Informations- und Kommunikationstechnik

Intrinsicdiode - PIN-Diode

Schichtaufbau einer PIN-Diode

Die Skizze zeigt den Schichtenaufbau einer Intrinsic- oder PIN-Diode mit Sperrzone im Sperrbetrieb. Die PIN-Diode wird bevorzugt im Frequenzbereich oberhalb 10 MHz eingesetzt. Sie besteht aus je einem hoch dotierten p- und n-Halbleiter. Dazwischen befindet sich die I-Zone mit einem sehr gering dotierten n-Halbleiter. Er hat eine nur geringe Eigenleitfähigkeit und ist daher sehr hochohmig.

Bei niedrigen Frequenzen verhält sich die PIN-Diode wie eine normale Diode. In Sperrrichtung betrieben ermöglicht die I-Zone besonders hohe Sperrspannungen. Die sehr schwache Dotierung der n-Intrinsicschicht führt zur Ausbildung einer weitreichenden positiven Raumladung und einer insgesamt sehr breiten Sperrzone.

PIN-Diode, HF-Arbeitsdiagramm

Bei Frequenzen oberhalb 10 MHz verliert die PIN-Diode ihre Eigenschaft als Gleichrichter. Sie verhält sich dort wie ein durch Spannung steuerbarer Wirkwiderstand. Liegt an der PIN-Diode zusätzlich zum HF-Signal eine in Durchlassrichtung gepolte Gleichspannung an, so kann der Widerstandswert der I-Zone in weiten Grenzen verändert werden. Die Gleichspannung erhöht die Anzahl der Ladungsträger in der hochohmigen I-Zone, sodass der Widerstand abnimmt.

PIN-Dioden eignen zur Amplitudenregelung in HF-Oszillatorschaltungen. Das bevorzugte Einsatzgebiet sind steuerbare oder geregelte Antennenverstärker im UKW- und Fernsehbereich. Da die PIN-Dioden im Arbeitsbereich eine lineare Kennlinie haben, erzeugen sie praktisch keine nichtlinearen Verzerrungen.