Diodo pin – diodos pin
Construcción del pasador de diodo:
La construcción del diodo de PIN consiste en una capa estrecha de semiconductor tipo P separado de una capa igualmente estrecha de material tipo N por una región algo gruesa de material intrínseco. La capa intrínseca es un semiconductor ligeramente dopado.
El nombre del diodo se deriva de la construcción (p -intrinsic -N). Aunque Gallium Arseniure se usa en la construcción de alfileres, el silicio tiende a ser el material principal.
Las razones de esto son la fabricación más fácil, las potencias más altas manejadas y la mayor resistividad en la región intrínseca. El diodo del husillo se usa para la conmutación de potencia de microondas, la limitación y la modulación. Fue propuesto por primera vez por RN Hall en 1952, y su potencial como microondas fue reconocido por primera vez por Uhlir en 1958.
Construcción:
La construcción del diodo PIN se ilustra en la Figura 12-33. La ventaja de la construcción plana es la resistencia de la serie inferior cuando se conduce. La encapsulación para dicho chip toma una de las formas ya mostradas para otros diodos de microondas.
La construcción en línea tiene una serie de ventajas, incluida una capacidad reducida de derivación de diodos. Además, como se muestra en la Figura 12-33C y D, se presta idealmente a la encapsulación de la cabeza del haz, cuestionando perfectamente los circuitos rayados.
Esta construcción a menudo se prefiere en la práctica, excepto quizás por los poderes más altos. Cuando se involucran disipaciones bastante grandes, la construcción plana es más adecuada para el ensamblaje en un disipador de calor.
Operación:
El diodo PIN actúa como un diodo más o menos ordinario a frecuencias de hasta alrededor de 100 MHz. Sin embargo, por encima de esta frecuencia, deja de ser un rectificador, debido al almacenamiento del portador en la región intrínseca de almacenamiento y tiempo de tránsito.
En las frecuencias de microondas, el diodo actúa como una resistencia variable, con un circuito equivalente simplificado como en la Figura 12-34A y una característica de establecimiento como en la Figura 12-34B.
Cuando el sesgo varía en un diodo de pino, su resistencia en el microondas va de un valor típico de 5 a 10 kΩ bajo un sesgo negativo en las cercanías de 1 a 10 Ω cuando el sesgo es positivo.
Por lo tanto, si el diodo se monta en una línea coaxial de 50 Ω, no cargará significativamente la línea cuando esté sesgado, por lo que el flujo de potencia no se verá afectado.
Sin embargo, cuando el diodo está sesgado hacia adelante, su resistencia se vuelve muy baja, de modo que la mayor parte de la potencia se refleja y prácticamente no se transmite ninguno.
El diodo actúa como un interruptor. De la misma manera, se puede usar como modulador (pulso). Se pueden usar varios diodos en serie o en paralelo en una guía de onda o una línea coaxial, para aumentar la potencia administrada o para reducir la potencia transmitida en la condición desactivada.
Actuaciones y aplicaciones:
Los diodos están disponibles con frecuencias de corte resistentes hasta alrededor de 700 GHz. En cuanto a los diodos del varactor, las frecuencias de funcionamiento no exceden una décima parte de la figura anterior. Se ha informado al menos una instancia operativa a 150 GHz, con diodos especialmente construidos.
Los diodos individuales pueden controlar hasta aproximadamente 200 kW de pico (o 200 W en promedio), aunque los niveles típicos son una magnitud más baja.
Se pueden combinar varios diodos para manejar hasta 1 MW de pico. Los tiempos de conmutación reales varían de aproximadamente 40 ns para limitadores de alta potencia tan solo 1 ns a potencias más bajas.