ผลของไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์กำลังสูงต่อ PIN Photodetector
ไดโอด PIN ของซิลิกอนคาร์ไบด์กำลังสูงเป็นหนึ่งในฮอตสปอตในด้านการวิจัยอุปกรณ์กำลังมาโดยตลอด ไดโอด PIN เป็นไดโอดคริสตัลที่สร้างขึ้นโดยการประกบชั้นของเซมิคอนดักเตอร์ภายใน (หรือเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความเข้มข้นของสิ่งเจือปนต่ำ) ระหว่างบริเวณ P+ และบริเวณ n+ i ใน PIN เป็นตัวย่อภาษาอังกฤษสำหรับความหมายของ "ภายใน" เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะมีเซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์โดยไม่มีสิ่งเจือปน ดังนั้นชั้น I ของไดโอด PIN ในแอปพลิเคชันจึงผสมกับ P จำนวนเล็กน้อยไม่มากก็น้อย -ประเภทหรือสิ่งเจือปนชนิด N ปัจจุบันไดโอด PIN ของซิลิคอนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่ใช้โครงสร้าง Mesa และโครงสร้างระนาบ
เมื่อความถี่ในการทำงานของไดโอด PIN เกิน 100MHz เนื่องจากเอฟเฟกต์การจัดเก็บของพาหะบางตัวและเอฟเฟกต์เวลาการขนส่งในเลเยอร์ I ไดโอดจะสูญเสียเอฟเฟกต์การแก้ไขและกลายเป็นองค์ประกอบอิมพีแดนซ์ และค่าอิมพีแดนซ์จะเปลี่ยนไปตามแรงดันไบแอส ที่อคติเป็นศูนย์หรืออคติย้อนกลับแบบ DC ความต้านทานในภูมิภาค I จะสูงมาก ในอคติไปข้างหน้าของ DC บริเวณ I จะแสดงสถานะอิมพีแดนซ์ต่ำเนื่องจากการฉีดพาหะ ดังนั้น ไดโอด PIN สามารถใช้เป็นองค์ประกอบอิมพีแดนซ์แบบแปรผันได้ ในด้านไมโครเวฟและการควบคุม RF มักจะจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์สวิตชิ่งเพื่อให้เกิดการสลับสัญญาณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในศูนย์ควบคุมสัญญาณความถี่สูงบางแห่ง ไดโอด PIN มีความเหนือกว่า ความสามารถในการควบคุมสัญญาณ RF แต่ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการเปลี่ยนเฟส การมอดูเลต การจำกัด และวงจรอื่นๆ
ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์กำลังสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสนามไฟฟ้าเนื่องจากมีคุณสมบัติต้านทานแรงดันไฟฟ้าที่เหนือกว่า ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นหลอดเรียงกระแสกำลังสูง ไดโอด PIN มีแรงดันพังทลายวิกฤตแบบย้อนกลับสูง VB เนื่องจากมีชั้น i ที่มีการโด๊ปต่ำตรงกลางซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าหลักตกคร่อม การเพิ่มความหนาของโซน I และลดความเข้มข้นของสารต้องห้ามของโซน I สามารถปรับปรุงแรงดันพังทลายย้อนกลับของไดโอด PIN ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่การมีโซน I จะปรับปรุงแรงดันตกไปข้างหน้า VF ของอุปกรณ์ทั้งหมดและเวลาเปลี่ยนของอุปกรณ์ ในระดับหนึ่งและไดโอดที่ทำจากวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถชดเชยข้อบกพร่องเหล่านี้ได้ ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็น 10 เท่าของสนามไฟฟ้าสลายวิกฤตของซิลิคอน ดังนั้นความหนาของโซน I ของไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์จะลดลงเหลือหนึ่งในสิบของท่อซิลิกอน ในขณะที่ยังคงรักษาแรงดันพังทลายที่สูง ควบคู่ไปกับการนำความร้อนที่ดีของวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ จะไม่มีปัญหาการกระจายความร้อนที่ชัดเจน ดังนั้นไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์กำลังสูงจึงกลายเป็นอุปกรณ์วงจรเรียงกระแสที่สำคัญมากในด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลังสมัยใหม่
เนื่องจากมีกระแสรั่วไหลย้อนกลับที่น้อยมากและความคล่องตัวของพาหะสูง ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์จึงมีแรงดึงดูดอย่างมากในด้านการตรวจจับโฟโตอิเล็กทริก กระแสรั่วไหลเล็กน้อยสามารถลดกระแสมืดของเครื่องตรวจจับและลดเสียงรบกวน ความคล่องตัวของผู้ให้บริการสูงสามารถปรับปรุงความไวของเครื่องตรวจจับ PIN ของซิลิกอนคาร์ไบด์ (PIN Photodetector) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณลักษณะกำลังสูงของไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ช่วยให้เครื่องตรวจจับ PIN สามารถตรวจจับแหล่งกำเนิดแสงที่แรงกว่าได้ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสนามอวกาศ ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์กำลังสูงได้รับความสนใจเนื่องจากมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม และการวิจัยก็ได้รับการพัฒนาอย่างมากเช่นกัน
เวลาโพสต์: 13 ต.ค.-2023