Conceptos básicos, funcionamiento y aplicaciones del diodo PIN

Conceptos básicos, funcionamiento y aplicaciones del diodo PIN

El diodo PIN es una alteración de la unión PN para aplicaciones particulares. Después el diodo de unión PN Fue desarrollado en el año 1940, el diodo se ejerció por primera vez como rectificador de alta potencia, baja frecuencia durante el año 1952. La aparición de una capa intrínseca puede incrementar significativamente la tensión de ruptura para la aplicación de alta tensión. Esta capa intrínseca también ofrece propiedades interesantes cuando el dispositivo funciona a altas frecuencias en el rango de ondas de radio y microondas. Un diodo PIN es un tipo de diodo con una región semiconductora intrínseca ancha sin dopar entre una región semiconductora tipo P y tipo N. Estas regiones normalmente están muy dopadas ya que se utilizan para contactos óhmicos. La región intrínseca más amplia es indiferente a un diodo p – n ordinario. Esta región hace que el diodo sea un rectificador inferior pero lo hace apropiado para interruptores rápidos, atenuadores, fotodetectores y aplicaciones de electrónica de potencia de alto voltaje.

Esquema del chip de diodo PIN

Esquema del chip de diodo PIN

¿Qué es un diodo PIN?

El diodo PIN es un tipo de fotodetector que se utiliza para convertir la señal óptica en una señal eléctrica. El diodo PIN se compone de tres regiones, a saber, región P, región I y región N. Por lo general, las regiones P y N están muy dopadas debido a que se utilizan para contactos óhmicos. La región intrínseca del diodo está en contraste con un diodo de unión PN. Esta región hace que el diodo PIN sea un rectificador inferior, pero lo hace apropiado para interruptores rápidos, atenuadores, fotodetectores y aplicaciones de la electrónica de potencia de alto voltaje .




Diodo PIN

Diodo PIN

Estructura y funcionamiento del diodo PIN

El término diodo PIN recibe su nombre del hecho de que incluye tres capas principales. En lugar de tener una capa de tipo P y una de tipo N, tiene tres capas, como

  • Capa tipo P
  • Capa intrínseca
  • Capa tipo N

El principio de funcionamiento del diodo PIN es exactamente el mismo que el de un diodo normal. La principal diferencia es que la región de agotamiento, debido a que normalmente existe entre ambas regiones P y N en un diodo sesgado o no sesgado, es más grande. En cualquier diodo de unión PN, la región P contiene agujeros, ya que se ha dopado para asegurarse de que tiene la mayoría de los agujeros. Asimismo, la región N se ha dopado para contener el exceso de electrones.

Estructura del diodo PIN

Estructura del diodo PIN

La capa entre las regiones P & N no incluye portadores de carga ya que los electrones o huecos se fusionan. Como la región de agotamiento del diodo no tiene portadores de carga, funciona como un aislante. La región de agotamiento existe dentro de un diodo PIN, pero si el diodo PIN está polarizado hacia adelante, entonces los portadores entran en la región de agotamiento y cuando los dos tipos de portadores se juntan, comienza el flujo de corriente.

Cuando el diodo PIN está conectado en polarización directa, los portadores de carga son mucho más altos que el nivel de atención del portador intrínseco. Por esta razón, el campo eléctrico y el nivel de inyección de alto nivel se extienden profundamente en la región. Este campo eléctrico ayuda a acelerar el movimiento de los portadores de carga de la región P a la N, lo que se traduce en una operación más rápida del diodo PIN, convirtiéndolo en un dispositivo apropiado para operaciones de alta frecuencia.


Aplicaciones de los diodos PIN

Las aplicaciones de PIN incluyen principalmente las siguientes áreas

  • El diodo PIN se utiliza como rectificador de alto voltaje. La capa intrínseca del diodo ofrece una partición entre ambas capas, lo que permite tolerar voltajes inversos más altos.
  • El diodo PIN se utiliza como un interruptor de radiofrecuencia ideal. La capa intrínseca entre las capas P & N aumenta el espacio entre ellas. Esto también reduce la capacitancia entre ambas regiones, elevando así el nivel de aislamiento cuando el diodo PIN tiene polarización inversa.
  • El diodo PIN se utiliza como detector de fotos Para convertir la luz en la corriente que tiene lugar en la capa de agotamiento de un fotodiodo, el aumento de la capa de agotamiento insertando la capa intrínseca progresa el rendimiento aumentando el volumen en el lugar donde se produce el cambio de luz.
  • Este diodo es un elemento ideal para dar conmutación electrónica en aplicaciones de electrónica. Es principalmente útil para aplicaciones de diseño de RF y también para proporcionar la conmutación o un elemento atenuador en atenuadores de RF e interruptores de RF. El diodo PIN es capaz de proporcionar niveles de consistencia mucho más altos que los relés de RF que, con frecuencia, son la única alternativa alternativa.
  • Las principales aplicaciones del diodo PIN se comentan en lo anterior, aunque también se pueden aplicar en algunas otras áreas.

Características del diodo PIN

Las características del diodo PIN incluyen lo siguiente

Esto obedece a la ecuación de diodo típica para señales de frecuencia pequeña. A frecuencias más altas, el diodo PIN aparece como una resistencia aproximadamente perfecta. Hay un conjunto de carga almacenada en la región intrínseca. A pequeñas frecuencias, la carga se puede desconectar y el diodo se puede apagar.

A frecuencias más altas, no hay tiempo suficiente para eliminar la carga, por lo que el diodo PIN nunca se apagó. El diodo tiene un tiempo de recuperación inverso reducido. Un diodo PIN correctamente polarizado, por lo tanto, funciona como una resistencia variable. Esta resistencia de alta frecuencia puede diferir en un amplio rango (desde 0,1 Ω-10 kΩ en algunos casos, el rango práctico es más ligero).

El área intrínseca más amplia también significa que el diodo PIN tendrá una capacitancia baja cuando esté polarizado en reversa. En este diodo, la región de agotamiento existe completamente en la región intrínseca. Esta región de agotamiento es mucho mejor que en un diodo PN, y de tamaño casi constante, independientemente de la polarización inversa aplicada al diodo PN.

Esto aumenta la cantidad de pares de agujeros de electrones que pueden producirse por un fotón de aparición. Algunos dispositivos de detección de fotos como transistores de foto y los fotodiodos PIN emplean una unión PIN en su construcción.

El diseño del diodo PIN tiene algunas ventajas y desventajas. El aumento de las magnitudes de la región intrínseca permite que el diodo aparezca como una resistencia en frecuencias menores. Afecta perjudicialmente el tiempo necesario para apagar el diodo y su capacitancia de derivación. Por tanto, es fundamental elegir un dispositivo con las propiedades más adecuadas para un uso particular

Por lo tanto, se trata de los conceptos básicos, el funcionamiento y las aplicaciones del diodo PIN. Esperamos que comprenda mejor este concepto o implementar cualquier proyecto eléctrico y electrónico , dé sus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuál es la función del diodo PIN?