Un diodo PiN è un tipo di diodo che contiene un semiconduttore con una regione intrinseca molto ampia (la “i”) tra una regione positiva e una negativa più piccola del normale (la “P” e la “N”). Questa grande regione neutra al centro del semiconduttore ridurrà la velocità con cui 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 tipico diodo ha un’area intrinseca molto piccola. Solitamente, i diodi sono composti da due terminali di connessione collegati da un semiconduttore. I diodi assorbono energia attraverso un anodo e la rilasciano in un’area caricata positivamente di un semiconduttore. Un piccolo strato intrinseco separa l’area positiva da una regione negativa. Il potere si sposta attraverso l’intrinseco nel negativo e poi attraverso un catodo nel dispositivo.
Un diodo PiN funziona in modo leggermente diverso. La potenza entra nel diodo e si trasferisce normalmente alla regione positiva, ma poi colpisce un’area intrinseca estremamente ampia. Quest’area agisce come una diga per la potenza che si muove attraverso il sistema. Si riempie di sempre più potere man mano che l’area positiva continua a inviarlo. Quando finalmente si riempie al punto in cui semplicemente non ne può più, inizia a spingere il potere nella zona negativa.
Queste aree variabili nel semiconduttore del diodo PiN vengono create attraverso un processo chiamato drogaggio. La maggior parte dei semiconduttori è fatta di silicio. Quando viene costruito il semiconduttore vero e proprio, il silicio viene infuso con una varietà di metalli, alcuni dei quali migliorano il sistema positivo, mentre altri migliorano il negativo. L’area intrinseca sul diodo PiN è drogata molto leggermente se non del tutto. Questo fa sì che il potere si riversi in esso 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 del diodo consente ad alcuni tipi di segnale di muoversi attraverso l’area intrinseca più facilmente di altri. Ciò consente il passaggio di segnali specifici mantenendo gli altri permanentemente bloccati.
Le celle fotovoltaiche richiedono esplosioni di energia per funzionare. In questo caso, il diodo PiN impedisce all’alimentazione di entrare nel sistema fino a quando non si verifica un grande accumulo. Quel potere viene rilasciato tutto in una volta, attivando la cellula.
L’ultimo uso comune per un diodo PiN è come shunt di alimentazione di emergenza. Quando l’alimentazione 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, quindi, non sposta mai potenza. Se una sovratensione colpisce il dispositivo, l’area intrinseca si riempie e la corrente si sposta dal dispositivo a terra, si spera prima che il dispositivo venga danneggiato.