पिन फोटोडिटेक्टर पर हाई-पावर सिलिकॉन कार्बाइड डायोड का प्रभाव

पिन फोटोडिटेक्टर पर हाई-पावर सिलिकॉन कार्बाइड डायोड का प्रभाव

हाई-पावर सिलिकॉन कार्बाइड पिन डायोड हमेशा पावर डिवाइस अनुसंधान के क्षेत्र में हॉटस्पॉट में से एक रहा है। पिन डायोड एक क्रिस्टल डायोड है जो P+ क्षेत्र और n+ क्षेत्र के बीच आंतरिक अर्धचालक (या अशुद्धियों की कम सांद्रता वाले अर्धचालक) की एक परत को सैंडविच करके बनाया जाता है। पिन में i "आंतरिक" के अर्थ के लिए एक अंग्रेजी संक्षिप्त नाम है, क्योंकि अशुद्धियों के बिना शुद्ध अर्धचालक का अस्तित्व असंभव है, इसलिए एप्लिकेशन में पिन डायोड की I परत कमोबेश थोड़ी मात्रा में P के साथ मिश्रित होती है। -प्रकार या एन-प्रकार की अशुद्धियाँ। वर्तमान में, सिलिकॉन कार्बाइड पिन डायोड मुख्य रूप से मेसा संरचना और समतल संरचना को अपनाता है।

जब पिन डायोड की ऑपरेटिंग आवृत्ति 100 मेगाहर्ट्ज से अधिक हो जाती है, तो कुछ वाहकों के भंडारण प्रभाव और परत I में पारगमन समय प्रभाव के कारण, डायोड सुधार प्रभाव खो देता है और एक प्रतिबाधा तत्व बन जाता है, और इसका प्रतिबाधा मूल्य पूर्वाग्रह वोल्टेज के साथ बदल जाता है। शून्य पूर्वाग्रह या डीसी रिवर्स पूर्वाग्रह पर, I क्षेत्र में प्रतिबाधा बहुत अधिक है। डीसी फॉरवर्ड बायस में, I क्षेत्र वाहक इंजेक्शन के कारण कम प्रतिबाधा स्थिति प्रस्तुत करता है। इसलिए, पिन डायोड का उपयोग एक परिवर्तनीय प्रतिबाधा तत्व के रूप में किया जा सकता है, माइक्रोवेव और आरएफ नियंत्रण के क्षेत्र में, सिग्नल स्विचिंग प्राप्त करने के लिए स्विचिंग उपकरणों का उपयोग करना अक्सर आवश्यक होता है, खासकर कुछ उच्च आवृत्ति सिग्नल नियंत्रण केंद्रों में, पिन डायोड बेहतर होते हैं आरएफ सिग्नल नियंत्रण क्षमताएं, लेकिन चरण शिफ्ट, मॉड्यूलेशन, लिमिटिंग और अन्य सर्किट में भी व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

उच्च-शक्ति सिलिकॉन कार्बाइड डायोड का व्यापक रूप से बिजली क्षेत्र में उपयोग किया जाता है क्योंकि इसकी बेहतर वोल्टेज प्रतिरोध विशेषताएं मुख्य रूप से उच्च-शक्ति रेक्टिफायर ट्यूब के रूप में उपयोग की जाती हैं। मुख्य वोल्टेज ड्रॉप को ले जाने वाले मध्य में कम डोपिंग आई परत के कारण, पिन डायोड में एक उच्च रिवर्स क्रिटिकल ब्रेकडाउन वोल्टेज वीबी होता है। ज़ोन I की मोटाई बढ़ाने और ज़ोन I की डोपिंग सांद्रता को कम करने से पिन डायोड के रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज में प्रभावी ढंग से सुधार हो सकता है, लेकिन ज़ोन I की उपस्थिति पूरे डिवाइस के फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप VF और डिवाइस के स्विचिंग समय में सुधार करेगी। कुछ हद तक, और सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री से बना डायोड इन कमियों को पूरा कर सकता है। सिलिकॉन कार्बाइड सिलिकॉन के महत्वपूर्ण ब्रेकडाउन विद्युत क्षेत्र का 10 गुना है, ताकि सिलिकॉन कार्बाइड डायोड I ज़ोन की मोटाई को सिलिकॉन ट्यूब के दसवें हिस्से तक कम किया जा सके, जबकि उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज को बनाए रखते हुए, सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री की अच्छी तापीय चालकता के साथ जोड़ा जा सके। , कोई स्पष्ट गर्मी अपव्यय समस्या नहीं होगी, इसलिए उच्च-शक्ति सिलिकॉन कार्बाइड डायोड आधुनिक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में एक बहुत ही महत्वपूर्ण रेक्टिफायर डिवाइस बन गया है।

अपने बहुत छोटे रिवर्स लीकेज करंट और उच्च वाहक गतिशीलता के कारण, सिलिकॉन कार्बाइड डायोड का फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन के क्षेत्र में बहुत आकर्षण है। छोटा लीकेज करंट डिटेक्टर के डार्क करंट को कम कर सकता है और शोर को कम कर सकता है; उच्च वाहक गतिशीलता सिलिकॉन कार्बाइड पिन डिटेक्टर (पिन फोटोडिटेक्टर) की संवेदनशीलता को प्रभावी ढंग से सुधार सकती है। सिलिकॉन कार्बाइड डायोड की उच्च-शक्ति विशेषताएँ पिन डिटेक्टरों को मजबूत प्रकाश स्रोतों का पता लगाने में सक्षम बनाती हैं और अंतरिक्ष क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं। उच्च शक्ति सिलिकॉन कार्बाइड डायोड पर इसकी उत्कृष्ट विशेषताओं के कारण ध्यान दिया गया है, और इसका अनुसंधान भी काफी विकसित किया गया है।