¿Qué es un diodo PiN?

Un diodo PiN es un tipo de diodo que contiene un semiconductor con una región intrínseca muy grande (la ‘i’) entre una región positiva y negativa más pequeña de lo normal (la ‘P’ y la ‘N’). Esta gran región neutra en el centro del semiconductor reducirá la velocidad a la que el voltaje se mueve a través del sistema. Un diodo PiN se utiliza por tres razones básicas: como interruptor de radiofrecuencia (RF), como parte de una celda fotovoltaica y como derivación de emergencia para sobrecargas de energía.

Un diodo típico tiene un área intrínseca muy pequeña. Por lo general, los diodos se componen de dos terminales de conexión conectados por un semiconductor. Los diodos toman energía a través de un ánodo y la liberan en un área cargada positivamente de un semiconductor. Una pequeña capa intrínseca separa el área positiva de una región negativa. El poder se mueve a través de lo intrínseco hacia lo negativo y luego sale a través de un cátodo de regreso al dispositivo.

Un diodo PiN funciona de forma un poco diferente. La energía ingresa al diodo y se transfiere a la región positiva normalmente, pero luego llega a un área intrínseca extremadamente grande. Esta área actúa como una presa para la energía que se mueve a través del sistema. Se llena con más y más poder a medida que el área positiva sigue enviándolo. Cuando finalmente se llena hasta el punto en que simplemente no puede soportar más, comienza a empujar el poder hacia la zona negativa.

Estas áreas variables en el semiconductor de diodo PiN se crean mediante un proceso llamado dopaje. La mayoría de los semiconductores están hechos de silicio. Cuando se construye el semiconductor real, el silicio se infunde con una variedad de metales, algunos de los cuales mejoran el sistema positivo, mientras que otros mejoran el negativo. El área intrínseca del diodo PiN se dopa muy ligeramente, si es que se dopa. Esto hace que la energía se precipite hacia él y luego se asiente mientras la corriente se acumula, luego sale corriendo.

Cuando se usa como parte de un interruptor de RF, un diodo PiN aísla las señales. La construcción del diodo permite que algunos tipos de señales se muevan a través del área intrínseca más fácilmente que otros. Esto permite que pasen señales específicas mientras se mantienen bloqueadas permanentemente las demás.

Las células fotovoltaicas requieren ráfagas de energía para funcionar. En este caso, el diodo PiN bloquea la entrada de energía al sistema hasta que se produce una gran acumulación. Ese poder se libera de una vez, activando la celda.
El último uso común de un diodo PiN es como derivación de energía de emergencia. Cuando la energía se mueve a través de un sistema, una rama secundaria puede contener un diodo PiN conectado directamente al sistema de conexión a tierra del dispositivo. Si el dispositivo funciona normalmente, el área intrínseca del PiN nunca se llena y, por lo tanto, nunca mueve energía. Si una sobretensión golpea el dispositivo, el área intrínseca se llena y la corriente sale del dispositivo al suelo, con suerte antes de que se dañe.