Diodi a Giunzione
Introduzione
Il diodo e' un componente elettronico passivo lineare, la sua funzione principale e' quella di permettere il flusso di corrente in un verso e bloccarlo totalmente (o quasi) nell'altro senso. Per ottenere la conduzione in un diodo occorre che l'anodo sia a un potenziale superiore a quello del catodo. La piena conduzione si ottiene quando la differenza di potenziale supera il valore della tensione di soglia. Simboli circuitali:
Ci sono varie tipologie di diodi:
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Caratteristiche Elettriche
- Tensione di soglia: rappresenta il valore di tensione diretta oltre cui la corrente circolante nel diodo assume valori importanti, essa dipende dal materiale con la quale e' realizzato il diodo e dalla tecnologia utilizzata per fabbricarlo. Se il diodo e' al germanio vale 0,1÷ 0,2V mentre se e' al silicio vale 0,5 ÷ 0,7V.
Caratteristiche Fisiche
Un diodo e' fisicamente simile ad un resistore, e' un cilindro dove alle estremita' sono applicati due reofori. All'interno un diodo e' formato da una giunzione P-N che separa le parti del semiconduttore sottoposte a drogaggio di tipo differente.
Il drogaggio e' un processo che consiste nell'aggiunta di impurita' all'interno del semiconduttore. Il drogaggio può essere di tipo:
La giunzione e' composta da due zone, una con eccesso di elettroni (N) ed una ad eccedenza di lacune (P). La regione tra i due spazi P-N e' chiamata zona di svuotamento o regione di carica spaziale.
Il diodo puo' essere polarizzato in due modi:
Il drogaggio e' un processo che consiste nell'aggiunta di impurita' all'interno del semiconduttore. Il drogaggio può essere di tipo:
- N: l'atomo drogante ha un elettrone in più di quelli che servono per soddisfare i legami del reticolo cristallino e tale elettrone acquista libertà di movimento all'interno del semiconduttore.
- P: l'atomo drogante ha un elettrone in meno e tale mancanza o vacanza di elettrone, indicata con il nome di lacuna, si comporta come una particella carica positivamente e si può spostare all'interno del semiconduttore.
La giunzione e' composta da due zone, una con eccesso di elettroni (N) ed una ad eccedenza di lacune (P). La regione tra i due spazi P-N e' chiamata zona di svuotamento o regione di carica spaziale.
Il diodo puo' essere polarizzato in due modi:
- Polarizzazione diretta: Se alla zona P si applica una tensione positiva rispetto alla zona N si riduce l'altezza della barriera tra le due zone e di conseguenza, le lacune passano per diffusione nella zona N ed il semiconduttore viene attraversato da una corrente elettrica.
- Polarizzazione inversa: Se alla zona N si applica una tensione positiva rispetto alla zona N, non ci sara' passaggio di elettroni.
Configurazione Raddrizzatore
Con l'utilizzo dei diodi come raddrizzatori o rettificatori, possiamo convertire la corrente alternata in corrente continua. I diodi infatti giocano un ruolo fondamentale negli alimentatori. Ci sono vari tipi di raddrizzatori:
- Raddrizzatore a semi onda: puo' essere realizzato con un solo diodo, quindi se applichiamo un segnale alternato su un diodo, qualsiasi semionda negativa del segnale viene tagliata fuori.
- Raddrizzatore a ponte: chiamato anche ponte di Graetz, puo' essere realizzato con 4 diodi, se applichiamo un segnale alternato su un ponte di diodi, tutte le semionde negative del segnale vengono trasformate in semionde positive.
Applicazioni
- Raddrizzatori/ponte di Graetz: il raddrizzatore e' un circuito che converte la corrente alternata (AC) in corrente continua (DC), questa conversione e' fondamentale per la maggior parte di circuiti elettronici.
- Protezione: grazie alla sua proprieta' il diodo puo' essere utilizzato per proteggere i circuiti da correnti inverse (polarita' invertite).
- Elementi di blocco: per impedire la conduzione in particolari rami di un circuito
- Elementi circuitali: per realizzare moltiplicatori di tensione
- Limitatori di tensione: e' possibile mettendo piu' diodi in serie sottrarre alla tensione applicata, la tensione di soglia di ogni diodo, abbassandola.
Testare Diodi
Per testare un diodo abbiamo bisogno di un tester impostato su ohm. Come ben sappiamo il diodo permette il passaggio di corrente da un verso mentre in quello opposto la blocca. Utilizzando l'ohmetro verifichiamo che in un verso il tester segna (solitamente si va da 0 a 800 Ohm) mentre nell'altro verso il tester non segna, se il tester segna in entrambi i versi vuol dire che il diodo e' in corto circuito, se il tester non segna in entrambi i versi vuol dire che la giunzione interna del diodo e' interrotta, in entrambi i casi va sostituito. Ricordatevi di tirare fuori dal circuito uno dei due reofori per effettuare la misura. Lo stesso principio si applica per i ponti diodi (Ponti di Graetz).
Appunti per Approfondire
08-diodo.pdf | |
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09-diodi.pdf | |
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diodi_.pdf | |
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