Karakteristik Dioda PIN - Cara Kerja dan Aplikasi

Dioda PIN adalah perubahan dari dioda PN-junction untuk aplikasi tertentu. Setelah dioda PN-junction dikembangkan pada tahun 1940-an, dioda pertama kali digunakan sebagai penyearah daya tinggi, frekuensi rendah selama tahun 1952.

Terjadinya lapisan intrinsik secara signifikan dapat meningkatkan tegangan breakdown untuk aplikasi tegangan tinggi. Lapisan intrinsik ini juga menawarkan properti menarik ketika perangkat beroperasi pada frekuensi tinggi dalam kisaran gelombang radio dan gelombang mikro.

Dioda PIN adalah salah satu jenis dioda dengan wilayah semikonduktor intrinsik luas yang tidak terlindung antara tipe semikonduktor tipe-P dan tipe-N. Daerah ini biasanya sangat diolah karena digunakan untuk kontak Ohmic.

Wilayah intrinsik yang lebih luas adalah pengabaian terhadap dioda P-N biasa. Wilayah ini membuat dioda penyearah yang lebih rendah tetapi membuatnya sesuai untuk sakelar cepat, atenuasi, photo detektor, dan aplikasi elektronik daya tegangan tinggi.

Apa itu Dioda PIN?

Dioda PIN adalah satu jenis photo detektor, yang digunakan untuk mengubah sinyal optik menjadi sinyal listrik. Dioda PIN terdiri dari tiga wilayah, yaitu P-region, I-region, dan N-region. Biasanya, kedua daerah P dan N sangat diolah karena mereka digunakan untuk kontak Ohmic.

Wilayah intrinsik dalam dioda berbeda dengan dioda PN-junction. Wilayah ini membuat dioda PIN penyearah yang lebih rendah, tetapi membuatnya sesuai untuk sakelar cepat, Atenuasi, photo detektor, dan aplikasi elektronik daya tegangan tinggi.

Struktur dan Cara Kerja Dioda PIN

Istilah dioda PIN mendapatkan namanya dari fakta yang mencakup tiga lapisan utama. Alih-alih hanya memiliki lapisan tipe-P dan tipe-N, ia memiliki tiga lapisan seperti

• Lapisan P-type

• Lapisan Intrinsik

• Lapisan N-type

Prinsip kerja dioda PIN persis sama dengan dioda normal. Perbedaan utama adalah bahwa daerah penipisan, karena yang biasanya ada antara kedua daerah P dan N dalam dioda bias terbalik atau tidak bias lebih besar.

Dalam setiap dioda PN-junction, wilayah P berisi holes (lubang) karena telah didoping untuk memastikan bahwa ia memiliki mayoritas lubang. Demikian juga daerah-N telah didoping untuk menampung elektron berlebih.

Lapisan antara daerah P dan N tidak termasuk pembawa muatan karena elektron atau holes bergabung karena daerah penipisan dioda tidak memiliki pembawa muatan, ia bekerja sebagai isolator.

Daerah penipisan ada dalam dioda PIN, tetapi jika dioda PIN condong ke depan, maka operator masuk ke wilayah penipisan dan ketika kedua jenis operator berkumpul, aliran arus akan dimulai.

Ketika dioda PIN terhubung dalam bias maju, pembawa muatan sangat jauh lebih tinggi daripada tingkat perhatian operator intrinsik. Karena alasan ini medan listrik dan tingkat injeksi tingkat tinggi meluas jauh ke wilayah tersebut.

Medan listrik ini membantu mempercepat perpindahan pembawa muatan dari wilayah P ke N, yang berakibat pada pengoperasian dioda PIN yang lebih cepat, menjadikannya perangkat yang tepat untuk operasi frekuensi tinggi.

Aplikasi Dioda PIN

Aplikasi dioda PIN terutama mencakup bidang-bidang berikut

• Dioda PIN digunakan sebagai penyearah tegangan tinggi. Lapisan intrinsik dalam dioda menawarkan partisi antara kedua lapisan, memungkinkan tegangan balik yang lebih tinggi untuk ditoleransi

• Dioda PIN digunakan sebagai sakelar frekuensi radio yang ideal. Lapisan intrinsik di antara lapisan P & N meningkatkan ruang di antara mereka. Ini juga mengurangi kapasitansi antara kedua wilayah, sehingga meningkatkan tingkat isolasi ketika dioda PIN dibiaskan terbalik.

• Dioda PIN digunakan sebagai photo detektor untuk mengubah cahaya menjadi arus yang terjadi di lapisan penipisan Photodioda, menaikkan lapisan penipisan dengan memasukkan lapisan intrinsik meningkatkan kinerja dengan meningkatkan volume di mana perubahan cahaya terjadi.

• Dioda ini merupakan elemen yang ideal untuk memberikan pengalihan elektronik dalam aplikasi elektronik. Hal ini terutama berguna untuk aplikasi desain RF dan juga untuk menyediakan switching, atau elemen pelemah dalam atenuasi RF dan sakelar RF. Dioda PIN mampu memberikan tingkat konsistensi yang jauh lebih tinggi daripada relai RF yang sering menjadi satu-satunya alternatif lain.

• Aplikasi utama dioda PIN dibahas di atas, meskipun mereka juga dapat diterapkan di beberapa area lain

Karakteristik Dioda PIN

Karakteristik dioda PIN meliputi yang berikut ini

Ini mematuhi persamaan dioda tipikal untuk sinyal frekuensi kecil. Pada frekuensi yang lebih tinggi, dioda PIN muncul seperti Resistor yang kira-kira sempurna. Ada satu set muatan yang tersimpan di wilayah intrinsik. Pada frekuensi kecil, muatan dapat dilepas dan dioda dimatikan.

Pada frekuensi yang lebih tinggi, tidak ada cukup waktu untuk menghilangkan biaya, sehingga dioda PIN tidak pernah dimatikan. Dioda memiliki waktu pemulihan terbalik yang berkurang. Dioda PIN bias dengan benar, karena itu berfungsi sebagai Variabel Resistor. Resistansi frekuensi tinggi ini mungkin berbeda pada rentang yang luas (dari 0.1 Ω-10 kΩ dalam beberapa kasus; rentang praktisnya lebih lambat).

Area intrinsik yang lebih luas juga berarti dioda PIN akan memiliki kapasitansi rendah ketika bias balik. Dalam dioda ini, daerah penipisan ada sepenuhnya di wilayah intrinsik. Daerah penipisan ini jauh lebih baik daripada di-dioda PN, dan ukurannya hampir konstan, terlepas dari bias balik yang diterapkan pada PN-dioda.

Ini meningkatkan jumlah pasangan elektron-holes (lubang) yang dapat dihasilkan oleh foton kejadian. Beberapa perangkat photo detektor seperti Photo Transistor dan Photodioda PIN menggunakan PIN-junction dalam konstruksi mereka.

Desain dioda PIN memiliki beberapa pengorbanan desain. Meningkatnya besaran wilayah intrinsik memungkinkan dioda muncul seperti resistor pada frekuensi kecil. Ini sangat memengaruhi waktu yang diperlukan untuk mematikan dioda & kapasitansi shunt-nya. Karena itu, sangat penting untuk memilih perangkat dengan properti yang paling cocok untuk penggunaan tertentu

Jadi, ini semua tentang dasar-dasar dioda PIN, cara kerja, dan aplikasi. Kami harap Anda mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang konsep ini.