Diodes PIN
| Diode normale avec secteurs positifs et négatifs: |
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| Diode à semi-conducteur avec trois zones positive-intrinsèque-négative (PIN): | |||
| Région p (fortement dopées) |
Région i | Région n (fortement dopées) | |
Figure 1 : Structure d’une diode PIN
Une diode PIN est formée de deux régions assez minces de semi-conducteurs mais fortement dopées prenant en sandwich un morceau assez large et faiblement dopé de cristal appelé région intrinsèque. Comme le nom le suggère les régions fortement dopés sont de types p et n. Cette diode se comporte comme une diode ordinaire aux fréquences allant jusqu’à 100 mégahertz mais change complètement de caractéristiques ensuite.
En général, le même matériau est utilisé dans les trois zones, souvent du silicium à cause de sa capacité de fonctionnement à haute puissance et de la grande résistance de sa région intrinsèque (i). Cette dernière augmente le temps de passage des électrons à travers la diode. Au-dessus de 100 mégahertz, il se produit un embouteillage dans cette zone ce qui transforme la diode en résistance variable.
Lorsque la tension de la diode PIN varie, la résistance aux micro-ondes passe d’une valeur typique de 6 kilo-ohms en polarisation inverse, à 5 ohms en polarisation directe. Montée en parallèle sur une ligne de transmission ou un guide d’onde, la résistance de la diode est trop importante en polarisation inverse pour qu’une portion significative de courant ne la traverse. Elle agit alors comme un circuit ouvert et la transmission dans la ligne n’en est affectée. Par contre, dans la même situation mais en polarisation directe, sa résistance n’est plus que de 5 ohms et elle laisse passer presque tout le courant, donnant une réflexion interne du signal dans la ligne de transmission. Une diode PIN peut donc servir d’interrupteur pour le signal dans la ligne de transmission.
Plusieurs diodes de ce type montées en parallèles peuvent interrompre un signal de pointe de plus de 150 kilowatts. La limite supérieure d’utilisation dépend de la capacité de la diode à dissiper la puissance qui a son tour dépend de la capacité de déviation de la jonction pn. Des diodes PIN de plus de 30 gigahertz sont disponibles pour commutation rapide dans les signaux de hautes fréquences et servent comme :
- circuits atténuateurs ;
- commutateurs ;
- déphaseurs.
Par exemple pour commuter l'antenne tour à tour sur la partie émettrice puis sur la partie réceptrice d'un émetteur-récepteur.