Diodo PIN – Símbolo, Características y Aplicaciones

El diodo PIN es un componente electrónico esencial en el mundo de la tecnología. Con su diseño y funcionamiento único, este diodo se destaca por su capacidad para amplificar señales y su versatilidad en diversas aplicaciones. En este artículo, exploraremos el símbolo, características y las diferentes formas en que se utiliza este imprescindible dispositivo en el ámbito tecnológico.

Pin diodo es un tipo de diodo que tiene material semiconductor tipo p y tipo n intercalado en una capa intrínseca. La capa intrínseca es una capa de material semiconductor no dopado. Esta es la diferencia estructural entre un diodo de unión PN normal y un diodo de unión PIN. Al igual que el diodo de unión PN, ‘P’ se refiere a la región de tipo p positiva, ‘N’ se refiere a la región de tipo n negativa e ‘I’ se refiere a la región intrínseca en el diodo PIN.

Diodo PIN - Símbolo, Características y Aplicaciones
La figura 1 diodo PIN

Símbolo de diodo PIN

El símbolo de un diodo PIN se muestra en la figura 2. En esta figura, A representa el ánodo y k representa el cátodo.

Diodo PIN - Símbolo, Características y Aplicaciones
Fig. 2 Símbolo del diodo PIN

La estructura básica de un diodo PIN se muestra en la figura 3.

Diodo PIN - Símbolo, Características y Aplicaciones
Fig. 3 Estructura básica de un diodo PIN

Un diodo PIN es una versión improvisada del diodo de unión PN. A diferencia de un diodo normal, un diodo PIN tiene tres capas, como se mencionó anteriormente, como se muestra en la figura 3. El uso de la capa intrínseca hace que el diodo sea altamente resistivo y ayuda a inducir un gran campo eléctrico entre las regiones P y N del diodo. Debido a la presencia de un gran campo eléctrico en el diodo, el movimiento de electrones en el diodo aumenta de la región N a la región P y, por lo tanto, es un diodo mejor que el diodo de unión PN.

El rápido movimiento de los electrones hace que los pares electrón-hueco sean más rápidos y esto aumenta la actividad del diodo PIN hacia las señales. La distancia entre las regiones de tipo N y tipo P es mayor en el diodo de unión PIN que en un diodo de unión PN normal. Por lo tanto, la capacitancia del diodo PIN disminuye, lo que genera respuestas más rápidas hacia las señales.

Funcionamiento del diodo PIN

La presencia de la capa intrínseca difiere del funcionamiento del diodo PIN del del diodo de unión PN. En condiciones de polarización directa, cuando la región de tipo P y tipo N está conectada a los terminales positivo y negativo del suministro respectivamente, el ancho de la región de agotamiento disminuye. El diodo PIN funciona como una resistencia variable. Esto hace que el diodo funcione más rápido a medida que aumenta el movimiento de cargas desde la región de tipo P a la de tipo N.

En condiciones de polarización inversa, el ancho de la región de agotamiento aumenta. En esta condición, el diodo PIN actúa como un condensador. El ancho de la región intrínseca aumenta de tal manera que barre todos los portadores de carga de la región. El voltaje requerido para eliminar todos los portadores de carga se conoce como tensión de barrido. El voltaje de barrido es el voltaje de polarización inversa aplicado al diodo.

Características del diodo PIN

Las características del diodo PIN incluyen

1. El diodo PIN actúa como una resistencia variable en la condición de polarización directa. En ese caso, el valor de la resistencia del diodo depende del valor del voltaje de polarización directa que se le aplica.

2. El diodo PIN actúa como un capacitor en la condición de polarización inversa donde las regiones tipo P y tipo N actúan como las placas positiva y negativa del capacitor respectivamente y la región intrínseca se comporta como el aislamiento entre las placas.

3. El diodo PIN requiere un voltaje de ruptura más alto para romper o destruir el empobrecimiento grueso de la región.

4. El diodo PIN tiene sensibilidad a la radiación. Cuando la radiación cae sobre la superficie de la región de agotamiento, genera energía.

5. La región de agotamiento almacena portadores de carga que son responsables del flujo de corriente.

6. No hay rectificación presente en el diodo ya que el diodo tiene una resistencia variable que depende del voltaje aplicado.

7. En señales de baja frecuencia, el diodo PIN se apaga siguiendo la ecuación de diodo de señales de baja frecuencia. Pero en el caso de señales de mayor frecuencia, el diodo nunca se apaga ya que no es posible eliminar todas las cargas de la región intrínseca.

8. El tiempo de recuperación inversa requerido para el diodo PIN es menor.

Aplicaciones de diodos PIN

El campo de aplicación del diodo PIN es amplio. Algunas de estas aplicaciones se dan a continuación.

1. Un diodo PIN se puede utilizar como rectificador de alto voltaje, ya que es capaz de soportar un voltaje más alto. Es posible debido a la presencia de la capa intrínseca.

2. En el caso de fotodetectores, se pueden utilizar diodos PIN. La región intrínseca aumenta el sitio para la absorción de energía de la luz. Por lo tanto, se utiliza como fotodiodo.

3. Debido a la disminución de la capacitancia del diodo, puede usarse como interruptor. El diodo PIN puede operar en radiofrecuencia.

4. Los diodos PIN se utilizan en la detección de fotones en rayos X y rayos gamma.

5. La celda fotovoltaica usa diodos PIN en sus redes de fibra óptica.

6. Los diodos PIN también se usan en interruptores de microondas debido a su bajo valor de capacitancia.

7. El uso del diodo PIN se encuentra en el circuito limitador y circuito modulador de RF.

Autor

Sunmoni Gohain
NIT Silcar

Referencias

1. https://electronicsdesk.com/
2. https://circuitglobe.com/
3. https://byjus.com/física

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