Влияние мощного диода из карбида кремния наPIN-фотодетектор
Мощный PIN-диод из карбида кремния всегда был одной из горячих точек в области исследований силовых устройств. PIN-диод — это кристаллический диод, сконструированный путем размещения слоя собственного полупроводника (или полупроводника с низкой концентрацией примесей) между областью P+ и областью n+. I в PIN — это английская аббревиатура для значения «intrinsic», поскольку невозможно существование чистого полупроводника без примесей, поэтому слой I PIN-диода в приложении более или менее смешан с небольшим количеством примесей P-типа или N-типа. В настоящее время PIN-диод из карбида кремния в основном принимает структуру Mesa и плоскую структуру.
Когда рабочая частота PIN-диода превышает 100 МГц, из-за эффекта хранения нескольких носителей и эффекта времени прохождения в слое I диод теряет эффект выпрямления и становится элементом импеданса, а его значение импеданса изменяется в зависимости от напряжения смещения. При нулевом смещении или обратном смещении постоянного тока импеданс в области I очень высок. При прямом смещении постоянного тока область I представляет собой состояние низкого импеданса из-за инжекции носителей. Поэтому PIN-диод можно использовать в качестве элемента переменного импеданса, в области управления СВЧ и ВЧ часто необходимо использовать коммутационные устройства для достижения переключения сигнала, особенно в некоторых центрах управления высокочастотными сигналами, PIN-диоды обладают превосходными возможностями управления ВЧ-сигналом, но также широко используются в схемах сдвига фаз, модуляции, ограничения и других схемах.
Мощный диод из карбида кремния широко используется в области электроэнергетики благодаря своим превосходным характеристикам сопротивления напряжению, в основном используется в качестве мощной выпрямительной трубки.PIN-диодимеет высокое обратное критическое пробивное напряжение VB, из-за низкого легирования i слоя в середине, несущего основное падение напряжения. Увеличение толщины зоны I и уменьшение концентрации легирования зоны I может эффективно улучшить обратное пробивное напряжение PIN-диода, но наличие зоны I улучшит прямое падение напряжения VF всего устройства и время переключения устройства в определенной степени, и диод, изготовленный из материала карбида кремния, может восполнить эти недостатки. Карбид кремния в 10 раз превышает критическое пробивное электрическое поле кремния, так что толщина зоны I диода из карбида кремния может быть уменьшена до одной десятой кремниевой трубки, при сохранении высокого пробивного напряжения в сочетании с хорошей теплопроводностью материалов карбида кремния, не будет очевидных проблем с рассеиванием тепла, поэтому мощный диод из карбида кремния стал очень важным выпрямительным устройством в области современной силовой электроники.
Благодаря очень малому обратному току утечки и высокой подвижности носителей, диоды из карбида кремния имеют большую привлекательность в области фотоэлектрического обнаружения. Малый ток утечки может уменьшить темновой ток детектора и уменьшить шум; Высокая подвижность носителей может эффективно улучшить чувствительность карбида кремнияДетектор PIN-кода(PIN-фотодетектор). Высокомощные характеристики диодов из карбида кремния позволяют детекторам PIN обнаруживать более сильные источники света и широко используются в космической сфере. Высокомощный диод из карбида кремния привлек внимание из-за своих превосходных характеристик, и его исследования также получили большое развитие.
Время публикации: 13 октября 2023 г.