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  6. PIN二極管原理與PIN二極管結構了解
    • 發布時間:2021-01-28 18:14:15
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    PIN二極管原理與PIN二極管結構了解
    普通的二極管由PN結組成。在P和N半導體材料之間加入一薄層低摻雜的本征(Intrinsic)半導體層,組成的這種P-I-N結構的二極管就是PIN 二極管,正因為有本征(Intrinsic)層的存在,PIN 二極管應用很廣泛,從低頻到高頻的應用都有,主要用在RF領域,用作RF 開關和RF保護電路,也有用作光電二極管(PhotoDiode)。PIN 二極管包括PIN光電二極管和PIN開關二極管。
    PIN二極管
    PIN二極管原理
    PIN二極管
    因為 PIN二極管的射頻電阻與直流偏置電流有關,所以它可以用作為射頻開關和衰減器。串聯射頻開關電路:當二極管正偏時,即接通(短路);當二極管零偏或者反偏時,不僅開關的最高工作頻率會受到限制,最低工作頻率也會受到限制,如PIN管就不能控制直流或低頻信號的通斷。受管子截止頻率的影響,開關還有一個上限工作頻率。要求開關的頻帶盡量寬,因為信號源的頻帶越來越寬。
    PIN二極管結構
    一般的二極管是由N型雜質摻雜的半導體材料和P型雜質摻雜的半導體材料直接構成形成PN結。而PIN二極管是在P型半導體材料和N型半導體材料之間加一薄層低摻雜的本征(Intrinsic)半導體層。
    PIN二極管
    因為本征半導體近似于介質,這就相當于增大了P-N結結電容兩個電極之間的距離,使結電容變得很小。其次,P型半導體和N型半導體中耗盡層的寬度是隨反向電壓增加而加寬的,隨著反偏壓的增大,結電容也要變得很小。
    由于I層的存在,而P區一般做得很薄,入射光子只能在I層內被吸收,而反向偏壓主要集中在I區,形成高電場區,I區的光生載流子在強電場作用下加速運動,所以載流子渡越時間常量減小,從而改善了光電二極管的頻率響應。同時I層的引入加大了耗盡區,展寬了光電轉換的有效工作區域,從而使靈敏度得以提高。
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