Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

P и N - области как правило легируются сильно, так как они часто используются для омического контакта к металлу





Доверь свою работу кандидату наук!
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь

PIN-диод — разновидность диода, в котором между областями электронной (N) и дырочной (P) проводимости находится собственный полупроводник (I-область).

Функциональная структура PIN-диода

СтруктураPIN-диода представлена на рисунке 1.22(б).

Эти диоды способны пропускать достаточно большие токи и в то же время имеющие малую ёмкость, позволяющую применять его в сантиметровом диапазоне волн (СВЧ).

.Широкая нелегированная I-область делает PIN-диод плохим выпрямителем, но, с другой стороны, это позволяет использовать его в аттенюаторах , быстрых переключателях, фотодетекторах, а также

в высоковольтной электронике в сантиметровом диапазоне волн.

Принцип работы

Характерные качества PIN-диода проявляются при работе в режиме сильной инжекции, когда I-область заполняется носителями заряда из сильнолегированных N+ и P+ областей, к которым прикладывается прямое смещение напряжения. PIN -диод начинает пропускать ток, как только заполнится носителями заряда I-область.

Из-за того, что в I-области очень низкая концентрация носителей заряда, там практически отсутствуют процессы рекомбинации во время инжекции. Но в режиме прямого смещения концентрация носителей заряда на несколько порядков превышает собственную концентрацию.

На низких частотах для PIN-диода справедливы те же уравнения, что и для обычного. На высоких частотах PIN-диод ведет себя как практически идеальный резистор - его вольт-амперная характеристика (ВАХ) линейна даже для очень большого значения напряжения. В I-области находится большое количество накопленного заряда, который позволяет диоду работать. На низких частотах заряд в I-области рекомбинирует и диод выключается.

Высокочастотное сопротивление обратно пропорционально постоянному току, протекающему через PIN-диод. Таким образом, можно варьировать значение сопротивления в широких пределах - от 0.1 Ом до 10кОм - меняя постоянную составляющую тока.

Большая ширина I-области также означает, что PIN-диод имеет небольшую ёмкость при обратном смещении.



Области пространственного заряда (ОПЗ) в PIN-диоде практически полностью находятся в I-области. По сравнению с обычными, PIN-диод имеет значительно большую ОПЗ, границы которой незначительно меняются в зависимости от приложенного обратного напряжения. При проектировании PIN -диода с одной стороны, увеличивая величину I-области (а соответственно и количество накопленного заряда) можно добиться резистивного поведения диода на более низких частотах, но с другой стороны, при этом для рекомбинации заряда и перехода в закрытое состояние потребуется большее время. Поэтому PIN -диоды каждый раз проектируются под конкретное назначение.

.Лавинно-пролетный диод — диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Лавинно-пролётные диоды применяются в основном для генерации колебаний в диапазоне СВЧ. Процессы, происходящие в полупроводниковой структуре диода, ведут к тому, что активная составляющая полного комплексного сопротивления на малом переменном сигнале в определенном диапазоне частот отрицательна

 

 

1. Контактный слой

2. Область образования PN перехода

3. Область дрейфа электронов

а б

 

Рисунок 1.23 - Структура (а) и вольт-амперная характеристика(б) лавинно-пролетного диода

. Рабочей для лавинно-пролётного диода является область лавинного пробоя. Для изготовления лавинно-пролетных диодов используют кремний и арсенид галлия. При напряжении, близком к пробивному, обеднённый слой PN-перехода распространяется на всю базу. При этом напряжённость электрического поля растет от NN+- перехода к P+N - переходу, вблизи которого можно выделить тонкую область, в котором напряжённость превышает пробивное значение, и происходит лавинное размножение носителей. Образующиеся при этом дырки втягиваются полем в P+- область, а электроны дрейфуют к N+-области. Эта область называется слоем лавинного размножения. За его пределами дополнительных электронов не возникает. Таким образом, слой лавинного размножения является поставщиком электронов. При подаче на контакты диода переменного напряжения такого, что в течение положительного полупериода напряжение существенно больше, а в течение отрицательного — существенно меньше напряжения пробоя, ток в слое умножения приобретает вид коротких импульсов, максимум которых запаздывает по отношению к максимуму напряжения приблизительно на четверть периода (лавинное запаздывание). Из слоя умножения периодически выходят сгустки электронов, которые движутся через слой дрейфа в течение отрицательного полупериода, когда генерация электронов в слое умножения прекращается. Движущиеся сгустки наводят во внешней цепи ток, почти постоянный в течение времени пролета. Таким образом, ток в диоде имеет вид прямоугольных импульсов. Этот режим работы диода называется пролётным.

Выводы:1. СВЧ диоды предназначены для работы на частотах 108…109 Гц и поэтому имеют точечный PN-переход. 2.Для ускорения рассасывания неосновных носителей заряда в базе СВЧ диоды изготавливают из полупроводника с высокой концентрацией примеси. В результате этого PN-переход получается очень тонким и пробивное напряжение и выпрямленный ток у СВЧ диодов ограничивают возможности их применения в качестве переключающих элементов. 4. Этого недостатка не имеют PIN-диоды, которые являются плоскостными, но имеют очень малую емкость.

Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой




Дата добавления: 2014-11-16; Просмотров: 1565; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.016 сек.