Was ist eine PiN-Diode?

Eine PiN-Diode ist eine Art Diode, die einen Halbleiter mit einer sehr großen intrinsischen Region (das 'i') zwischen einer kleineren als der normalen positiven und negativen Region (die 'P' und 'N') enthält. Dieser große neutrale Bereich in der Mitte des Halbleiters wird die Geschwindigkeit verringern, mit der sich die Spannung durch das System bewegt. Eine PiN-Diode wird aus drei grundlegenden Gründen verwendet: als Hochfrequenzschalter, als Teil einer photovoltaischen Zelle und als Notfall-Shunt für Leistungsüberlastungen.

Eine typische Diode hat eine sehr kleine intrinsische Fläche. Normalerweise bestehen Dioden aus zwei Verbindungsanschlüssen, die durch einen Halbleiter verbunden sind. Dioden nehmen Leistung durch eine Anode auf und geben sie in einen positiv geladenen Bereich eines Halbleiters frei. Eine kleine intrinsische Schicht trennt den positiven Bereich von einem negativen Bereich. Die Kraft bewegt sich durch das Eigenartige ins Negative und dann durch eine Kathode zurück in das Gerät.

Eine PiN-Diode funktioniert ein bisschen anders. Die Energie tritt in die Diode ein und überträgt sich normalerweise auf die positive Region, trifft dann jedoch auf eine extrem große intrinsische Fläche. Dieser Bereich wirkt wie ein Damm auf die Kraft, die sich durch das System bewegt. Es füllt sich mit immer mehr Energie, während der positive Bereich es weiterschickt. Wenn es sich schließlich bis zu dem Punkt füllt, an dem es einfach nicht mehr dauern kann, beginnt es Kraft in die negative Zone zu drücken.

Diese unterschiedlichen Bereiche in dem PiN-Diodenhalbleiter werden durch einen als Dotierung bezeichneten Prozess erzeugt. Die meisten Halbleiter bestehen aus Silizium. Wenn der eigentliche Halbleiter gebaut wird, wird das Silizium mit einer Vielzahl von Metallen infundiert, von denen einige das positive System verbessern, während andere das Negativ verstärken. Die intrinsische Fläche auf der PiN-Diode ist, wenn überhaupt, nur sehr schwach dotiert. Das bringt Kraft in den Strom und sitzt dann, während sich der Strom aufbaut - und dann raus.

Bei Verwendung als Teil eines HF-Schalters isoliert eine PiN-Diode Signale. Die Konstruktion auf der Diode ermöglicht es einigen Signaltypen, sich leichter durch den intrinsischen Bereich zu bewegen als andere. Dadurch können bestimmte Signale durchgelassen werden, während die anderen dauerhaft blockiert sind.

Fotovoltaikzellen benötigen für den Betrieb Energiemengen. In diesem Fall verhindert die PiN-Diode, dass Strom in das System gelangt, bis sich ein großer Aufbau gebildet hat. Diese Kraft wird auf einmal freigesetzt und löst die Zelle aus.

Die letzte übliche Verwendung für eine PiN-Diode ist ein Notstrom-Shunt. Wenn sich Strom durch ein System bewegt, kann ein sekundärer Abzweig eine PiN-Diode enthalten, die direkt mit dem Erdungssystem des Geräts verbunden ist. Wenn das Gerät normal funktioniert, füllt sich der intrinsische Bereich des PiN niemals und bewegt daher niemals Strom. Wenn ein Stromstoß das Gerät trifft, füllt sich der intrinsische Bereich, und der Strom fließt hoffentlich vor der Beschädigung des Geräts aus dem Gerät auf den Boden.