Bases, fonctionnement et applications de la diode PIN

Bases, fonctionnement et applications de la diode PIN

La diode PIN est une modification de la jonction PN pour des applications particulières. Après la diode à jonction PN a été développée dans les années 1940, la diode a d'abord été exercée comme redresseur haute puissance, basse fréquence au cours de l'année 1952. L'apparition d'une couche intrinsèque peut augmenter considérablement la tension de claquage pour l'application de haute tension. Cette couche intrinsèque offre également des propriétés intéressantes lorsque le dispositif fonctionne à des fréquences élevées dans la gamme des ondes radio et des micro-ondes. Une diode PIN est un type de diode avec une région semi-conductrice intrinsèque large non dopée entre une région semi-conductrice de type P et de type N. Ces régions sont normalement fortement dopées car elles sont utilisées pour les contacts ohmiques. La région intrinsèque plus large est l'indifférence à une diode p – n ordinaire. Cette région fait de la diode un redresseur inférieur, mais elle la rend appropriée pour les commutateurs rapides, les atténuateurs, les photodétecteurs et les applications d'électronique de puissance haute tension.



Aperçu de la puce de diode PIN

Aperçu de la puce de diode PIN

Qu'est-ce qu'une diode PIN?

La diode PIN est un type unique de photodétecteur, utilisé pour convertir un signal optique en un signal électrique. La diode PIN comprend trois régions, à savoir la région P, la région I et la région N. En règle générale, les régions P et N sont fortement dopées car elles sont utilisées pour les contacts ohmiques.La région intrinsèque de la diode est en contraste avec une diode à jonction PN. Cette région fait de la diode PIN un redresseur inférieur, mais elle la rend appropriée pour les commutateurs rapides, les atténuateurs, les photodétecteurs et applications de l'électronique de puissance haute tension .






Diode PIN

Diode PIN

Structure et fonctionnement de la diode PIN

Le terme diode PIN tire son nom du fait qu'il comprend trois couches principales. Plutôt que d'avoir simplement une couche de type P et une couche de type N, elle comporte trois couches telles que



  • Couche de type P
  • Couche intrinsèque
  • Couche de type N

Le principe de fonctionnement de la diode PIN exactement le même que celui d'une diode normale. La principale différence est que la région d'appauvrissement, parce qu'elle existe normalement entre les régions P et N dans une diode polarisée en inverse ou non biaisée, est plus grande. Dans toute diode à jonction PN, la région P contient des trous car elle a été dopée pour s'assurer qu'elle a une majorité de trous. De même, la région N a été dopée pour contenir les électrons en excès.

Structure de la diode PIN

Structure de la diode PIN

La couche entre les régions P & N ne comprend pas de porteurs de charge car les électrons ou les trous fusionnent Comme la région d'appauvrissement de la diode n'a pas de porteurs de charge, elle fonctionne comme un isolant. La région d'appauvrissement existe dans une diode PIN, mais si la diode PIN est polarisée en direct, alors les porteuses entrent dans la région d'appauvrissement et lorsque les deux types de porteuses se réunissent, le flux de courant démarre.

Lorsque la diode PIN est connectée en polarisation directe, les porteurs de charge sont bien plus élevés que le niveau d’attention du porteur intrinsèque. Pour cette raison, le champ électrique et le niveau d'injection de haut niveau s'étendent profondément dans la région. Ce champ électrique aide à accélérer le déplacement des porteurs de charge de la région P à la région N, ce qui a pour conséquence un fonctionnement plus rapide de la diode PIN, ce qui en fait un dispositif approprié pour les opérations à haute fréquence.


Applications des diodes PIN

Les applications du PIN comprennent principalement les domaines suivants

  • La diode PIN est utilisée comme redresseur haute tension. La couche intrinsèque dans la diode offre une séparation entre les deux couches, permettant de tolérer des tensions inverses plus élevées
  • La diode PIN est utilisée comme un commutateur de fréquence radio idéal. La couche intrinsèque parmi les couches P & N augmente l'espace entre elles. Cela réduit également la capacité entre les deux régions, augmentant ainsi le niveau d'isolation lorsque la diode PIN est polarisée en inverse.
  • La diode PIN est utilisée comme détecteur photo pour convertir la lumière en courant qui a lieu dans la couche d'appauvrissement d'une photodiode, la montée de la couche d'appauvrissement en insérant la couche intrinsèque fait progresser les performances en augmentant le volume là où le changement de lumière se produit.
  • Cette diode est un élément idéal pour donner la commutation électronique dans les applications de l'électronique. Il est principalement utile pour les applications de conception RF et également pour fournir la commutation ou un élément d'atténuation dans les atténuateurs RF et les commutateurs RF. La diode PIN est capable de donner des niveaux de cohérence beaucoup plus élevés que les relais RF qui sont souvent la seule autre alternative.
  • Les principales applications de la diode PIN sont décrites ci-dessus, bien qu'elles puissent également être appliquées dans d'autres domaines

Caractéristiques de la diode PIN

Les caractéristiques de la diode PIN sont les suivantes

Cela obéit à l'équation de diode typique pour les signaux de faible fréquence. À des fréquences plus élevées, la diode PIN apparaît comme une résistance à peu près parfaite. Il existe un ensemble de charges stockées dans la région intrinsèque. Aux faibles fréquences, la charge peut être détachée et la diode désactivée.

À des fréquences plus élevées, il n'y a pas suffisamment de temps pour éliminer la charge, de sorte que la diode PIN ne s'éteint jamais. La diode a un temps de récupération inverse réduit. Une diode PIN correctement polarisée se comporte donc comme une résistance variable. Cette résistance haute fréquence peut différer sur une large plage (de 0,1 Ω à 10 kΩ dans certains cas, la plage pratique est cependant plus légère).

La zone intrinsèque plus large signifie également que la diode PIN aura une faible capacité lorsqu'elle est polarisée en inverse. Dans cette diode, la région d'appauvrissement existe complètement dans la région intrinsèque. Cette région d'appauvrissement est bien meilleure que dans une diode PN, et de taille presque constante, indépendamment de la polarisation inverse appliquée à la diode PN.

Cela augmente la quantité où des paires d'électrons-trous peuvent être produites par un photon d'occurrence. Certains appareils photo-détecteurs comme transistors photo et les photodiodes PIN utilisent une jonction PIN dans leur construction.

La conception de la diode PIN présente certains compromis de conception. L'augmentation des amplitudes de la région intrinsèque permet à la diode d'apparaître comme une résistance à des fréquences mineures. Cela affecte le temps nécessaire pour éteindre la diode et sa capacité de shunt. Par conséquent, il est essentiel de choisir un appareil avec les propriétés les plus adaptées à une utilisation particulière

Il s'agit donc des bases, du fonctionnement et des applications des diodes PIN. Nous espérons que vous avez une meilleure compréhension de ce concept ou mettre en œuvre tous projets électriques et électroniques , veuillez donner vos précieuses suggestions en commentant dans la section des commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la fonction de la diode PIN?