Wat is Geleidbaarheidsmodulatie?

Verschijnsel waarbij veel minderheidsladingdragers in een laag met lage dotering worden geïnjecteerd en de weerstand van die laag sterk daalt. Wordt gebruikt in PIN-diodes en IGBT's om hoge doorslagspanning te combineren met een lage aan-spanning.

Japanse benaming: 伝導度変調

“Geleidbaarheidsmodulatie” komt voor in 4 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. PN-overgang en diode, Vermogenshalfgeleiders.

Vakgebied: PN-overgang en diode

Nu oefenen: vragen over Geleidbaarheidsmodulatie

Welke uitspraak over de kenmerken van een PIN-diode, met een laag gedoteerde i-laag tussen de p- en n-laag, is juist?

  1. AZe kan stroom versterken
  2. BDe voorwaartse spanning is 0 V
  3. CDoordat de i-laag een brede uitputtingslaag wordt, is ze geschikt voor hoge doorslagspanning en voor snelle, gevoelige lichtdetectoren
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Doordat de i-laag een brede uitputtingslaag wordt, is ze geschikt voor hoge doorslagspanning en voor snelle, gevoelige lichtdetectoren

Bij een PIN-diode werkt de gehele laag gedoteerde i-laag met weinig onzuiverheden als uitputtingslaag. Omdat de brede uitputtingslaag hoge spanningen kan dragen, is ze geschikt voor gelijkrichtdiodes met hoge doorslagspanning, en door het brede lichtabsorberende gebied en de kleine junctiecapaciteit voor snelle, gevoelige lichtdetectoren. In voorwaartse richting daalt de weerstand van de i-laag door geleidbaarheidsmodulatie en in sperrichting is deze hoogohmig, waardoor ze ook wordt gebruikt voor hoogfrequent schakelen en variabele verzwakkers. Een versterkende werking heeft ze niet.

Hoe heet het verschijnsel waarbij bij een voorwaartse stroom door een PIN-diode grote hoeveelheden ladingdragers in de i-laag worden geïnjecteerd en de weerstand sterk daalt?

  1. AEarly-effect
  2. BGeleidbaarheidsmodulatie
  3. CHall-effect
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Geleidbaarheidsmodulatie

De i-laag met weinig onzuiverheden is van nature hoogohmig, maar bij voorwaartse stroom worden grote aantallen elektronen en gaten vanuit de p- en n-laag geïnjecteerd, en door ladingdragers ruim boven de dopingconcentratie daalt de weerstand sterk. Dit is geleidbaarheidsmodulatie, waarmee in een dikke driftlaag een hoge doorslagspanning kan worden gewaarborgd terwijl de aan-spanning laag blijft. Het is een sleutelmechanisme van IGBT’s en diodes met hoge doorslagspanning, maar omdat de opgeslagen ladingdragers moeten worden verwijderd, wordt het schakelen trager.

“Geleidbaarheidsmodulatie” in de toelichting

Vragen met “Geleidbaarheidsmodulatie” (4)

  1. Welke uitspraak over de kenmerken van een PIN-diode, met een laag gedoteerde i-laag tussen de p- en n-laag, is juist?
  2. Hoe heet het verschijnsel waarbij bij een voorwaartse stroom door een PIN-diode grote hoeveelheden ladingdragers in de i-laag worden geïnjecteerd en de weerstand sterk daalt?
  3. Welke uitspraak over de IGBT is juist?
  4. Welke uitspraak over het gebruikelijke onderscheid in toepassing tussen silicium-MOSFET’s en IGBT’s is juist?

Verwante termen

IGBT Staartstroom (tail current) Uitputtingslaag (depletion layer) Junctiecapaciteit (depletiecapaciteit) Aan-weerstand (on-resistance) SiC (siliciumcarbide) Diffusiecapaciteit Idealiteitsfactor Ingebouwde spanning (built-in potential) Lawinedoorslag (avalanche breakdown)

Naar de woordenlijst