Het effect van een krachtige siliciumcarbidediode op de PIN-fotodetector
Krachtige siliciumcarbide PIN-diode is altijd een van de hotspots geweest op het gebied van onderzoek naar vermogensapparaten. Een PIN-diode is een kristaldiode die is opgebouwd door een laag intrinsieke halfgeleider (of halfgeleider met een lage concentratie onzuiverheden) tussen het P+-gebied en het n+-gebied te plaatsen. De i in PIN is een Engelse afkorting voor de betekenis van “intrinsiek”, omdat het onmogelijk is om een zuivere halfgeleider te bestaan zonder onzuiverheden, dus de I-laag van de PIN-diode in de toepassing is min of meer gemengd met een kleine hoeveelheid P -type of N-type onzuiverheden. Momenteel gebruikt de siliciumcarbide PIN-diode voornamelijk de Mesa-structuur en de vlakke structuur.
Wanneer de werkfrequentie van de PIN-diode de 100 MHz overschrijdt, verliest de diode, als gevolg van het opslageffect van enkele draaggolven en het transittijdeffect in laag I, het rectificatie-effect en wordt een impedantie-element, en de impedantiewaarde verandert met de voorspanning. Bij nulvoorspanning of DC-tegenvoorspanning is de impedantie in het I-gebied zeer hoog. Bij DC-voorwaartse voorspanning vertoont het I-gebied een toestand met lage impedantie als gevolg van dragerinjectie. Daarom kan de PIN-diode worden gebruikt als een element met variabele impedantie. Op het gebied van microgolf- en RF-besturing is het vaak nodig om schakelapparaten te gebruiken om signaalschakeling te bereiken, vooral in sommige hoogfrequente signaalcontrolecentra hebben PIN-diodes superieure RF-signaalbesturingsmogelijkheden, maar ook veel gebruikt in faseverschuiving, modulatie, begrenzing en andere circuits.
Hoogvermogen siliciumcarbidediode wordt veel gebruikt in het vermogensveld vanwege zijn superieure spanningsweerstandskarakteristieken, voornamelijk gebruikt als gelijkrichtbuis met hoog vermogen. De PIN-diode heeft een hoge omgekeerde kritische doorslagspanning VB, vanwege de lage doteringslaag in het midden die de hoofdspanningsval draagt. Het vergroten van de dikte van zone I en het verminderen van de dopingconcentratie van zone I kan de omgekeerde doorslagspanning van de PIN-diode effectief verbeteren, maar de aanwezigheid van zone I zal de voorwaartse spanningsval VF van het hele apparaat en de schakeltijd van het apparaat verbeteren tot op zekere hoogte, en de diode gemaakt van siliciumcarbidemateriaal kan deze tekortkomingen compenseren. Siliciumcarbide 10 keer het kritische elektrische doorslagveld van silicium, zodat de dikte van de siliciumcarbidediode I-zone kan worden teruggebracht tot een tiende van de siliciumbuis, terwijl een hoge doorslagspanning behouden blijft, gekoppeld aan de goede thermische geleidbaarheid van siliciumcarbidematerialen Er zullen geen duidelijke problemen met de warmteafvoer zijn, dus de krachtige siliciumcarbidediode is een zeer belangrijk gelijkrichtapparaat geworden op het gebied van moderne vermogenselektronica.
Vanwege de zeer kleine sperlekstroom en de hoge draaggolfmobiliteit hebben siliciumcarbidediodes een grote aantrekkingskracht op het gebied van foto-elektrische detectie. Kleine lekstroom kan de donkerstroom van de detector verminderen en ruis verminderen; Hoge dragermobiliteit kan de gevoeligheid van de siliciumcarbide PIN-detector (PIN Photodetector) effectief verbeteren. Dankzij de krachtige eigenschappen van siliciumcarbidediodes kunnen PIN-detectoren sterkere lichtbronnen detecteren en worden ze veel gebruikt in de ruimtevaart. Er is aandacht besteed aan de siliciumcarbidediode met hoog vermogen vanwege zijn uitstekende eigenschappen, en het onderzoek is ook enorm ontwikkeld.
Posttijd: 13 oktober 2023