X'inhuma l-prinċipji u l-applikazzjonijiet tad-diodi PIN? (Parti 1)

Photodiode PINhuwa apparat semikonduttur li jikkonsisti f'junction PIN li jikkonverti sinjal ottiku f'sinjal elettriku li jinbidel hekk kif jinbidel id-dawl. Hija mmirata lejn id-defiċjenza ta 'PD ġenerali, l-istruttura hija mtejba, u s-sensittività hija ogħla minn dik tal-fotodijodu tal-junction PN ġenerali, u għandha l-karatteristiċi ta' konduzzjoni f'direzzjoni waħda.

1. Prinċipju u struttura tad-dijodu PIN

Id-dijodu ġenerali huwa magħmul minn materjal semikonduttur drogat impurità tat-tip N u materjal semikonduttur drogat impurità tat-tip P direttament biex jiffurmaw junction PN. Id-dijodu PIN huwa li żżid saff irqiq ta 'semikonduttur Intrinsiku b'doping baxx bejn il-materjal semikonduttur tat-tip P u l-materjal semikonduttur tat-tip N.

Id-dijagramma tal-istruttura tad-dijodu PIN hija murija fil-Figura 1 minħabba li s-semikonduttur intrinsiku huwa simili għall-medju, dan huwa ekwivalenti għal żieda fid-distanza bejn iż-żewġ elettrodi tal-capacitor tal-junction PN, sabiex il-kondensatur tal-junction isir żgħir. It-tieni nett, il-wisa 'tas-saff tat-tnaqqis f'semikondutturi tat-tip P u semikondutturi tat-tip N hija mwessgħa biż-żieda tal-vultaġġ invers, u l-kapaċità tal-junction hija wkoll żgħira biż-żieda tal-preġudizzju invers. Minħabba l-eżistenza tas-saff I, u r-reġjun P huwa ġeneralment irqiq ħafna, il-foton inċident jista 'jiġi assorbit biss fis-saff I, u l-preġudizzju invers huwa kkonċentrat prinċipalment fir-reġjun I, li jifforma reġjun ta' kamp elettriku għoli, u t-trasportatur fotoġenerat fir-reġjun I taċċellera taħt l-azzjoni tal-kamp elettriku qawwi, għalhekk il-kostanti tal-ħin tat-transitu tat-trasportatur tonqos, u b'hekk ittejjeb ir-rispons tal-frekwenza tal-fotodijodu. Fl-istess ħin, l-introduzzjoni tas-saff I tkabbar ir-reġjun tat-tnaqqis u twessa 'l-erja tax-xogħol effettiva tal-konverżjoni fotoelettrika, u b'hekk ittejjeb is-sensittività.

Hemm żewġ strutturi bażiċi tad-dijodu PIN, jiġifieri, l-istruttura tal-pjan u l-istruttura tal-mesa, kif muri fil-Figura 2. Għal dajowds tal-junction Si-pin133, il-konċentrazzjoni tat-trasportatur tas-saff I hija baxxa ħafna (madwar 10cm ordni ta 'kobor), ir-reżistività hija għolja ħafna (madwar k-cm ordni ta' kobor), u l-ħxuna W hija ġeneralment ħoxna (bejn 10 u 200m); Il-konċentrazzjoni tad-doping tas-semikondutturi tat-tip P u tat-tip N fuq kull naħa tas-saff I hija ġeneralment għolja ħafna.

Is-saffi I kemm tal-istrutturi planari kif ukoll tal-mesa jistgħu jiġu ffabbrikati permezz tat-teknoloġija tal-epitassija, u s-saffi p plus drogati ħafna jistgħu jinkisbu permezz ta 'diffużjoni termali jew teknoloġija tal-impjantazzjoni tal-jone. Dajowds planari jistgħu jiġu fabbrikati faċilment minn proċessi planari konvenzjonali. Id-dijodu tal-istruttura mesa jeħtieġ ukoll li jiġi fabbrikat (bil-inċiżjoni jew bil-kanal). Il-vantaġġi tal-istruttura mesa huma:

① Il-parti tal-liwi tal-junction tal-pjan titneħħa, u l-vultaġġ tat-tqassim tal-wiċċ jitjieb;

②Il-kapaċità tat-tarf u l-inductance huma mnaqqsa, li jwassal għat-titjib tal-frekwenza operattiva.

