Che cos'è un diodo PiN?

Un diodo PiN è un tipo di diodo che contiene un semiconduttore con una regione intrinseca molto grande (la "i") tra una regione positiva e negativa inferiore al normale (la "P" e la "N"). Questa ampia regione neutra al centro del semiconduttore ridurrà la velocità alla quale la tensione si muove attraverso il sistema. Un diodo PiN viene utilizzato per tre motivi fondamentali: come interruttore a radiofrequenza (RF), come parte di una cella fotovoltaica e come shunt di emergenza per sovraccarichi di potenza.

Un diodo tipico ha un'area intrinseca molto piccola. Di solito i diodi sono composti da due terminali di connessione collegati da un semiconduttore. I diodi prendono energia attraverso un anodo e lo rilasciano in un'area a carica positiva di un semiconduttore. Un piccolo strato intrinseco separa l'area positiva da una regione negativa. La potenza passa attraverso l'intrinseco in negativo e quindi attraverso un catodo indietro nel dispositivo.

Un diodo PiN funziona in modo leggermente diverso. La potenza entra nel diodo e si trasferisce normalmente nella regione positiva, ma poi colpisce un'area intrinseca estremamente grande. Questa area agisce come una diga per la potenza che si muove attraverso il sistema. Si riempie di energia sempre maggiore man mano che l'area positiva continua a inviarlo. Quando alla fine si riempie fino al punto in cui semplicemente non ce la fa più, inizia a spingere il potere nella zona negativa.

Queste aree variabili nel semiconduttore a diodi PiN vengono create attraverso un processo chiamato doping. La maggior parte dei semiconduttori sono fatti di silicio. Quando viene costruito il semiconduttore effettivo, il silicio viene infuso con una varietà di metalli, alcuni dei quali potenziano il sistema positivo, mentre altri migliorano il negativo. L'area intrinseca sul diodo PiN viene drogata molto leggermente se non del tutto. Questo fa sì che il potere si affretti e poi si sieda mentre la corrente si accumula, quindi si precipita fuori.

Se utilizzato come parte di un interruttore RF, un diodo PiN isola i segnali. La costruzione sul diodo consente ad alcuni tipi di segnali di muoversi attraverso l'area intrinseca più facilmente di altri. Ciò consente il passaggio di segnali specifici mantenendo gli altri bloccati in modo permanente.

Le celle fotovoltaiche richiedono scoppi di energia per funzionare. In questo caso, il diodo PiN blocca l'alimentazione dall'ingresso nel sistema fino a quando non si verifica un grande accumulo. Questo potere viene rilasciato tutto in una volta, attivando la cella.

L'ultimo uso comune per un diodo PiN è come uno shunt di alimentazione di emergenza. Quando il potere si sposta attraverso un sistema, una derivazione secondaria può contenere un diodo PiN collegato direttamente al sistema di messa a terra del dispositivo. Se il dispositivo funziona normalmente, l'area intrinseca del PiN non si riempie mai e, pertanto, non si muove mai. Se un'impennata colpisce il dispositivo, l'area intrinseca si riempie e la corrente si sposta dal dispositivo a terra, si spera prima che il dispositivo sia danneggiato.