Eine PiN-Diode ist ein Diodentyp, der einen Halbleiter mit einem sehr großen intrinsischen Bereich (dem “i”) zwischen einem kleineren als normalen positiven und negativen Bereich (dem “P” und “N”) enthält. Dieser große neutrale Bereich in der Mitte des Halbleiters verringert die Geschwindigkeit, mit der sich die Spannung durch das System bewegt. Eine PiN-Diode wird aus drei grundlegenden Gründen verwendet: als Hochfrequenz-(HF)-Schalter, als Teil einer Photovoltaikzelle und als Not-Shunt bei Stromüberlastung.
Eine typische Diode hat eine sehr kleine intrinsische Fläche. Normalerweise bestehen Dioden aus zwei Anschlussklemmen, die durch einen Halbleiter verbunden sind. Dioden nehmen Strom über eine Anode auf und geben ihn an einen positiv geladenen Bereich eines Halbleiters ab. Eine kleine intrinsische Schicht trennt den positiven Bereich von einem negativen Bereich. Die Energie wandert durch das Intrinsic ins Negative und dann durch eine Kathode zurück in das Gerät.
Eine PiN-Diode funktioniert etwas anders. Die Leistung tritt in die Diode ein und wird normalerweise in den positiven Bereich übertragen, trifft dann jedoch auf einen extrem großen intrinsischen Bereich. Dieser Bereich wirkt wie ein Damm für die Energie, die sich durch das System bewegt. Es füllt sich mit immer mehr Kraft, da der positive Bereich es immer weiter sendet. Wenn es sich schließlich bis zu dem Punkt füllt, an dem es einfach nicht mehr aushält, beginnt es, die Kraft in den negativen Bereich zu drücken.
Diese unterschiedlichen Bereiche im PiN-Dioden-Halbleiter werden durch einen Prozess namens Dotierung erzeugt. Die meisten Halbleiter bestehen aus Silizium. Beim Bau des eigentlichen Halbleiters wird das Silizium mit einer Vielzahl von Metallen infundiert, von denen einige das positive System verstärken, während andere das negative verstärken. Der intrinsische Bereich der PiN-Diode ist, wenn überhaupt, sehr schwach dotiert. Dies führt dazu, dass Strom hineinströmt und dann sitzt, während sich Strom aufbaut – er rauscht dann heraus.
Bei Verwendung als Teil eines HF-Schalters isoliert eine PiN-Diode Signale. Die Konstruktion der Diode ermöglicht es einigen Signaltypen, sich leichter durch den intrinsischen Bereich zu bewegen als andere. Dadurch können bestimmte Signale passieren, während die anderen dauerhaft blockiert bleiben.
Photovoltaikzellen benötigen zum Betrieb Stromstöße. In diesem Fall verhindert die PiN-Diode, dass Strom in das System eindringt, bis es zu einem großen Aufbau kommt. Diese Kraft wird auf einmal freigesetzt und löst die Zelle aus.
Die letzte übliche Verwendung für eine PiN-Diode ist als Notstrom-Shunt. Wenn Strom durch ein System fließt, kann ein sekundärer Abzweig eine PiN-Diode enthalten, die direkt mit dem Erdungssystem des Geräts verbunden ist. Wenn das Gerät normal arbeitet, füllt sich der intrinsische Bereich des PiN nie und bewegt daher nie Strom. Wenn eine Überspannung auf das Gerät trifft, füllt sich der intrinsische Bereich und der Strom fließt aus dem Gerät zum Boden, hoffentlich bevor das Gerät beschädigt wird.