El efecto del diodo de carburo de silicio de alta potencia enFotodetector PIN
El diodo PIN de carburo de silicio de alta potencia siempre ha sido uno de los temas de mayor interés en la investigación de dispositivos de potencia. Un diodo PIN es un diodo cristalino construido intercalando una capa de semiconductor intrínseco (o semiconductor con baja concentración de impurezas) entre la región P+ y la región n+. La "i" en PIN es la abreviatura de "intrínseco", ya que es imposible que exista un semiconductor puro sin impurezas; por lo tanto, la capa I del diodo PIN en la práctica contiene, en mayor o menor medida, una pequeña cantidad de impurezas de tipo P o N. Actualmente, el diodo PIN de carburo de silicio adopta principalmente estructuras de meseta y planas.
Cuando la frecuencia de operación del diodo PIN supera los 100 MHz, debido al efecto de almacenamiento de algunos portadores y al efecto del tiempo de tránsito en la capa I, el diodo pierde su capacidad de rectificación y se comporta como un elemento de impedancia, cuyo valor varía con la tensión de polarización. Con polarización cero o polarización inversa de CC, la impedancia en la región I es muy alta. Con polarización directa de CC, la región I presenta un estado de baja impedancia debido a la inyección de portadores. Por lo tanto, el diodo PIN puede utilizarse como un elemento de impedancia variable. En el campo del control de microondas y radiofrecuencia (RF), a menudo es necesario utilizar dispositivos de conmutación para lograr la conmutación de señales, especialmente en algunos centros de control de señales de alta frecuencia. Los diodos PIN poseen excelentes capacidades de control de señales de RF y también se utilizan ampliamente en circuitos de desplazamiento de fase, modulación, limitación, entre otros.
El diodo de carburo de silicio de alta potencia se utiliza ampliamente en el sector eléctrico debido a sus excelentes características de resistencia a la tensión, empleándose principalmente como tubo rectificador de alta potencia.diodo PINPresenta una alta tensión crítica de ruptura inversa (VB) debido a la baja concentración de dopante en la capa i central, que soporta la mayor parte de la caída de tensión. Aumentar el espesor de la zona I y reducir su concentración de dopante mejora eficazmente la tensión de ruptura inversa del diodo PIN, pero la presencia de la zona I incrementa, en cierta medida, la caída de tensión directa (VF) y el tiempo de conmutación del dispositivo. Los diodos de carburo de silicio compensan estas deficiencias. El carburo de silicio posee un campo eléctrico de ruptura crítica diez veces superior al del silicio, lo que permite reducir el espesor de la zona I del diodo de carburo de silicio a una décima parte del de un tubo de silicio, manteniendo una alta tensión de ruptura. Gracias a la buena conductividad térmica del carburo de silicio, no se presentan problemas significativos de disipación de calor. Por ello, los diodos de carburo de silicio de alta potencia se han convertido en dispositivos rectificadores fundamentales en la electrónica de potencia moderna.
Debido a su bajísima corriente de fuga inversa y su alta movilidad de portadores, los diodos de carburo de silicio resultan muy atractivos en el campo de la detección fotoeléctrica. Una baja corriente de fuga reduce la corriente oscura del detector y, por consiguiente, el ruido; la alta movilidad de portadores mejora eficazmente la sensibilidad del carburo de silicio.detector PIN(Fotodetector PIN). Las características de alta potencia de los diodos de carburo de silicio permiten que los detectores PIN detecten fuentes de luz más intensas y se utilizan ampliamente en el sector espacial. El diodo de carburo de silicio de alta potencia ha recibido gran atención debido a sus excelentes características, y su investigación se ha desarrollado considerablemente.
Fecha de publicación: 13 de octubre de 2023