Diodo Pin

Diodo Pin
1.- Definición
Se le denomina diodo PIN a una estructura de tres capas, siendo la intermedia un semiconductor intrínseco (i), y en los extremos las regiones fuertemente dopadas de tipo P y la otra tipo N (estructura P-I-N que da nombre al diodo).

2.- Características
Gracias a la zona i, son dispositivos desarrollados para trabajar a frecuencias muy elevadas, donde la capacidad derespuesta de los diodos comunes está limitada por su tiempo de tránsito, es decir el tiempo que tardan los portadores de carga en atravesar la unión PN. A frecuencias más altas, el diodo se parece a una resistencia casi perfecta. Hay una gran cantidad de carga almacenada en la región intrínseca. A bajas frecuencias, la carga se puede quitar y el diodo se apaga.

El diodo tiene baja capacitancia y,por tanto, encuentra aplicación en frecuencias altas. Cuando se polariza en directo, la inyección de portadores minoritarios aumenta la conductividad de la región intrínseca. Cuando se polariza en inverso, la región estará vacía totalmente de portadores y la intensidad del campo a través de la  región es constante.
3.- Formación
El diodo se forma partiendo de silicio tipo P de alta resistividad.La capa P de baja resistividad representada, está formada por difusión de átomos de boro en un bloque de silicio tipo P y la capa N muy delgada está formada difundiendo grandes cantidades de fósforo.
La región intrínseca i es realmente una región P de alta resistividad y se suele denominar región p. Cuando el circuito está abierto, los electrones fluyen desde la región i(p) hasta la región P pararecombinarse con los huecos en exceso, y los huecos fluyen desde la región i para recombinarse con los electrones de la región N. Si el material i(p) fuese verdaderamente intrínseco, la caída de tensión en la región i sería nula, puesto que la emigración de huecos sería igual a la emigración de electrones. Sin embargo, como el material es en verdad p (P de alta resistividad), hay más huecosdisponibles que electrones.
Cuando se aplica una polarización inversa al diodo los electrones y los huecos del material p son barridos (swept free). Un posterior aumento de la tensión inversa simplemente incrementa las distribuciones de tensiones P-I e I-N. Cuando el diodo está polarizado en sentido directo, los huecos del material P se difunden en la región p, creando una capa P de baja resistividad.La corriente es debida al flujo de los electrones y de los huecos cuyas concentraciones son aproximadamente iguales en la región i. En la condición de polarización directa la caída de tensión en la región i es muy pequeña. Además, al igual que el diodo PN, cuando aumenta la corriente, también disminuye la resistencia. En consecuencia el diodo PIN es un dispositivo con su resistencia o conductanciamodulada.
4.- Operación
Un diodo PIN opera bajo lo que se conoce como la inyección de alto nivel. En otras palabras, la región intrínseca "i" se inunda con los portadores de carga de las regiones de "N, "P" y. Su función se puede comparar a llenar un cubo de agua con un agujero en el lado. Una vez que el agua alcanza el nivel del agujero en el que comenzará a derramar. Del mismo modo, el diodoconducir la corriente una vez que los electrones y los huecos inundados llegan a un punto de equilibrio, donde el número de electrones es igual al número de agujeros en la región intrínseca.

Cuando el diodo está polarizado hacia adelante, la concentración de portadores inyectada es típicamente varios órdenes de magnitud más alta que la concentración de portadores nivel intrínseco. Debido a estainyección de alto nivel, que a su vez se debe al proceso de agotamiento, el campo eléctrico se extiende profundamente en la región. Este campo eléctrico ayuda en la aceleración del transporte de portadores de carga desde la P a la región N, que se traduce en un funcionamiento más rápido del diodo, por lo que es un dispositivo adecuado para operaciones de alta frecuencia.


5.-Aplicaciones...