L'effet de la diode en carbure de silicium haute puissance sur le photodétecteur PIN
La diode PIN en carbure de silicium haute puissance a toujours été l'un des points chauds dans le domaine de la recherche sur les dispositifs de puissance. Une diode PIN est une diode à cristal construite en prenant en sandwich une couche de semi-conducteur intrinsèque (ou semi-conducteur à faible concentration d'impuretés) entre la région P+ et la région n+. Le i dans PIN est une abréviation anglaise pour la signification de « intrinsèque », car il est impossible d'exister un semi-conducteur pur sans impuretés, donc la couche I de la diode PIN dans l'application est plus ou moins mélangée avec une petite quantité de P. -impuretés de type ou de type N. À l'heure actuelle, la diode PIN en carbure de silicium adopte principalement une structure Mesa et une structure plane.
Lorsque la fréquence de fonctionnement de la 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 l'effet de rectification et devient un élément d'impédance, et sa valeur d'impédance change avec la tension de polarisation. En polarisation nulle ou en polarisation inverse DC, l'impédance dans la région I est très élevée. En polarisation directe DC, la région I présente un état de faible impédance en raison de l'injection de porteurs. Par conséquent, la diode PIN peut être utilisée comme élément à impédance variable, dans le domaine du contrôle micro-ondes et RF, il est souvent nécessaire d'utiliser des dispositifs de commutation pour réaliser la commutation de signal, en particulier dans certains centres de contrôle de signaux haute fréquence, les diodes PIN ont une qualité supérieure. Capacités de contrôle du signal RF, mais 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'alimentation en raison de ses caractéristiques supérieures de résistance à la tension, principalement utilisée comme tube redresseur haute puissance. La diode PIN a une tension de claquage critique inverse élevée VB, en raison de la couche i à faible dopage au milieu supportant la chute de tension principale. L'augmentation de l'épaisseur de la zone I et la réduction de la concentration de dopage de la zone I peuvent améliorer efficacement la tension de claquage inverse de la diode PIN, mais la présence de la zone I améliorera la chute de tension directe VF de l'ensemble du dispositif et le temps de commutation du dispositif. dans une certaine mesure, et la diode en carbure de silicium peut compenser ces défauts. Carbure de silicium 10 fois le champ électrique de claquage critique du silicium, de sorte que l'épaisseur de la zone I de la diode en carbure de silicium puisse être réduite à un dixième du tube de silicium, tout en maintenant une tension de claquage élevée, associée à la bonne conductivité thermique des matériaux en carbure de silicium , il n'y aura pas de problèmes évidents de dissipation thermique, donc la diode en carbure de silicium haute puissance est devenue un dispositif redresseur très important dans le domaine de l'électronique de puissance moderne.
En raison de leur très faible courant de fuite inverse et de leur grande mobilité des porteurs, les diodes au carbure de silicium présentent un grand attrait dans le domaine de la détection photoélectrique. Un petit courant de fuite peut réduire le courant d'obscurité du détecteur et réduire le bruit ; Une mobilité élevée du porteur peut améliorer efficacement la sensibilité du détecteur PIN en carbure de silicium (photodétecteur PIN). Les caractéristiques de haute puissance des diodes en carbure de silicium permettent aux détecteurs PIN de détecter des sources lumineuses plus puissantes et sont largement utilisées dans le domaine spatial. La diode au carbure de silicium haute puissance a retenu l'attention en raison de ses excellentes caractéristiques, et sa recherche a également été considérablement développée.
Heure de publication : 13 octobre 2023