Влияние мощного карбидокремниевого диода на PIN-фотодетектор
Мощный PIN-диод из карбида кремния всегда был одной из горячих точек в области исследований силовых устройств.PIN-диод представляет собой кристаллический диод, построенный путем размещения слоя собственного полупроводника (или полупроводника с низкой концентрацией примесей) между областью P+ и областью n+.I в PIN — это английская аббревиатура, означающая «внутренний», поскольку невозможно существование чистого полупроводника без примесей, поэтому слой I PIN-диода в приложении более или менее смешан с небольшим количеством P Примеси -типа или N-типа.В настоящее время PIN-диод из карбида кремния в основном имеет меза-структуру и плоскую структуру.
Когда рабочая частота PIN-диода превышает 100 МГц, из-за эффекта хранения нескольких несущих и эффекта времени прохождения в слое I диод теряет эффект выпрямления и становится импедансным элементом, а значение его 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 с низким импедансом из-за инжекции несущей.Таким образом, PIN-диод можно использовать в качестве элемента с переменным импедансом. В области микроволнового и радиочастотного управления часто необходимо использовать переключающие устройства для переключения сигнала, особенно в некоторых центрах управления высокочастотными сигналами. PIN-диоды имеют превосходные характеристики. Возможности управления радиочастотным сигналом, но также широко используются в фазовом сдвиге, модуляции, ограничении и других схемах.
Мощный диод из карбида кремния широко используется в энергетической сфере из-за его превосходных характеристик сопротивления напряжению, в основном используется в качестве выпрямительной трубки высокой мощности.PIN-диод имеет высокое обратное критическое напряжение пробоя VB из-за низкого легирования слоя i 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, и диод из карбидокремниевого материала может восполнить эти недостатки.Карбид кремния в 10 раз превышает критическое электрическое поле пробоя кремния, так что толщину зоны карбидокремниевого диода I можно уменьшить до одной десятой толщины кремниевой трубки, сохраняя при этом высокое напряжение пробоя в сочетании с хорошей теплопроводностью карбидокремниевых материалов. , не будет очевидных проблем с рассеиванием тепла, поэтому мощный карбидокремниевый диод стал очень важным выпрямительным устройством в области современной силовой электроники.
Из-за очень малого обратного тока утечки и высокой подвижности носителей карбидокремниевые диоды имеют большую привлекательность в области фотоэлектрического обнаружения.Небольшой ток утечки может уменьшить темновой ток детектора и уменьшить шум;Высокая подвижность носителей может эффективно повысить чувствительность PIN-детектора из карбида кремния (PIN-фотодетектора).Высокие энергетические характеристики карбидокремниевых диодов позволяют PIN-детекторам обнаруживать более сильные источники света и широко используются в космической области.Мощный карбидокремниевый диод привлек внимание из-за его превосходных характеристик, и его исследования также получили широкое развитие.
Время публикации: 13 октября 2023 г.