PIN-diode ir PN savienojuma maiņa noteiktām lietojumprogrammām. Pēc PN savienojuma diode tika izstrādāta 1940. gados, diodi pirmo reizi izmantoja kā lielas jaudas taisngriezi, zemas frekvences 1952. gadā. Iekšējā slāņa rašanās var ievērojami palielināt sadalīšanās spriegumu augstsprieguma pielietošanai. Šis iekšējais slānis piedāvā arī aizraujošas īpašības, ja ierīce darbojas augstās frekvencēs radioviļņu un mikroviļņu diapazonā. PIN diode ir viena veida diode ar nepopētu, plašu iekšējo pusvadītāju reģionu starp P tipa un N tipa pusvadītāju reģionu. Šie reģioni parasti ir stipri leģēti, jo tos izmanto omu kontaktiem. Plašāks iekšējais reģions ir vienaldzība pret parasto p – n diodi. Šis reģions padara diode par zemāku taisngriezi, bet tas padara to piemērotu ātru slēdžu, vājinātāju, foto detektoru un augstsprieguma jaudas elektronikas lietošanai.
PIN diode mikroshēmas izklāsts
Kas ir PIN diode?
PIN diode ir viena veida foto detektors, ko izmanto, lai pārveidotu optisko signālu elektriskā signālā. PIN diode sastāv no trim reģioniem, proti, P reģiona, I reģiona un N reģiona. Parasti gan P, gan N reģions ir stipri leģēts, jo tos izmanto omas kontaktiem. Diodes iekšējais reģions ir pretstatā PN savienojuma diodei. Šis reģions padara PIN diodi par zemāku taisngriezi, bet tas padara to piemērotu ātriem slēdžiem, vājinātājiem, foto detektoriem un augstsprieguma jaudas elektronikas pielietojums .
PIN diode
PIN diodes struktūra un darbība
Termins PIN diode iegūst savu nosaukumu no tā, ka tajā ietilpst trīs galvenie slāņi. Tā vietā, lai būtu tikai P veida un N veida slānis, tam ir trīs slāņi, piemēram,
- P veida slānis
- Iekšējais slānis
- N veida slānis
PIN diodes darbības princips ir tieši tāds pats kā parastajam diodam. Galvenā atšķirība ir tā, ka izsīkšanas reģions, jo tas parasti pastāv starp abiem P un N reģioniem apgrieztā slīpā vai neobjektīvā diodē, ir lielāks. Jebkurā PN savienojuma diodē P apgabalā ir caurumi, jo tas ir leģēts, lai pārliecinātos, ka tajā ir vairākums caurumu. Tāpat N-reģions ir leģēts, lai noturētu lieko elektronu daudzumu.
PIN diodes struktūra
Starp P & N reģioniem esošajā slānī nav lādiņu nesēju, jo elektroni vai caurumi saplūst. Tā kā diodes noplicināšanas apgabalā nav lādiņu nesēju, tas darbojas kā izolators. Iztukšošanas reģions pastāv PIN diodē, bet, ja PIN diods ir novirzīts uz priekšu, tad nesēji nonāk izsīkšanas apgabalā un, kad abi nesēju veidi saplūst, sākas strāvas plūsma.
Ja PIN diode ir pieslēgta uz priekšu, lādiņu nesēji ir daudz augstāki par iekšējā nesēja uzmanības līmeni. Šī iemesla dēļ elektriskais lauks un augsta līmeņa iesmidzināšanas līmenis dziļi izplešas reģionā. Šis elektriskais lauks palīdz paātrināt lādiņu nesēju pārvietošanos no P uz N reģionu, kas ietekmē PIN diodes ātrāku darbību, padarot to par piemērotu ierīci augstfrekvences darbībām.
PIN diodes lietojumi
PIN lietojumprogrammas galvenokārt ietver šādas jomas
- PIN diodi izmanto kā augstsprieguma taisngriezi. Diodes iekšējais slānis piedāvā nodalījumu starp abiem slāņiem, ļaujot pieļaut augstāku reverso spriegumu
- PIN diode tiek izmantota kā ideāls radiofrekvenču slēdzis. P & N slāņu iekšējais slānis palielina atstarpi starp tiem. Tas arī samazina kapacitāti starp abiem reģioniem, tādējādi paaugstinot izolācijas līmeni, kad PIN diode ir pretēja.
- PIN diode tiek izmantota kā a foto detektors lai gaismu pārveidotu par strāvu, kas notiek fotodiodes noplicināšanas slānī, paaugstinot noplicināšanas slāni, ievietojot iekšējo slāni, darbība tiek virzīta, palielinot skaļumu vietās, kur notiek gaismas izmaiņas.
- Šis diode ir ideāls elements elektronikas pārslēgšanai elektronikas lietojumprogrammās. Tas galvenokārt ir noderīgs RF projektēšanas lietojumiem, kā arī komutācijas vai vājinoša elementa nodrošināšanai RF vājinātājos un RF slēdžos. PIN diode spēj nodrošināt daudz augstāku konsistences līmeni nekā RF releji, kas bieži vien ir vienīgā cita alternatīva.
- Galvenās PIN diodes lietojumprogrammas ir apskatītas iepriekš, lai gan tās var pielietot arī dažās citās jomās
PIN diodes raksturojums
PIN diodes raksturlielumi ietver sekojošo
Tas ievēro tipisko diodu vienādojumu mazfrekvences signāliem. Augstākās frekvencēs PIN diode izskatās kā aptuveni ideāls rezistors. Iekšējā reģionā ir uzkrāto lādiņu kopums. Pie nelielām frekvencēm lādiņu var atvienot un diodi izslēgt.
Augstākās frekvencēs nav pietiekami daudz laika, lai atceltu uzlādi, tāpēc PIN diode nekad nav izslēgta. Diodei ir samazināts reversās atkopšanas laiks. Pareizi nosprausts PIN diods darbojas kā mainīgs rezistors. Šī augstfrekvences pretestība var atšķirties plašā diapazonā (no 0,1 Ω-10 kΩ, dažos gadījumos praktiskais diapazons tomēr ir mazāks).
Plašāka iekšējā zona nozīmē arī to, ka PIN diodei būs maza kapacitāte, ja tā būs pretēja. Šajā diodē izsīkšanas reģions pilnībā eksistē iekšējā reģionā. Šis noplicināšanas reģions ir daudz labāks nekā PN diodē un gandrīz nemainīga lieluma, neatkarīgi no PN diodei piemērotās reversās novirzes.
Tas palielina daudzumu, kur elektronu-caurumu pārus var radīt ar parādīšanās fotonu. Dažām fotoattēlu detektoru ierīcēm patīk fototransistori un PIN fotodiodes to konstrukcijā izmanto PIN savienojumu.
PIN-diodes dizainam ir daži kompromisi. Iekšējā reģiona lieluma palielināšana ļauj diode parādīties kā rezistors nelielās frekvencēs. Tas kaitīgi ietekmē laiku, kas vajadzīgs, lai izslēgtu diode un tā manevru kapacitāti. Tāpēc obligāti jāizvēlas ierīce ar vispiemērotākajām īpašībām konkrētam lietojumam
Tādējādi tas viss attiecas uz PIN diodes pamatiem, darbu un lietojumprogrammām. Mēs ceram, ka jūs esat labāk izpratis šo koncepciju vai to īstenot visus elektriskos un elektroniskos projektus , lūdzu, sniedziet savus vērtīgos ieteikumus, komentējot komentāru sadaļā zemāk. Šeit ir jautājums jums, kāda ir PIN diodes funkcija?
