Mis on PiN-diood?

PiN-diood on teatud tüüpi diood, mis sisaldab pooljuhti, millel on väga suur sisemine piirkond (i) tavalisest väiksema positiivse ja negatiivse piirkonna (“P” ja “N”) vahel. See suur neutraalne piirkond pooljuhi keskel vähendab kiirust, millega pinge liigub läbi süsteemi. PiN-dioodi kasutatakse kolmel peamisel põhjusel: raadiosagedusliku (RF) lülitina, fotogalvaanilise elemendi osana ja võimsuse ülekoormuste hädasundina.

Tüüpilisel dioodil on väga väike sisepind. Tavaliselt koosnevad dioodid kahest pooljuhiga ühendatud ühendusklemmist. Dioodid võtavad voolu läbi anoodi ja vabastavad selle pooljuhi positiivselt laetud alale. Väike sisemine kiht eraldab positiivse ala negatiivsest piirkonnast. Võimsus liigub läbi sisemise miinusesse ja seejärel läbi katoodi välja tagasi seadmesse.

PiN-diood töötab veidi teisiti. Toide siseneb dioodi ja liigub normaalselt positiivsesse piirkonda, kuid siis tabab see äärmiselt suurt sisemist ala. See ala toimib süsteemis liikuvale jõule nagu tamm. See täitub üha suurema jõuga, kuna positiivne ala saadab seda pidevalt edasi. Kui see lõpuks täitub punktini, kus see lihtsalt enam ei jaksa, hakkab see jõudu negatiivsesse tsooni suruma.

Need PiN-dioodi pooljuhi erinevad alad luuakse protsessi kaudu, mida nimetatakse dopinguks. Enamik pooljuhte on valmistatud ränist. Kui tegelik pooljuht on ehitatud, infundeeritakse räni mitmesuguste metallidega, millest mõned tugevdavad positiivset süsteemi, teised aga negatiivset. PiN-dioodi sisemine ala on legeeritud väga kergelt, kui üldse. See paneb voolu sellesse sisse sööstama ja seejärel istuma, kuni vool koguneb – siis tormab see välja.

Kui seda kasutatakse RF-lüliti osana, isoleerib PiN-diood signaalid. Dioodi konstruktsioon võimaldab mõnel signaalitüübil sisemise ala hõlpsamini liikuda kui teistel. See võimaldab teatud signaalidel läbida, hoides teised püsivalt blokeerituna.

Fotogalvaanilised elemendid vajavad töötamiseks voolukatkestusi. Sellisel juhul blokeerib PiN-diood voolu sisenemise süsteemi, kuni tekib suur kogunemine. See jõud vabastatakse korraga, käivitades raku.
PiN-dioodi viimane levinud kasutusala on avariitoite šunt. Kui toide liigub läbi süsteemi, võib sekundaarne haru sisaldada PiN-dioodi, mis on ühendatud otse seadme maandussüsteemiga. Kui seade töötab normaalselt, ei täitu PiN-i sisemine ala kunagi ja seetõttu ei liiguta kunagi voolu. Kui seadet tabab liig, täitub sisemine ala ja vool liigub seadmest välja maapinnale, loodetavasti enne seadme kahjustamist.