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Il diodo è un componente elettronico passivo prevalentemente resistivo non lineare a due terminali, la cui funzione è quella di permettere il flusso di corrente elettrica in una direzione e di bloccarla nell’altra.
I due terminali del diodo vengono chiamati ANODO e CATODO. La corrente elettrica fluirà dall’anodo al catodo seguendo questa direzione.
Se si cerca di farla scorrere in direzione opposta il diodo si "blocca".
I diodi sono componenti elettronici PASSIVI, ovvero non introducono energia nel circuito in cui sono inseriti e non necessitano di una alimentazione esterna in aggiunta al segnale in ingresso.
Esistono moltissime varianti del diodo a seconda degli usi. Essi possono essere impiegati in numerosissime applicazioni elettroniche e sono parte integrante in moltissimi dispositivi elettronici.
Ma com’è fatto un diodo?
Possiamo notare che al suo interno vi è un materiale semiconduttore, in questo caso il silicio.
Solitamente il silicio puro non presenta elettroni liberi al suo interno, in questo caso però il silicio in questione è stato drogato.
E per “drogato” si intende che è stato sottoposto a diffusione di elementi diversi, ovvero sono state aggiunte all’interno del suo reticolo cristallino delle piccole percentuali di atomi , allo scopo di modificarne le proprietà del reticolo cristallino.
Questi atomi sono chiamati atomi donatori, poiché cedono degli elettroni al reticolo cristallino del silicio. Si creano così 2 parti distinte all’interno del diodo con 2 diversi livelli di carica.
Una parte viene drogata al fine di ottenere un eccesso di elettroni e quindi viene caricata negativamente, mentre l’altra viene drogata in modo da ottenere un eccesso di lacune e quindi viene caricata positivamente.
Chiameremo la parte caricata negativamente N e la parte caricata positivamente P. Distinguendo così la cosiddetta giunzione P-N.
Ora possiamo notare che nella parte N del diodo vi è una maggioranza di elettroni liberi mentre nella parte P vi è una maggioranza di lacune, ovvero posizioni mancanti di elettroni.
In questa situazione la parte N avrà una tendenza a cedere gli elettroni in eccesso, poiché questi si sposteranno naturalmente verso le lacune disponibili sul lato P, quindi la zona di confine della parte P viene leggermente caricata negativamente e la zona di confine della parte N viene leggermente caricata positivamente.
Tra le due parti quindi scorrerà una corrente che cercherà di bilanciare questa differenza di cariche. Questa corrente è chiamata CORRENTE DI DIFFUSIONE.
Possiamo così vedere la cosiddetta ZONA DI SVUOTAMENTO. Essendoci in questa zona una carica positiva e negativa si creerà un campo elettrico che andrà dal catodo (K) verso l’anodo (A). Questo campo elettrico causerà la formazione di un’altra corrente, la CORRENTE DI DERIVA, che cercherà di bilanciare la precedente CORRENTE DI DIFFUSIONE.
In presenza di un campo elettrico si creerà un POTENZIALE ELETTRICO e di conseguenza un POTENZIALE DI BARRIERA.
Il potenziale di barriera si crea quando il campo elettrico si oppone ad una ulteriore migrazione di elettroni dalla parte N alla parte P. Questo comporta la formazione di una sorta di barriera contro il flusso di elettroni. Questo valore di barriera solitamente si aggira intorno a 0.7 Volt per il Silicio.
I due terminali del diodo vengono chiamati ANODO e CATODO. La corrente elettrica fluirà dall’anodo al catodo seguendo questa direzione.
Se si cerca di farla scorrere in direzione opposta il diodo si "blocca".
I diodi sono componenti elettronici PASSIVI, ovvero non introducono energia nel circuito in cui sono inseriti e non necessitano di una alimentazione esterna in aggiunta al segnale in ingresso.
Esistono moltissime varianti del diodo a seconda degli usi. Essi possono essere impiegati in numerosissime applicazioni elettroniche e sono parte integrante in moltissimi dispositivi elettronici.
