Het effect van een hoogvermogen siliciumcarbidediode opPIN-fotodetector
De hoogvermogen siliciumcarbide PIN-diode is altijd een van de hotspots geweest in het onderzoek naar vermogenscomponenten. Een PIN-diode is een kristaldiode die is opgebouwd uit een laag intrinsieke halfgeleider (of halfgeleider met een lage concentratie onzuiverheden) tussen het P+-gebied en het n+-gebied. De i in PIN is een Engelse afkorting voor de betekenis van "intrinsiek", omdat het onmogelijk is om een zuivere halfgeleider zonder onzuiverheden te laten bestaan. Daarom is de I-laag van de PIN-diode in de toepassing min of meer gemengd met een kleine hoeveelheid P-type of N-type onzuiverheden. Momenteel worden siliciumcarbide PIN-dioden voornamelijk gemaakt met een Mesa-structuur en een vlakke structuur.
Wanneer de werkfrequentie van de PIN-diode de 100 MHz overschrijdt, verliest de diode, door het opslageffect van enkele draaggolven en het transittijdeffect in laag I, het gelijkrichteffect en wordt het een impedantie-element. De impedantiewaarde verandert met de biasspanning. Bij een bias van nul of een DC-sperbias is de impedantie in het I-gebied zeer hoog. Bij een DC-voorwaartse bias vertoont het I-gebied een lage impedantie vanwege de ladingsdragerinjectie. Daarom kan de PIN-diode worden gebruikt als een element met variabele impedantie. Op het gebied van microgolf- en RF-regeling is het vaak nodig om schakelapparatuur te gebruiken om signaalschakeling te bereiken, met name in sommige hoogfrequente signaalregelcentra. PIN-dioden hebben superieure RF-signaalregelmogelijkheden, maar worden ook veel gebruikt in faseverschuiving, modulatie, begrenzing en andere circuits.
Hoogvermogen siliciumcarbidediode wordt veel gebruikt in de energiesector vanwege zijn superieure spanningsweerstandseigenschappen, voornamelijk gebruikt als hoogvermogengelijkrichterbuis. DePIN-diodeheeft een hoge sper kritische doorslagspanning VB, vanwege de lage doping i-laag in het midden die de hoofdspanningsval draagt. Het vergroten van de dikte van zone I en het verlagen van de dopingconcentratie van zone I kan de sper kritische doorslagspanning van de PIN-diode effectief verbeteren, maar de aanwezigheid van zone I zal de voorwaartse spanningsval VF van het gehele apparaat en de schakeltijd van het apparaat tot op zekere hoogte verbeteren, en de diode gemaakt van siliciumcarbidemateriaal kan deze tekortkomingen compenseren. Siliciumcarbide 10 keer het kritische doorslagveld van silicium, zodat de dikte van de siliciumcarbidediode I-zone kan worden verminderd tot een tiende van de siliciumbuis, terwijl een hoge doorslagspanning behouden blijft, in combinatie met de goede thermische geleidbaarheid van siliciumcarbidematerialen, zullen er geen duidelijke warmteafvoerproblemen zijn, waardoor hoogvermogen siliciumcarbidedioden een zeer belangrijk gelijkrichtapparaat zijn geworden op het gebied van moderne vermogenselektronica.
Vanwege de zeer kleine sperstroom en hoge ladingsdragermobiliteit zijn siliciumcarbidediodes zeer aantrekkelijk voor foto-elektrische detectie. Een kleine lekstroom kan de donkerstroom van de detector verminderen en ruis verminderen; een hoge ladingsdragermobiliteit kan de gevoeligheid van siliciumcarbide effectief verbeteren.PIN-detector(PIN-fotodetector). De hoge vermogenseigenschappen van siliciumcarbidediodes stellen PIN-detectoren in staat om sterkere lichtbronnen te detecteren en worden veel gebruikt in de ruimtevaart. Er is veel aandacht besteed aan siliciumcarbidedioden met een hoog vermogen vanwege hun uitstekende eigenschappen, en het onderzoek ernaar is ook sterk ontwikkeld.
Plaatsingstijd: 13 oktober 2023