L'effet d'une diode au carbure de silicium de haute puissance surPhotodétecteur PIN
La diode PIN en carbure de silicium haute puissance a toujours été un pôle de recherche majeur dans le domaine des dispositifs de puissance. Une diode PIN est une diode à cristal construite en intercalant une couche de semi-conducteur intrinsèque (ou semi-conducteur à faible concentration d'impuretés) entre les régions P+ et N+. Le « i » de PIN est l'abréviation anglaise de « intrinsèque », car il est impossible d'avoir un semi-conducteur pur sans impuretés. La couche « I » de la diode PIN utilisée dans cette application est donc plus ou moins mélangée à une faible quantité d'impuretés de type P ou N. Actuellement, la diode PIN en carbure de silicium adopte principalement une structure Mesa et une structure plane.
Lorsque la fréquence de fonctionnement d'une diode PIN dépasse 100 MHz, en raison de l'effet de stockage de quelques porteuses et de l'effet du temps de transit dans la couche I, la diode perd son effet de redressement et devient un élément d'impédance dont la valeur varie avec la tension de polarisation. En polarisation nulle ou en polarisation inverse continue, l'impédance dans la région I est très élevée. En polarisation directe continue, la région I présente une faible impédance due à l'injection de porteuses. Par conséquent, la diode PIN peut être utilisée comme élément à impédance variable. Dans le domaine du contrôle micro-ondes et RF, l'utilisation de dispositifs de commutation est souvent nécessaire pour réaliser la commutation des signaux, en particulier dans certains centres de contrôle de signaux haute fréquence. Les diodes PIN offrent des capacités de contrôle de signaux RF supérieures et sont également largement utilisées dans les circuits de déphasage, de modulation, de limitation et autres.
La diode en carbure de silicium haute puissance est largement utilisée dans le domaine de l'énergie en raison de ses caractéristiques de résistance à la tension supérieures, principalement utilisée comme tube redresseur haute puissance.diode PINLa diode PIN présente une tension de claquage critique inverse VB élevée, grâce à la couche i faiblement dopée au centre, qui supporte la chute de tension principale. L'augmentation de l'épaisseur de la zone I et la réduction de son dopage permettent d'améliorer efficacement la tension de claquage inverse. Cependant, la présence de la zone I améliore dans une certaine mesure la chute de tension directe VF de l'ensemble du dispositif et son temps de commutation. La diode en carbure de silicium permet de pallier ces inconvénients. Le carbure de silicium présente un champ électrique de claquage critique dix fois supérieur à celui du silicium, ce qui permet de réduire l'épaisseur de la zone I de la diode à un dixième de celle du tube de silicium. Tout en maintenant une tension de claquage élevée, et grâce à la bonne conductivité thermique du carbure de silicium, il n'y a pas de problèmes évidents de dissipation thermique. La diode en carbure de silicium haute puissance est donc devenue un redresseur essentiel en électronique de puissance moderne.
Grâce à leur très faible courant de fuite inverse et à leur grande mobilité des porteurs, les diodes en carbure de silicium sont très prisées dans le domaine de la détection photoélectrique. Un faible courant de fuite permet de réduire le courant d'obscurité du détecteur et de réduire le bruit ; la grande mobilité des porteurs améliore efficacement la sensibilité du carbure de silicium.détecteur de code PIN(Photodétecteur PIN). Les diodes en carbure de silicium haute puissance permettent aux détecteurs PIN de détecter des sources lumineuses plus puissantes et sont largement utilisées dans le domaine spatial. Les diodes en carbure de silicium haute puissance ont retenu l'attention en raison de leurs excellentes caractéristiques et ont fait l'objet de nombreuses recherches.
Date de publication : 13 octobre 2023