تأثير الصمام الثنائي كربيد السيليكون عالي الطاقة على كاشف PIN الضوئي

تأثير الصمام الثنائي كربيد السيليكون عالي الطاقة على كاشف PIN الضوئي

لقد كان الصمام الثنائي PIN من كربيد السيليكون عالي الطاقة دائمًا أحد النقاط الساخنة في مجال أبحاث أجهزة الطاقة. الصمام الثنائي PIN هو صمام ثنائي بلوري تم إنشاؤه عن طريق وضع طبقة من أشباه الموصلات الجوهرية (أو أشباه الموصلات ذات التركيز المنخفض من الشوائب) بين منطقة P+ ومنطقة n+. إن i في PIN هو اختصار باللغة الإنجليزية لمعنى "جوهري"، لأنه من المستحيل وجود شبه موصل نقي بدون شوائب، لذلك يتم خلط طبقة I من الصمام الثنائي PIN في التطبيق بشكل أو بآخر مع كمية صغيرة من P. -شوائب من النوع N أو النوع N. في الوقت الحاضر، يعتمد الصمام الثنائي PIN من كربيد السيليكون بشكل أساسي هيكل Mesa وهيكل المستوى.

عندما يتجاوز تردد تشغيل الصمام الثنائي PIN 100 ميجاهرتز، بسبب تأثير التخزين لعدد قليل من الموجات الحاملة وتأثير وقت العبور في الطبقة الأولى، يفقد الصمام الثنائي تأثير التصحيح ويصبح عنصر مقاومة، وتتغير قيمة المعاوقة مع جهد التحيز. عند الانحياز الصفري أو الانحياز العكسي للتيار المستمر، تكون الممانعة في المنطقة I عالية جدًا. في التحيز الأمامي للتيار المستمر، تقدم المنطقة I حالة مقاومة منخفضة بسبب حقن الموجة الحاملة. لذلك، يمكن استخدام الصمام الثنائي PIN كعنصر مقاومة متغيرة، في مجال التحكم في الموجات الدقيقة والترددات اللاسلكية، غالبًا ما يكون من الضروري استخدام أجهزة التبديل لتحقيق تبديل الإشارة، خاصة في بعض مراكز التحكم في الإشارات عالية التردد، تتمتع الثنائيات PIN بتفوق قدرات التحكم في إشارة الترددات اللاسلكية، ولكنها تستخدم أيضًا على نطاق واسع في تحويل الطور والتشكيل والحد والدوائر الأخرى.

يستخدم صمام ثنائي كربيد السيليكون عالي الطاقة على نطاق واسع في مجال الطاقة بسبب خصائص مقاومة الجهد الفائقة، ويستخدم بشكل أساسي كأنبوب مقوم عالي الطاقة. يحتوي الصمام الثنائي PIN على جهد انهيار حرج عكسي مرتفع VB، وذلك بسبب انخفاض طبقة المنشطات i في المنتصف والتي تحمل انخفاض الجهد الرئيسي. زيادة سمك المنطقة I وتقليل تركيز المنشطات في المنطقة I يمكن أن يحسن بشكل فعال جهد الانهيار العكسي للصمام الثنائي PIN، ولكن وجود المنطقة I سيحسن انخفاض الجهد الأمامي VF للجهاز بأكمله ووقت تبديل الجهاز إلى حد ما، ويمكن للصمام الثنائي المصنوع من مادة كربيد السيليكون تعويض هذه النواقص. كربيد السيليكون 10 أضعاف المجال الكهربائي للانهيار الحرج للسيليكون، بحيث يمكن تقليل سماكة منطقة الصمام الثنائي كربيد السيليكون إلى عُشر أنبوب السيليكون، مع الحفاظ على جهد انهيار عالي، إلى جانب التوصيل الحراري الجيد لمواد كربيد السيليكون. ، لن تكون هناك مشاكل واضحة في تبديد الحرارة، لذلك أصبح الصمام الثنائي كربيد السيليكون عالي الطاقة جهاز مقوم مهم جدًا في مجال إلكترونيات الطاقة الحديثة.

بسبب تيار التسرب العكسي الصغير جدًا وقابلية الحركة العالية للحامل، تتمتع ثنائيات كربيد السيليكون بجاذبية كبيرة في مجال الكشف الكهروضوئي. تيار التسرب الصغير يمكن أن يقلل من التيار المظلم للكاشف ويقلل الضوضاء. يمكن لحركة الناقل العالية أن تحسن بشكل فعال حساسية كاشف PIN من كربيد السيليكون (كاشف PIN الضوئي). تتيح خصائص الطاقة العالية لثنائيات كربيد السيليكون لأجهزة كشف PIN اكتشاف مصادر ضوء أقوى وتستخدم على نطاق واسع في مجال الفضاء. لقد تم الاهتمام بصمام ثنائي كربيد السيليكون عالي الطاقة بسبب خصائصه الممتازة، كما تم تطوير أبحاثه بشكل كبير.