all'elevata mobilità dei portatori di carica, i diodi al carburo di silicio sono molto interessanti nel campo del rilevamento fotoelettrico. La bassa corrente di dispersione può ridurre la corrente di buio del rivelatore e diminuire il rumore; l'elevata mobilità dei portatori di carica può migliorare efficacemente la sensibilità del carburo di silicio.rilevatore PIN(Fotorivelatore PIN). Le elevate caratteristiche di potenza dei diodi al carburo di silicio consentono ai rivelatori PIN di rilevare sorgenti luminose più intense e sono ampiamente utilizzati nel settore spaziale. I diodi al carburo di silicio ad alta potenza hanno suscitato grande interesse per le loro eccellenti caratteristiche e la ricerca in questo campo ha registrato un notevole sviluppo.
Data di pubblicazione: 13 ottobre 2023