Ma com’è fatto un diodo?
Possiamo notare che al suo interno vi è un materiale semiconduttore, in questo caso il silicio.
Solitamente il silicio puro non presenta elettroni liberi al suo interno, in questo caso però il silicio in questione è stato drogato.
E per “drogato” si intende che è stato sottoposto a diffusione di elementi diversi, ovvero sono state aggiunte all’interno del suo reticolo cristallino delle piccole percentuali di atomi , allo scopo di modificarne le proprietà del reticolo cristallino.
Questi atomi sono chiamati atomi donatori, poiché cedono degli elettroni al reticolo cristallino del silicio. Si creano così 2 parti distinte all’interno del diodo con 2 diversi livelli di carica.
Una parte viene drogata al fine di ottenere un eccesso di elettroni e quindi viene caricata negativamente, mentre l’altra viene drogata in modo da ottenere un eccesso di lacune e quindi viene caricata positivamente.
Chiameremo la parte caricata negativamente N e la parte caricata positivamente P. Distinguendo così la cosiddetta giunzione P-N.
Ora possiamo notare che nella parte N del diodo vi è una maggioranza di elettroni liberi mentre nella parte P vi è una maggioranza di lacune, ovvero posizioni mancanti di elettroni.
In questa situazione la parte N avrà una tendenza a cedere gli elettroni in eccesso, poiché questi si sposteranno naturalmente verso le lacune disponibili sul lato P, quindi la zona di confine della parte P viene leggermente caricata negativamente e la zona di confine della parte N viene leggermente caricata positivamente.
Tra le due parti quindi scorrerà una corrente che cercherà di bilanciare questa differenza di cariche. Questa corrente è chiamata CORRENTE DI DIFFUSIONE.
Possiamo così vedere la cosiddetta ZONA DI SVUOTAMENTO. Essendoci in questa zona una carica positiva e negativa si creerà un campo elettrico che andrà dal catodo (K) verso l’anodo (A). Questo campo elettrico causerà la formazione di un’altra corrente, la CORRENTE DI DERIVA, che cercherà di bilanciare la precedente CORRENTE DI DIFFUSIONE.
In presenza di un campo elettrico si creerà un POTENZIALE ELETTRICO e di conseguenza un POTENZIALE DI BARRIERA.
Il potenziale di barriera si crea quando il campo elettrico si oppone ad una ulteriore migrazione di elettroni dalla parte N alla parte P. Questo comporta la formazione di una sorta di barriera contro il flusso di elettroni. Questo valore di barriera solitamente si aggira intorno a 0.7 Volt per il Silicio.
Collegando il catodo del diodo al polo positivo e l’anodo del diodo al polo negativo di un generatore di corrente, in questo caso una batteria, si ottiene una POLARIZZAZIONE INVERSA, ovvero, gli elettroni e le lacune verranno attratti in modo da polarizzare la giunzione P-N nel verso da aumentare la zona di svuotamento e di conseguenza opporsi al passaggio di corrente.
L’effetto della polarizzazione inversa quindi è quello di far allargare la regione di svuotamento.
Se proviamo invece a connettere il polo positivo della batteria con la parte P del diodo la polarizzazione sarà diretta e la regione di svuotamenti si restringerà.
Supponiamo che la nostra batteria abbia un voltaggio sufficiente a superare la barriera di potenziale. Questo causerà il movimento degli elettroni spinti dal potenziale imposto dalla batteria.
Quando gli elettroni attraversano la barriera di potenziale, il loro moto non incontra più resistenza e occuperanno così più facilmente le lacune della parte P.
Ora, gli elettroni che si sono mossi dalla parte N per occupare le lacune della parte P, a causa dell’attrazione del polo positivo della batteria, si sposteranno ulteriormente andando ad occupare le lacune successive, per poi fluire attraverso il circuito esterno.
Questa condizione è nota come POLARIZZAZIONE DIRETTA del diodo.
