Жоғары қуатты кремний карбидті диодтың әсеріPIN фотодетекторы
Жоғары қуатты кремний карбидті PIN диоды әрқашан қуат құрылғыларын зерттеу саласындағы ең маңызды нүктелердің бірі болды. PIN диоды - P+ аймағы мен n+ аймағы арасында меншікті жартылай өткізгіш қабатын (немесе қоспалардың концентрациясы төмен жартылай өткізгішті) орналастыру арқылы жасалған кристалды диод. PIN тіліндегі i әрпі - «ішкі» мағынасының ағылшынша қысқартылған нұсқасы, себебі қоспасыз таза жартылай өткізгіштің болуы мүмкін емес, сондықтан қолданбадағы PIN диодының I қабаты аз мөлшерде P типті немесе N типті қоспалармен араласады. Қазіргі уақытта кремний карбидті PIN диоды негізінен Mesa құрылымын және жазық құрылымын қабылдайды.
PIN диодының жұмыс жиілігі 100 МГц-тен асқан кезде, бірнеше тасымалдаушылардың сақтау әсері және I қабатындағы транзиттік уақыт әсері салдарынан, диод түзету әсерін жоғалтады және импеданс элементіне айналады, ал оның импеданс мәні ығысу кернеуімен өзгереді. Нөлдік ығысу немесе тұрақты токтың кері ығысуында I аймағындағы импеданс өте жоғары болады. Тұрақты токтың алға ығысуында I аймағы тасымалдаушы инъекциясына байланысты төмен импеданс күйін көрсетеді. Сондықтан PIN диодын айнымалы импеданс элементі ретінде пайдалануға болады, микротолқынды және радиожиілікті басқару саласында сигналды ауыстыруға қол жеткізу үшін коммутациялық құрылғыларды пайдалану қажет, әсіресе кейбір жоғары жиілікті сигналды басқару орталықтарында PIN диодтары жоғары радиожиілікті сигналды басқару мүмкіндіктеріне ие, сонымен қатар фазалық ығысуда, модуляцияда, шектеуде және басқа да тізбектерде кеңінен қолданылады.
Жоғары қуатты кремний карбидті диоды кернеуге төзімділік сипаттамаларының жоғары болуына байланысты энергетикалық салада кеңінен қолданылады, негізінен жоғары қуатты түзеткіш түтік ретінде қолданылады.PIN диодынегізгі кернеудің төмендеуін көтеретін ортасындағы легирлеу i қабатының төмен болуына байланысты жоғары кері критикалық тесілу кернеуі VB бар. I аймақтың қалыңдығын арттыру және I аймақтың легирлеу концентрациясын азайту PIN диодының кері тесілу кернеуін тиімді түрде жақсарта алады, бірақ I аймақтың болуы бүкіл құрылғының алға кернеудің төмендеуі VF және құрылғының ауысу уақытын белгілі бір дәрежеде жақсартады, ал кремний карбидті материалдан жасалған диод бұл кемшіліктерді өтей алады. Кремний карбиді кремнийдің критикалық тесілу электр өрісінен 10 есе үлкен, сондықтан кремний карбидті диодтың I аймағының қалыңдығын кремний түтігінің оннан бір бөлігіне дейін азайтуға болады, сонымен қатар кремний карбидті материалдардың жақсы жылу өткізгіштігімен бірге жоғары тесілу кернеуін сақтай отырып, жылудың таралуында айқын проблемалар болмайды, сондықтан жоғары қуатты кремний карбидті диод заманауи энергетикалық электроника саласында өте маңызды түзеткіш құрылғыға айналды.
Кері ағып кету тогы өте аз және тасымалдаушылардың жоғары қозғалғыштығына байланысты кремний карбидті диодтары фотоэлектрлік анықтау саласында үлкен тартымдылыққа ие. Кішкентай ағып кету тогы детектордың қараңғы тогын азайтып, шуды азайта алады; тасымалдаушылардың жоғары қозғалғыштығы кремний карбидінің сезімталдығын тиімді түрде жақсарта алады.PIN детекторы(PIN фотодетекторы). Кремний карбидті диодтарының жоғары қуатты сипаттамалары PIN детекторларына күшті жарық көздерін анықтауға мүмкіндік береді және ғарыш саласында кеңінен қолданылады. Жоғары қуатты кремний карбидті диодына тамаша сипаттамаларының арқасында назар аударылды және оны зерттеу де айтарлықтай дамыды.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 13 қазан