Il diodo PIN è un'alterazione della giunzione PN per applicazioni particolari. Dopo il diodo di giunzione PN è stato sviluppato negli anni 1940, il diodo è stato utilizzato per la prima volta come raddrizzatore ad alta potenza, a bassa frequenza durante l'anno 1952. La presenza di uno strato intrinseco può aumentare in modo significativo la tensione di rottura per l'applicazione di alta tensione. Questo strato intrinseco offre anche proprietà eccitanti quando il dispositivo funziona ad alte frequenze nella gamma di onde radio e microonde. Un diodo PIN è un tipo di diodo con una regione di semiconduttore intrinseca ampia e non drogata tra una regione di semiconduttore di tipo P e di tipo N. Queste regioni sono normalmente fortemente drogate poiché vengono utilizzate per contatti ohmici. La regione intrinseca più ampia è indifferenza a un normale diodo p – n. Questa regione rende il diodo un raddrizzatore inferiore, ma lo rende adatto per interruttori rapidi, attenuatori, fotorilevatori e applicazioni di elettronica di potenza ad alta tensione.

Schema del chip diodo PIN

Cos'è un diodo PIN?

Il diodo PIN è un tipo di fotorilevatore, utilizzato per convertire il segnale ottico in un segnale elettrico. Il diodo PIN comprende tre regioni, vale a dire regione P, regione I e regione N. Tipicamente, entrambe le regioni P e N sono fortemente drogate poiché vengono utilizzate per contatti ohmici. La regione intrinseca nel diodo è in contrasto con un diodo a giunzione PN. Questa regione rende il diodo PIN un raddrizzatore inferiore, ma lo rende appropriato per interruttori rapidi, attenuatori, fotorilevatori e applicazioni dell'elettronica di potenza ad alta tensione .

“testare il condensatore con un multimetro ”

Diodo PIN

Struttura e funzionamento del diodo PIN

Il termine diodo PIN prende il nome dal fatto che include tre strati principali. Piuttosto che avere solo un livello di tipo P e uno di tipo N, ha tre livelli come

Strato di tipo P.
Strato intrinseco
Strato di tipo N.

Il principio di funzionamento del diodo PIN è esattamente lo stesso di un normale diodo. La differenza principale è che la regione di svuotamento, poiché quella normalmente esistente tra entrambe le regioni P e N in un diodo polarizzato o non polarizzato è più grande. In qualsiasi diodo a giunzione PN, la regione P contiene fori poiché è stata drogata per assicurarsi che abbia la maggior parte dei fori. Allo stesso modo la regione N è stata drogata per trattenere gli elettroni in eccesso.

Struttura del diodo PIN

Lo strato tra le regioni P & N non include portatori di carica in quanto eventuali elettroni o lacune si fondono Poiché la regione di esaurimento del diodo non ha portatori di carica, funziona come isolante. La regione di esaurimento esiste all'interno di un diodo PIN, ma se il diodo PIN è polarizzato in avanti, i portatori entrano nella regione di esaurimento e quando i due tipi di portanti si uniscono, inizia il flusso di corrente.

Quando il diodo PIN è collegato in polarizzazione diretta, i portatori di carica sono molto più alti del livello di attenzione del portatore intrinseco. Per questo motivo il campo elettrico e il livello di iniezione ad alto livello si estendono in profondità nella regione. Questo campo elettrico aiuta ad accelerare lo spostamento dei portatori di carica dalla regione P alla regione N, che si traduce in un funzionamento più rapido del diodo PIN, rendendolo un dispositivo appropriato per operazioni ad alta frequenza.

Applicazioni dei diodi PIN

Le applicazioni del PIN includono principalmente le seguenti aree

Il diodo PIN viene utilizzato come raddrizzatore ad alta tensione. Lo strato intrinseco nel diodo offre una partizione tra i due strati, consentendo di tollerare tensioni inverse più elevate
Il diodo PIN viene utilizzato come un interruttore a radiofrequenza ideale. Lo strato intrinseco tra gli strati P & N aumenta lo spazio tra di loro. Ciò riduce anche la capacità tra entrambe le regioni, aumentando così il livello di isolamento quando il diodo PIN è polarizzato inversamente.
Il diodo PIN viene utilizzato come rilevatore di foto per convertire la luce nella corrente che avviene nello strato di esaurimento di un fotodiodo, alzando lo strato di esaurimento inserendo lo strato intrinseco si fa progredire la prestazione aumentando il volume in cui avviene il cambiamento di luce.
Questo diodo è un elemento ideale per fornire commutazione elettronica in applicazioni di elettronica. È utile principalmente per le applicazioni di progettazione RF e anche per fornire la commutazione o un elemento di attenuazione negli attenuatori RF e negli interruttori RF. Il diodo PIN è in grado di fornire livelli di consistenza molto più elevati rispetto ai relè RF che spesso sono l'unica altra alternativa.
Le principali applicazioni del diodo PIN sono discusse sopra, sebbene possano essere applicate anche in alcune altre aree

Caratteristiche del diodo PIN

Le caratteristiche del diodo PIN includono quanto segue

Ciò obbedisce alla tipica equazione del diodo per segnali a bassa frequenza. A frequenze più alte, il diodo PIN appare come un resistore approssimativamente perfetto. C'è una serie di carica immagazzinata nella regione intrinseca. A piccole frequenze, la carica può essere staccata e il diodo spento.

A frequenze più alte, non c'è tempo sufficiente per eliminare la carica, quindi il diodo PIN non si spegne mai. Il diodo ha un tempo di ripristino inverso ridotto. Un diodo PIN opportunamente polarizzato, si comporta quindi come un resistore variabile. Questa resistenza ad alta frequenza può differire su un ampio intervallo (da 0,1 Ω a 10 kΩ in alcuni casi, tuttavia, l'intervallo pratico è inferiore).

L'area intrinseca più ampia significa anche che il diodo PIN avrà una bassa capacità quando polarizzato inversamente. In questo diodo, la regione di esaurimento esiste completamente nella regione intrinseca. Questa regione di esaurimento è molto migliore rispetto a un diodo PN e di dimensioni quasi costanti, indipendentemente dalla polarizzazione inversa applicata al diodo PN.

Ciò aumenta la quantità in cui le coppie di elettroni possono essere prodotte da un fotone di occorrenza. Alcuni dispositivi di rilevamento della foto come transistor foto e i fotodiodi PIN impiegano una giunzione PIN nella loro costruzione.

Il design del diodo PIN presenta alcuni compromessi di progettazione. L'aumento delle magnitudini della regione intrinseca consente al diodo di apparire come un resistore a frequenze minori. Influisce dannosamente sul tempo necessario per spegnere il diodo e la sua capacità di shunt. Pertanto, è fondamentale scegliere un dispositivo con le proprietà più adatte per un uso particolare

Quindi, si tratta di basi, funzionamento e applicazioni del diodo PIN. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto o di implementare eventuali progetti elettrici ed elettronici , per favore dai i tuoi preziosi suggerimenti commentando nella sezione commenti qui sotto. Ecco una domanda per te, qual è la funzione del diodo PIN?