In poche parole il diodo si comporta come una VALVOLA DI NON RITORNO, solo che in questo caso il flusso non è rappresentato dall’acqua bensì dall’elettricità.
Ora, proviamo a variare la tensione di ingresso e osserviamo la risposta del diodo.
Con voltaggio invertito, possiamo osservare un flusso di elettricità trascurabile.
In polarizzazione diretta e voltaggio inferiore a 0,7V, si osserva una flusso di elettricità trascurabile.
Ma non appena superata tale barriera di potenziale ci sarà un forte incremento del passaggio di corrente.
In ogni caso, si nota che la tensione ai capi del diodo non può oltrepassare di molto i 0.7 Volt anche nel caso di un’alta tensione di ingresso.
Questo dipende dalla condizione di polarizzazione diretta.
In questo caso il diodo pone poca resistenza contro il flusso di corrente.
Nella condizione di polarizzazione inversa, se si applica una tensione molto alta si causerà il danneggiamento del diodo e si causerà un aumento del flusso di corrente.
La caratteristica del diodo di far scorrere la corrente in una sola direzione può essere applicata a molti dispositivi elettronici, come il ponte raddrizzatore..
Nella metà positiva, il circuito farà scorrere la corrente come mostrato. Gli altri due diodi si troveranno in una polarizzazione inversa.
Nella metà negativa, accade l’opposto. Quindi otterremo la stessa direzione di flusso di elettroni all’uscita.
È possibile smussare ulteriormente l’uscita introducendo un filtro capacitivo ed un regolatore.
L’effetto della polarizzazione inversa quindi è quello di far allargare la regione di svuotamento.
Se proviamo invece a connettere il polo positivo della batteria con la parte P del diodo la polarizzazione sarà diretta e la regione di svuotamenti si restringerà.
Supponiamo che la nostra batteria abbia un voltaggio sufficiente a superare la barriera di potenziale. Questo causerà il movimento degli elettroni spinti dal potenziale imposto dalla batteria.
Quando gli elettroni attraversano la barriera di potenziale, il loro moto non incontra più resistenza e occuperanno così più facilmente le lacune della parte P.
Ora, gli elettroni che si sono mossi dalla parte N per occupare le lacune della parte P, a causa dell’attrazione del polo positivo della batteria, si sposteranno ulteriormente andando ad occupare le lacune successive, per poi fluire attraverso il circuito esterno.
Questa condizione è nota come POLARIZZAZIONE DIRETTA del diodo.
In poche parole il diodo si comporta come una VALVOLA DI NON RITORNO, solo che in questo caso il flusso non è rappresentato dall’acqua bensì dall’elettricità.
Ora, proviamo a variare la tensione di ingresso e osserviamo la risposta del diodo.
Con voltaggio invertito, possiamo osservare un flusso di elettricità trascurabile.
In polarizzazione diretta e voltaggio inferiore a 0,7V, si osserva una flusso di elettricità trascurabile.
Ma non appena superata tale barriera di potenziale ci sarà un forte incremento del passaggio di corrente.
In ogni caso, si nota che la tensione ai capi del diodo non può oltrepassare di molto i 0.7 Volt anche nel caso di un’alta tensione di ingresso.
Questo dipende dalla condizione di polarizzazione diretta.
In questo caso il diodo pone poca resistenza contro il flusso di corrente.
Nella condizione di polarizzazione inversa, se si applica una tensione molto alta si causerà il danneggiamento del diodo e si causerà un aumento del flusso di corrente.
La caratteristica del diodo di far scorrere la corrente in una sola direzione può essere applicata a molti dispositivi elettronici, come il ponte raddrizzatore..
Nella metà positiva, il circuito farà scorrere la corrente come mostrato. Gli altri due diodi si troveranno in una polarizzazione inversa.
Nella metà negativa, accade l’opposto. Quindi otterremo la stessa direzione di flusso di elettroni all’uscita.
È possibile smussare ulteriormente l’uscita introducendo un filtro capacitivo ed un regolatore.