_ بخش پین دیود (pin diode)
معرفی ناحیه ذاتی پین دیود (pin diode)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
یک فتودیود p–i–n که به آن فتودیود PIN نیز گفته می شود ، پین دیود با یک ناحیه ذاتی (i) (یعنی بدون آلایش) بین نواحی n و p است. بیشتر جریان عبوری در ناحیه ذاتی جذب می شوند و حامل های تولید شده در آن می توانند به طور مؤثر در جریان نوری نقش داشته باشند .در ساختار و ساختمان داخلی (پین دیود) کاتد یک الکترود صاف است، در حالی که آند به شکل حلقه است. قطب مثبت ولتاژ بایاس (معکوس) به کاتد متصل است. در بالای ناحیه p، یک پوشش ضد انعکاس وجود دارد.
(پین دیود ها) یودهای p-n معمولی می توانند از مشکلات زیر رنج ببرند :
_ عرض ناحیه تخلیه ممکن است بسیار کمتر از طول جذب باشد ، به طوری که تنها بخشی از حامل های نوری تولید شده در داخل ناحیه تخلیه تولید می شوند. جمع آوری حامل های تولید شده در خارج از ناحیه تخلیه ممکن است محدود باشد و منجر به کاهش راندمان کوانتومی شود .
_ حتی برای آن دسته از حامل های تولید شده در خارج از ناحیه تخلیه که در نهایت به داخل ناحیه تخلیه نفوذ می کنند و بنابراین می توانند در جریان نوری نقش داشته باشند، این نفوذ مدتی طول می کشد؛ که منجر به ایجاد دنباله در تابع پاسخ ضربه می شود،
_l2sw.gif)
مشکلات ناحیه ذاتی کمتر از انرژی را می توان با طراحی دیود p-i-n کاهش داد یا از آنها اجتناب کرد. در آنجا، بیشتر حامل ها در ناحیه ذاتی تولید می شوند زیرا این ناحیه می تواند بسیار ضخیم تر از ناحیه تخلیه ساختار ap-n باشد. یکی دیگر از اثرات ناحیه ذاتی ضخیم می تواند کاهش ظرفیت خازنی باشد که امکان پهنای باند تشخیص بالاتری را فراهم می کند.برخی از دیود های p-i-n از مواد نیمه هادی متفاوتی ساخته می شوند که در آن ها ناحیه ذاتی کمتر از انرژی است ، اما برای نواحی p و n اینطور نیست. در این صورت، می توان از هرگونه جذب در خارج از ناحیه ذاتی جلوگیری کرد.سریع ترین یود های p-i-n پهنای باند بسیار بالاتری از ۱۰۰ گیگاهرتز دارند. قطر ناحیه فعال آنها معمولاً تنها چند میکرون است. آنها اغلب به صورت کوپل شده با فیبر ساخته می شوند و می توانند به عنوان مثال در گیرنده های ارتباط نوری استفاده شوند . نرخ بیت حاصل می تواند به ۱۶۰ گیگابیت بر ثانیه برسد.
- پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک