تأثیر دیود سیلیکون کاربید با قدرت بالا بر ...آشکارساز نوری پین
دیود پین سیلیکون کاربید پرقدرت، همواره یکی از موضوعات داغ در زمینه تحقیقات دستگاه‌های قدرت بوده است. دیود پین، یک دیود کریستالی است که با قرار دادن یک لایه نیمه‌هادی ذاتی (یا نیمه‌هادی با غلظت کم ناخالصی) بین ناحیه P+ و ناحیه n+ ساخته می‌شود. حرف i در PIN مخفف انگلیسی به معنای "ذاتی" است، زیرا وجود یک نیمه‌هادی خالص بدون ناخالصی غیرممکن است، بنابراین لایه I دیود پین در کاربرد، کم و بیش با مقدار کمی ناخالصی نوع P یا نوع N مخلوط می‌شود. در حال حاضر، دیود پین سیلیکون کاربید عمدتاً از ساختار Mesa و ساختار صفحه‌ای استفاده می‌کند.
وقتی فرکانس کاری دیود PIN از ۱۰۰ مگاهرتز بیشتر می‌شود، به دلیل اثر ذخیره‌سازی چند حامل و اثر زمان عبور در لایه I، دیود اثر یکسوسازی را از دست می‌دهد و به یک عنصر امپدانس تبدیل می‌شود و مقدار امپدانس آن با ولتاژ بایاس تغییر می‌کند. در بایاس صفر یا بایاس معکوس DC، امپدانس در ناحیه I بسیار زیاد است. در بایاس مستقیم DC، ناحیه I به دلیل تزریق حامل، حالت امپدانس پایینی را نشان می‌دهد. بنابراین، دیود PIN می‌تواند به عنوان یک عنصر امپدانس متغیر استفاده شود. در زمینه کنترل مایکروویو و RF، اغلب لازم است از دستگاه‌های سوئیچینگ برای دستیابی به سوئیچینگ سیگنال استفاده شود، به خصوص در برخی از مراکز کنترل سیگنال فرکانس بالا، دیودهای PIN قابلیت‌های کنترل سیگنال RF برتر دارند، اما همچنین به طور گسترده در مدارهای تغییر فاز، مدولاسیون، محدودکننده و سایر مدارها استفاده می‌شوند.
دیود سیلیکون کاربید با قدرت بالا به دلیل ویژگی‌های مقاومت ولتاژ برتر، به طور گسترده در میدان قدرت مورد استفاده قرار می‌گیرد و عمدتاً به عنوان لوله یکسوکننده با قدرت بالا استفاده می‌شود.دیود پینبه دلیل لایه آلایش کم i در وسط که افت ولتاژ اصلی را حمل می‌کند، ولتاژ شکست بحرانی معکوس بالایی دارد. افزایش ضخامت ناحیه I و کاهش غلظت آلایش ناحیه I می‌تواند به طور موثری ولتاژ شکست معکوس دیود PIN را بهبود بخشد، اما وجود ناحیه I افت ولتاژ مستقیم VF کل دستگاه و زمان سوئیچینگ دستگاه را تا حدی بهبود می‌بخشد و دیود ساخته شده از ماده کاربید سیلیکون می‌تواند این کاستی‌ها را جبران کند. کاربید سیلیکون 10 برابر میدان الکتریکی شکست بحرانی سیلیکون است، به طوری که ضخامت ناحیه I دیود کاربید سیلیکون را می‌توان به یک دهم لوله سیلیکونی کاهش داد، در حالی که ولتاژ شکست بالایی را حفظ می‌کند، همراه با رسانایی حرارتی خوب مواد کاربید سیلیکون، هیچ مشکل اتلاف حرارتی آشکاری وجود نخواهد داشت، بنابراین دیود کاربید سیلیکون با توان بالا به یک دستگاه یکسوکننده بسیار مهم در زمینه الکترونیک قدرت مدرن تبدیل شده است.
به دلیل جریان نشتی معکوس بسیار کوچک و تحرک بالای حامل‌ها، دیودهای کاربید سیلیکون جذابیت زیادی در زمینه تشخیص فوتوالکتریک دارند. جریان نشتی کوچک می‌تواند جریان تاریک آشکارساز را کاهش داده و نویز را کم کند. تحرک بالای حامل‌ها می‌تواند به طور موثری حساسیت کاربید سیلیکون را بهبود بخشد.آشکارساز پین(آشکارساز نوری PIN). ویژگی‌های توان بالای دیودهای کاربید سیلیکون، آشکارسازهای PIN را قادر می‌سازد تا منابع نور قوی‌تری را شناسایی کنند و به طور گسترده در حوزه فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. دیود کاربید سیلیکون با توان بالا به دلیل ویژگی‌های عالی خود مورد توجه قرار گرفته است و تحقیقات در مورد آن نیز بسیار توسعه یافته است.
زمان ارسال: ۱۳ اکتبر ۲۰۲۳