Влияние мощного диода из карбида кремния наPIN-фотодетектор
Мощные PIN-диоды из карбида кремния всегда были одним из самых востребованных направлений в области исследований силовых устройств. PIN-диод – это кристаллический диод, построенный путем размещения слоя собственного полупроводника (или полупроводника с низкой концентрацией примесей) между P+- и n+-областями. Буква i в аббревиатуре PIN – это английское сокращение от «intrinsic» (собственный), поскольку существование чистого полупроводника без примесей невозможно, поэтому слой I PIN-диода в данном случае в той или иной степени смешан с небольшим количеством примесей P- или N-типа. В настоящее время PIN-диоды из карбида кремния в основном имеют мезаструктуру и плоскостную структуру.
Когда рабочая частота PIN-диода превышает 100 МГц, из-за эффекта накопления нескольких носителей и эффекта времени прохождения в слое I диод теряет эффект выпрямления и становится элементом импеданса, и его значение импеданса изменяется в зависимости от напряжения смещения. При нулевом смещении или постоянном обратном смещении импеданс в области I очень велик. При постоянном прямом смещении область I представляет собой состояние с низким импедансом из-за инжекции носителей. Таким образом, PIN-диод может использоваться в качестве элемента с переменным импедансом 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 фазы, модуляции, ограничения и других схемах.
Мощные карбид-кремниевые диоды широко используются в электроэнергетике благодаря своим превосходным характеристикам сопротивления напряжению, в основном в качестве мощных выпрямительных ламп.PIN-диодимеет высокое обратное критическое напряжение пробоя 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 напряжение пробоя PIN-диода, но наличие зоны I улучшит прямое падение напряжения VF всего устройства и время переключения устройства в определенной степени, а диод, изготовленный из материала на основе карбида кремния, может компенсировать эти недостатки. Карбид кремния в 10 раз превышает критическое электрическое поле пробоя кремния, так что толщина зоны I карбид кремниевого диода может быть уменьшена до одной десятой кремниевой трубки, сохраняя при этом высокое напряжение пробоя, в сочетании с хорошей теплопроводностью материалов на основе карбида кремния, не будет очевидных проблем с рассеиванием тепла, поэтому мощный карбид кремниевый диод стал очень важным выпрямительным устройством в области современной силовой электроники.
Благодаря очень малому обратному току утечки и высокой подвижности носителей заряда, диоды на основе карбида кремния представляют большой интерес для фотоэлектрических детекторов. Малый ток утечки может уменьшить темновой ток детектора и снизить уровень шума; высокая подвижность носителей заряда может эффективно повысить чувствительность диодов на основе карбида кремния.Детектор PIN-кода(PIN-фотодетектор). Высокая мощность карбид-кремниевых диодов позволяет PIN-детекторам обнаруживать более мощные источники света и широко используется в космической отрасли. Высокомощные карбид-кремниевые диоды привлекли внимание благодаря своим превосходным характеристикам, и их исследования получили широкое развитие.
Время публикации: 13 октября 2023 г.