普通的二極管由PN結(jié)組成。在P和N半導(dǎo)體材料之間加入一薄層低摻雜的本征(Intrinsic)半導(dǎo)體層，組成的這種P-I-N結(jié)構(gòu)的二極管就是PIN 二極管，正因?yàn)橛斜菊?Intrinsic)層的存在，PIN 二極管應(yīng)用很廣泛，從低頻到高頻的應(yīng)用都有，主要用在RF領(lǐng)域，用作RF 開關(guān)和RF保護(hù)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(guān)二極管。
PIN二極管原理
因?yàn)?PIN二極管的射頻電阻與直流偏置電流有關(guān)，所以它可以用作為射頻開關(guān)和衰減器。串聯(lián)射頻開關(guān)電路：當(dāng)二極管正偏時(shí)，即接通（短路）；當(dāng)二極管零偏或者反偏時(shí)，不僅開關(guān)的最高工作頻率會(huì)受到限制，最低工作頻率也會(huì)受到限制，如PIN管就不能控制直流或低頻信號(hào)的通斷。受管子截止頻率的影響,開關(guān)還有一個(gè)上限工作頻率。要求開關(guān)的頻帶盡量寬，因?yàn)樾盘?hào)源的頻帶越來越寬。
PIN二極管結(jié)構(gòu)
一般的二極管是由N型雜質(zhì)摻雜的半導(dǎo)體材料和P型雜質(zhì)摻雜的半導(dǎo)體材料直接構(gòu)成形成PN結(jié)。而PIN二極管是在P型半導(dǎo)體材料和N型半導(dǎo)體材料之間加一薄層低摻雜的本征(Intrinsic)半導(dǎo)體層。
因?yàn)楸菊靼雽?dǎo)體近似于介質(zhì)，這就相當(dāng)于增大了P-N結(jié)結(jié)電容兩個(gè)電極之間的距離，使結(jié)電容變得很小。其次，P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)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(jié)電容也要變得很小。
由于I層的存在，而P區(qū)一般做得很薄，入射光子只能在I層內(nèi)被吸收，而反向偏壓主要集中在I區(qū)，形成高電場區(qū)，I區(qū)的光生載流子在強(qiáng)電場作用下加速運(yùn)動(dòng)，所以載流子渡越時(shí)間常量減小，從而改善了光電二極管的頻率響應(yīng)。同時(shí)I層的引入加大了耗盡區(qū)，展寬了光電轉(zhuǎn)換的有效工作區(qū)域，從而使靈敏度得以提高。
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