पिन फोटोडिटेक्टर पर उच्च-शक्ति वाले सिलिकॉन कार्बाइड डायोड का प्रभाव

उच्च-शक्ति वाले सिलिकॉन कार्बाइड डायोड का प्रभावपिन फोटोडिटेक्टर

उच्च-शक्ति वाले सिलिकॉन कार्बाइड पिन डायोड हमेशा से विद्युत उपकरण अनुसंधान के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण विषय रहे हैं। पिन डायोड एक क्रिस्टल डायोड है जो P+ क्षेत्र और n+ क्षेत्र के बीच आंतरिक अर्धचालक (या कम अशुद्धता वाले अर्धचालक) की एक परत को सैंडविच करके बनाया जाता है। पिन में 'i' अंग्रेजी में "आंतरिक" का संक्षिप्त रूप है, क्योंकि अशुद्धियों के बिना शुद्ध अर्धचालक का अस्तित्व असंभव है, इसलिए अनुप्रयोग में पिन डायोड की I परत में कमोबेश थोड़ी मात्रा में P-प्रकार या N-प्रकार की अशुद्धियाँ मिली होती हैं। वर्तमान में, सिलिकॉन कार्बाइड पिन डायोड मुख्य रूप से मेसा संरचना और समतल संरचना को अपनाते हैं।

जब पिन डायोड की परिचालन आवृत्ति 100MHz से अधिक हो जाती है, तो परत I में कुछ वाहकों के भंडारण प्रभाव और पारगमन समय प्रभाव के कारण, डायोड अपना रेक्टिफिकेशन प्रभाव खो देता है और एक प्रतिबाधा तत्व बन जाता है, और इसका प्रतिबाधा मान बायस वोल्टेज के साथ बदलता रहता है। शून्य बायस या डीसी रिवर्स बायस पर, I क्षेत्र में प्रतिबाधा बहुत अधिक होती है। डीसी फॉरवर्ड बायस में, वाहक इंजेक्शन के कारण I क्षेत्र में प्रतिबाधा कम हो जाती है। इसलिए, पिन डायोड को एक परिवर्तनीय प्रतिबाधा तत्व के रूप में उपयोग 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, विशेष रूप से कुछ उच्च-आवृत्ति सिग्नल नियंत्रण केंद्रों में। पिन डायोड में उत्कृष्ट आरएफ सिग्नल नियंत्रण क्षमताएं होती हैं, और इसका व्यापक रूप से फेज शिफ्ट, मॉड्यूलेशन, लिमिटिंग और अन्य सर्किटों में भी उपयोग किया जाता है।

उच्च क्षमता वाले सिलिकॉन कार्बाइड डायोड का उपयोग विद्युत क्षेत्र में व्यापक रूप से किया जाता है क्योंकि इसमें उत्कृष्ट वोल्टेज प्रतिरोध गुण होते हैं, और मुख्य रूप से इसे उच्च क्षमता वाले रेक्टिफायर ट्यूब के रूप में उपयोग किया जाता है।पिन डायोडमध्य में स्थित निम्न डोपिंग वाली i परत के कारण, जो मुख्य वोल्टेज ड्रॉप वहन करती है, पिन डायोड का रिवर्स क्रिटिकल ब्रेकडाउन वोल्टेज VB उच्च होता है। ज़ोन I की मोटाई बढ़ाने और ज़ोन I की डोपिंग सांद्रता कम करने से पिन डायोड के रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज में प्रभावी रूप से सुधार किया जा सकता है, लेकिन ज़ोन I की उपस्थिति से पूरे उपकरण का फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप VF और स्विचिंग समय कुछ हद तक बढ़ जाता है, और सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री से बना डायोड इन कमियों को दूर कर सकता है। सिलिकॉन कार्बाइड का क्रिटिकल ब्रेकडाउन विद्युत क्षेत्र सिलिकॉन से 10 गुना अधिक होता है, जिससे सिलिकॉन कार्बाइड डायोड के ज़ोन I की मोटाई को सिलिकॉन ट्यूब की तुलना में दसवें हिस्से तक कम किया जा सकता है, जबकि उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज बना रहता है। सिलिकॉन कार्बाइड सामग्री की अच्छी तापीय चालकता के साथ, ऊष्मा अपव्यय की कोई स्पष्ट समस्या नहीं होती है, इसलिए उच्च-शक्ति सिलिकॉन कार्बाइड डायोड आधुनिक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में एक बहुत ही महत्वपूर्ण रेक्टिफायर उपकरण बन गया है।

बहुत कम रिवर्स लीकेज करंट और उच्च कैरियर मोबिलिटी के कारण, सिलिकॉन कार्बाइड डायोड फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन के क्षेत्र में बहुत आकर्षक हैं। कम लीकेज करंट डिटेक्टर के डार्क करंट को कम कर सकता है और शोर को घटा सकता है; उच्च कैरियर मोबिलिटी सिलिकॉन कार्बाइड की संवेदनशीलता को प्रभावी ढंग से बढ़ा सकती है।पिन डिटेक्टर(पिन फोटोडिटेक्टर)। सिलिकॉन कार्बाइड डायोड की उच्च-शक्ति विशेषताओं के कारण पिन डिटेक्टर अधिक शक्तिशाली प्रकाश स्रोतों का पता लगाने में सक्षम होते हैं और अंतरिक्ष क्षेत्र में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उच्च-शक्ति सिलिकॉन कार्बाइड डायोड अपनी उत्कृष्ट विशेषताओं के कारण ध्यान आकर्षित कर रहा है और इसके अनुसंधान में भी काफी प्रगति हुई है।