Dioda PIN

Szkic poglądowy:
p – warstwa akceptorowa,
i – warstwa niedomieszkowana,
n – warstwa donorowa.

Dioda PIN (od ang. P-type, Intrinsic, N-type semiconductor) jest diodą półprzewodnikową, w której pomiędzy warstwami o przewodnictwie typu p i typu n znajduje się szeroka, słabo domieszkowana warstwa o przewodnictwie samoistnym. Odróżnia to diodę PIN od innych diod. Warstwy zewnętrzne są silnie domieszkowane, gdyż spełniają rolę kontaktu omowego z wyprowadzeniami.

Zasada działania

Dla prądu o małej częstotliwości, gdy nośniki w warstwie pośredniej zdążą się zrekombinować diody PIN zachowują własności prostownicze.

Natomiast dla prądu wysokiej częstotliwości koncentracja nośników nie nadąża za zmianą tego prądu pozostając praktycznie stałą. W tych warunkach dioda zachowuje się jak opornik, którego rezystancja jest zależna od koncentracji nośników. Dla polaryzacji w kierunku zaporowym diody PIN, dzięki niskiej koncentracji nośników, charakteryzuje się ona wysoką rezystancją (typowo 10 kΩ) oraz niską pojemnością rzędu 1 pF. W przypadku polaryzacji w kierunku przewodzenia koncentracja nośników w zależności od płynącego prądu może zwiększyć się o kilka rzędów co powoduje spadek rezystancji poniżej 0,1 Ω.

Schemat zastępczy diody PIN

Zastosowanie

Wewnętrzna warstwa półprzewodnika samoistnego sprawia, że diody PIN mają gorsze od innych diod właściwości prostownicze. Jednakże dzięki niej, diody te można wykorzystać w zakresie wysokich częstotliwości w tłumikach o regulowanym tłumieniu, szybkich przełącznikach, szybkich detektorach promieniowania (od dalekiej podczerwieni po rentgenowskie) oraz w wysokonapięciowych układach energoelektronicznych. Diody PIN mogą także zabezpieczać przed przesterowaniem wejścia urządzeń wysokiej częstotliwości. Przy roboczym sygnale niespolaryzowana dioda połączona równolegle z wejściem zachowuje się jak kondensator o pojemności rzędu 1 pF. Przy dużym sygnale w-cz dioda zaczyna przewodzić bocznikując wejście, co ogranicza dalszy wzrost napięcia. Są też stosowane w optoizolatorach przeznaczonych do pracy z wysokimi częstotliwościami.