تأثير ثنائي كربيد السيليكون عالي القدرة علىكاشف ضوئي لرقم التعريف الشخصي
لطالما كان ثنائي PIN عالي القدرة المصنوع من كربيد السيليكون أحد أبرز التطورات في مجال أبحاث أجهزة الطاقة. ثنائي PIN هو ثنائي بلوري يُصنع بوضع طبقة من أشباه الموصلات الداخلية (أو أشباه الموصلات منخفضة التركيز من الشوائب) بين منطقتي P+ وn+. الحرف i في PIN اختصار إنجليزي لكلمة "جوهري"، إذ لا يمكن وجود أشباه موصلات نقية خالية من الشوائب، ولذلك تكون طبقة I في ثنائي PIN، في التطبيقات، مختلطة تقريبًا بكمية قليلة من الشوائب من النوع P أو N. يعتمد ثنائي PIN المصنوع من كربيد السيليكون حاليًا بشكل أساسي على بنية ميسا وبنية مستوية.
عندما يتجاوز تردد تشغيل ثنائي PIN 100 ميجاهرتز، بسبب تأثير تخزين عدد قليل من الناقلات وتأثير وقت العبور في الطبقة الأولى، يفقد الثنائي تأثير التصحيح ويصبح عنصر معاوقة، وتتغير قيمة معاوقته مع جهد التحيز. عند انحياز صفري أو انحياز عكسي للتيار المستمر، تكون المعاوقة في منطقة I عالية جدًا. في الانحياز الأمامي للتيار المستمر، تقدم منطقة I حالة معاوقة منخفضة بسبب حقن الناقل. لذلك، يمكن استخدام ثنائي PIN كعنصر معاوقة متغيرة، في مجال التحكم في الموجات الدقيقة والترددات الراديوية، غالبًا ما يكون من الضروري استخدام أجهزة التبديل لتحقيق تبديل الإشارة، وخاصة في بعض مراكز التحكم في إشارات التردد العالي، تتمتع ثنائيات PIN بقدرات تحكم فائقة في إشارة التردد اللاسلكي، ولكنها تُستخدم أيضًا على نطاق واسع في إزاحة الطور والتعديل والحد وغيرها من الدوائر.
يُستخدم ثنائي كربيد السيليكون عالي القدرة على نطاق واسع في مجال الطاقة نظرًا لخصائصه العالية في مقاومة الجهد، ويُستخدم بشكل رئيسي كأنبوب مقوم عالي القدرة.الصمام الثنائي PINيتمتع بجهد انهيار حرج عكسي مرتفع VB، وذلك بفضل انخفاض طبقة التشويب i في المنتصف التي تحمل انخفاض الجهد الرئيسي. يمكن أن يؤدي زيادة سمك المنطقة I وتقليل تركيز التشويب في المنطقة I إلى تحسين جهد الانهيار العكسي للثنائي PIN بشكل فعال، ولكن وجود المنطقة I سيحسن انخفاض الجهد الأمامي VF للجهاز بأكمله ووقت تبديل الجهاز إلى حد ما، ويمكن للثنائي المصنوع من مادة كربيد السيليكون تعويض هذه العيوب. كربيد السيليكون 10 أضعاف المجال الكهربائي الحرج للانهيار للسيليكون، بحيث يمكن تقليل سمك منطقة ثنائي كربيد السيليكون I إلى عُشر أنبوب السيليكون، مع الحفاظ على جهد انهيار مرتفع، إلى جانب الموصلية الحرارية الجيدة لمواد كربيد السيليكون، لن تكون هناك مشاكل واضحة في تبديد الحرارة، لذلك أصبح ثنائي كربيد السيليكون عالي القدرة جهاز تقويم مهم للغاية في مجال إلكترونيات الطاقة الحديثة.
بفضل تيار التسرب العكسي الصغير جدًا وحركة الناقل العالية، تتمتع ثنائيات كربيد السيليكون بجاذبية كبيرة في مجال الكشف الكهروضوئي. يُقلل تيار التسرب الصغير من تيار الظلام في الكاشف ويُقلل الضوضاء؛ كما تُحسّن حركة الناقل العالية حساسية كربيد السيليكون بفعالية.كاشف رقم التعريف الشخصي (PIN)(كاشف ضوئي PIN). تُمكّن خصائص ثنائيات كربيد السيليكون عالية القدرة كواشف PIN من اكتشاف مصادر ضوء أقوى، وتُستخدم على نطاق واسع في مجال الفضاء. وقد حظيت ثنائيات كربيد السيليكون عالية القدرة باهتمام كبير نظرًا لخصائصها الممتازة، كما شهدت أبحاثها تطورًا كبيرًا.
وقت النشر: ١٣ أكتوبر ٢٠٢٣