उच्च-शक्तीच्या सिलिकॉन कार्बाइड डायोडचा परिणामपिन फोटोडिटेक्टर
उच्च-शक्तीचे सिलिकॉन कार्बाइड पिन डायोड हे पॉवर डिव्हाइस संशोधनाच्या क्षेत्रात नेहमीच एक चर्चेचा विषय राहिले आहे. पिन डायोड हा एक क्रिस्टल डायोड आहे, जो P+ क्षेत्र आणि n+ क्षेत्राच्या मध्ये इंट्रिन्सिक सेमीकंडक्टरचा (किंवा कमी प्रमाणात अशुद्धी असलेल्या सेमीकंडक्टरचा) थर ठेवून तयार केला जातो. पिनमधील 'i' हे 'इंट्रिन्सिक' या अर्थाचे इंग्रजी संक्षिप्त रूप आहे, कारण अशुद्धीशिवाय शुद्ध सेमीकंडक्टर अस्तित्वात असणे अशक्य आहे, म्हणून वापरातील पिन डायोडचा I थर कमी-अधिक प्रमाणात P-प्रकारच्या किंवा N-प्रकारच्या अशुद्धींनी मिश्रित असतो. सध्या, सिलिकॉन कार्बाइड पिन डायोडमध्ये प्रामुख्याने मेसा स्ट्रक्चर आणि प्लेन स्ट्रक्चरचा वापर केला जातो.
जेव्हा पिन डायोडची ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी १०० मेगाहर्ट्झपेक्षा जास्त होते, तेव्हा लेयर I मधील काही कॅरिअर्सच्या स्टोरेज इफेक्टमुळे आणि ट्रान्झिट टाइम इफेक्टमुळे, डायोड रेक्टिफिकेशन इफेक्ट गमावतो आणि एक इम्पेडन्स घटक बनतो, आणि त्याचे इम्पेडन्स मूल्य बायस व्होल्टेजनुसार बदलते. झिरो बायस किंवा डीसी रिव्हर्स बायसवर, IR रिजनमधील इम्पेडन्स खूप जास्त असतो. डीसी फॉरवर्ड बायसमध्ये, कॅरिअर इंजेक्शनमुळे IR रिजन कमी इम्पेडन्सची स्थिती दर्शवतो. त्यामुळे, पिन डायोडचा वापर व्हेरिएबल इम्पेडन्स घटक म्हणून केला जाऊ शकतो. मायक्रोवेव्ह आणि आरएफ कंट्रोलच्या क्षेत्रात, सिग्नल स्विचिंग साध्य करण्यासाठी अनेकदा स्विचिंग उपकरणांचा वापर करणे आवश्यक असते. विशेषतः काही उच्च-फ्रिक्वेन्सी सिग्नल कंट्रोल केंद्रांमध्ये, पिन डायोडमध्ये उत्कृष्ट आरएफ सिग्नल कंट्रोल क्षमता असते, तसेच फेज शिफ्ट, मॉड्युलेशन, लिमिटिंग आणि इतर सर्किट्समध्येही त्यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.
उच्च-शक्तीचा सिलिकॉन कार्बाइड डायोड त्याच्या उत्कृष्ट व्होल्टेज प्रतिरोधक वैशिष्ट्यांमुळे ऊर्जा क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो आणि प्रामुख्याने उच्च-शक्तीच्या रेक्टिफायर ट्यूब म्हणून त्याचा उपयोग होतो.पिन डायोडमध्यभागी असलेल्या कमी डोपिंगच्या आय लेयरमुळे मुख्य व्होल्टेज ड्रॉप होतो, त्यामुळे पिन डायोडचा रिव्हर्स क्रिटिकल ब्रेकडाउन व्होल्टेज (VB) जास्त असतो. झोन I ची जाडी वाढवून आणि झोन I मधील डोपिंगची घनता कमी करून पिन डायोडचा रिव्हर्स ब्रेकडाउन व्होल्टेज प्रभावीपणे सुधारता येतो, परंतु झोन I च्या उपस्थितीमुळे संपूर्ण डिव्हाइसचा फॉरवर्ड व्होल्टेज ड्रॉप (VF) आणि डिव्हाइसचा स्विचिंग टाइम काही प्रमाणात वाढतो, आणि सिलिकॉन कार्बाइड मटेरियलपासून बनवलेला डायोड या कमतरता भरून काढू शकतो. सिलिकॉन कार्बाइडचे क्रिटिकल ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फील्ड सिलिकॉनच्या १० पट जास्त असते, त्यामुळे सिलिकॉन कार्बाइड डायोडच्या आय झोनची जाडी सिलिकॉन ट्यूबच्या एक-दशांशपर्यंत कमी करता येते, आणि तरीही उच्च ब्रेकडाउन व्होल्टेज कायम राखता येतो. यासोबतच सिलिकॉन कार्बाइड मटेरियलची चांगली थर्मल कंडक्टिव्हिटी असल्यामुळे, उष्णता उत्सर्जनाच्या (हीट डिसिपेशन) स्पष्ट समस्या उद्भवत नाहीत, त्यामुळे उच्च-शक्तीचा सिलिकॉन कार्बाइड डायोड आधुनिक पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्सच्या क्षेत्रात एक अत्यंत महत्त्वाचे रेक्टिफायर डिव्हाइस बनला आहे.
त्याच्या अत्यंत कमी रिव्हर्स लीकेज करंट आणि उच्च कॅरियर मोबिलिटीमुळे, फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शनच्या क्षेत्रात सिलिकॉन कार्बाइड डायोड्सना मोठे आकर्षण आहे. कमी लीकेज करंटमुळे डिटेक्टरचा डार्क करंट कमी होतो आणि नॉईज कमी होतो; उच्च कॅरियर मोबिलिटीमुळे सिलिकॉन कार्बाइडची संवेदनशीलता प्रभावीपणे सुधारता येते.पिन डिटेक्टर(पिन फोटोडिटेक्टर). सिलिकॉन कार्बाइड डायोडच्या उच्च-शक्तीच्या वैशिष्ट्यांमुळे पिन डिटेक्टर अधिक तीव्र प्रकाश स्रोत शोधू शकतात आणि त्यांचा अवकाश क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. उच्च-शक्तीच्या सिलिकॉन कार्बाइड डायोडकडे त्याच्या उत्कृष्ट वैशिष्ट्यांमुळे लक्ष वेधले गेले आहे आणि त्याच्यावरील संशोधनही मोठ्या प्रमाणात विकसित झाले आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: १३ ऑक्टोबर २०२३