2. PIN diode istat tax-xogħol taħt bias differenti

①Drift pożittiv 'l isfel

Meta d-dijodu PIN jiġi applikat b'vultaġġ 'il quddiem, ħafna moli fir-reġjun P u reġjun N jiġu injettati fir-reġjun I u rikombinati fir-reġjun I. Meta t-trasportatur tal-injezzjoni u t-trasportatur kompost huma ugwali, il-kurrent I jilħaq l-ekwilibriju. Is-saff intrinsiku għandu reżistenza baxxa minħabba l-akkumulazzjoni ta 'numru kbir ta' trasportaturi, għalhekk meta d-dijodu PIN huwa preġudikat 'il quddiem, għandu karatteristika ta' reżistenza baxxa. Iktar ma jkun kbir il-preġudizzju 'l quddiem, iktar ikun kbir il-kurrent injettat fis-saff I, u aktar trasportaturi fis-saff I, u jagħmlu r-reżistenza tiegħu iżgħar. Il-Figura 3 hija d-dijagramma taċ-ċirkwit ekwivalenti taħt bias pożittiv, u wieħed jista 'jara li huwa ekwivalenti għal reżistenza żgħira b'valur ta' reżistenza bejn 0.1Ω u 10Ω.

② Devjazzjoni żero

Meta l-ebda vultaġġ ma jiġi applikat fiż-żewġt itruf tad-dijodu PIN, minħabba li s-saff I attwali fih ammont żgħir ta 'impuritajiet tat-tip P, fl-interface IN, it-toqob fir-reġjun I jinfirxu għar-reġjun N, u l-elettroni fil- Reġjun N imxerred għar-reġjun I, u mbagħad jiffurmaw reġjun ta 'ċarġ spazjali. Minħabba li l-konċentrazzjoni tal-impurità fiż-Żona I hija baxxa ħafna meta mqabbla ma 'dik fiż-Żona N, il-biċċa l-kbira taż-żona tat-tnaqqis hija kważi fiż-Żona I. Fl-interface PI, minħabba d-differenza tal-konċentrazzjoni (il-konċentrazzjoni tat-toqba FIR-reġjun P hija ħafna akbar minn li fir-reġjun I), se jseħħ ukoll moviment ta 'diffużjoni, iżda l-effett tiegħu huwa ħafna iżgħar minn dak fl-interface IN u jista' jiġi injorat. Għalhekk, bias żero, id-dijodu PIN jippreżenta stat ta 'reżistenza għolja minħabba l-eżistenza ta' reġjun ta 'tnaqqis fir-reġjun I.

③ Reverse bias 'l isfel

Il-preġudizzju invers huwa simili ħafna għall-preġudizzju żero, ħlief li l-kamp elettriku mibni huwa msaħħaħ, u l-effett huwa li jwessa 'r-reġjun ta' ħlas spazjali tal-junction IN, prinċipalment lejn ir-reġjun I. F'dan iż-żmien, id-dijodu PIN jista 'jkun ekwivalenti għar-reżistenza flimkien mal-kapaċità, ir-reżistenza hija r-reżistenza tar-reġjun intrinsiku li jifdal, u l-kapaċità hija l-kapaċità tal-barriera tar-reġjun tat-tnaqqis. Il-Figura 4 hija d-dijagramma taċ-ċirkwit ekwivalenti tad-dijodu PIN taħt bias invers, u wieħed jista 'jara li l-firxa tar-reżistenza hija bejn 1Ω u 100Ω, u l-firxa tal-kapaċità hija bejn 0.1pF u 10 PF. Meta l-preġudizzju invers ikun kbir wisq, sabiex iż-żona tat-tnaqqis timla ż-żona I kollha, se sseħħ il-penetrazzjoni taż-żona I, u t-tubu PIN mhux se jaħdem b'mod normali.

Dettalji ta 'kuntatt:

Jekk għandek xi ideat, tħossok liberu li tkellem magħna. Ma jimpurtax fejn il-klijenti tagħna u x'inhuma r-rekwiżiti tagħna, aħna se nsegwu l-għan tagħna li nipprovdu lill-klijenti tagħna kwalità għolja, prezzijiet baxxi, u l-aħjar servizz.