Vpliv visokozmogljive silicijeve karbidne diode naPIN fotodetektor
Visokozmogljiva PIN dioda iz silicijevega karbida je bila vedno ena od vročih točk na področju raziskav močnostnih naprav. PIN dioda je kristalna dioda, izdelana tako, da se med območje P+ in območje n+ vstavi plast intrinzičnega polprevodnika (ali polprevodnika z nizko koncentracijo nečistoč). Črka i v PIN je angleška okrajšava za pomen »intrinzičen«, ker je nemogoče obstajati čisti polprevodnik brez nečistoč, zato je plast I PIN diode v uporabi bolj ali manj pomešana z majhno količino nečistoč tipa P ali tipa N. Trenutno ima PIN dioda iz silicijevega karbida predvsem strukturo Mesa in ravninsko strukturo.
Ko delovna frekvenca PIN diode preseže 100 MHz, zaradi učinka shranjevanja nekaj nosilcev in učinka prehodnega časa v plasti I dioda izgubi učinek usmerjanja in postane impedančni element, njena vrednost impedance pa se spreminja z napetostjo prednapetosti. Pri ničelni prednapetosti ali enosmerni povratni prednapetosti je impedanca v območju I zelo visoka. Pri enosmerni prednapetosti v smeri naprej ima območje I zaradi injiciranja nosilcev nizko impedanco. Zato se lahko PIN dioda uporablja kot element s spremenljivo impedanco. Na področju mikrovalovnega in RF krmiljenja je pogosto potrebna uporaba stikalnih naprav za doseganje preklapljanja signalov, zlasti v nekaterih visokofrekvenčnih signalnih krmilnih centrih. PIN diode imajo vrhunske zmogljivosti krmiljenja RF signalov, pogosto pa se uporabljajo tudi v vezjih za fazni premik, modulacijo, omejevanje in drugih vezjih.
Visokozmogljiva silicijeva karbidna dioda se zaradi svojih vrhunskih lastnosti napetostne upornosti pogosto uporablja v elektroenergetskem področju, predvsem kot visokozmogljiva usmerniška cev.PIN diodaIma visoko povratno kritično prebojno napetost VB zaradi nizke dopirajoče plasti i v sredini, ki nosi glavni padec napetosti. Povečanje debeline cone I in zmanjšanje koncentracije dopirajoče snovi v coni I lahko učinkovito izboljša povratno prebojno napetost PIN diode, vendar prisotnost cone I do neke mere izboljša padec napetosti VF celotne naprave in čas preklopa naprave, dioda iz silicijevega karbida pa lahko te pomanjkljivosti nadomesti. Silicijev karbid ima 10-krat večjo kritično prebojno električno polje kot silicij, tako da se debelina cone I silicijeve karbidne diode lahko zmanjša na eno desetino silicijeve cevi, hkrati pa se ohranja visoka prebojna napetost in skupaj z dobro toplotno prevodnostjo silicijevega karbidnega materiala ne bo očitnih težav z odvajanjem toplote, zato je visokozmogljiva silicijeva karbidna dioda postala zelo pomembna usmerniška naprava na področju sodobne močnostne elektronike.
Zaradi zelo majhnega povratnega uhajalnega toka in visoke mobilnosti nosilcev naboja so silicijeve karbidne diode zelo privlačne na področju fotoelektrične detekcije. Majhen uhajalni tok lahko zmanjša temni tok detektorja in zmanjša šum; visoka mobilnost nosilcev naboja pa lahko učinkovito izboljša občutljivost silicijevega karbida.Detektor PIN-a(PIN fotodetektor). Visokozmogljive lastnosti silicijevih karbidnih diod omogočajo PIN detektorjem zaznavanje močnejših svetlobnih virov in se pogosto uporabljajo v vesoljskem področju. Visokozmogljive silicijevo-karbidne diode so bile deležne pozornosti zaradi svojih odličnih lastnosti, njihove raziskave pa so se močno razvile.
Čas objave: 13. oktober 2023