Un diodo a semiconduttore è un componente elettronico a due terminali che consente alla corrente di fluire in una direzione (bias in avanti) ma lo blocca nella direzione opposta (distorsione inversa). Questo comportamento si ottiene attraverso le proprietà speciali dei semiconduttori.
Ecco il guasto:
1. Il materiale a semiconduttore: I diodi sono realizzati con materiali a semiconduttore come silicio o germanio. Questi materiali hanno una conduttività tra quella di un conduttore (come un rame) e un isolante (come la gomma). La loro speciale caratteristica risiede nella loro capacità di agire come conduttori e isolanti a seconda delle condizioni.
2. semiconduttori di tipo P e N-Type: Il materiale a semiconduttore è drogato con impurità per creare due tipi:
* P-Type: Drogato con elementi trivalenti (come il boro) che creano "buchi" (assenza di elettroni).
* N-Type: Drogato con elementi pentavalenti (come il fosforo) che creano elettroni liberi extra.
3. La giunzione PN: Quando vengono uniti un semiconduttore di tipo P e N-Type . A questa giunzione, gli elettroni del materiale di tipo N si diffondono per riempire i fori nel materiale di tipo P. Questo lascia una regione di esaurimento senza portatori di carica gratuiti, fungendo da barriera.
4. Bias in avanti: Quando viene applicata una tensione positiva al materiale di tipo P e una tensione negativa al materiale di tipo N (bias in avanti), riduce la larghezza della regione di esaurimento. Gli elettroni dal lato di tipo N possono ora fluire facilmente attraverso la giunzione verso i fori nel materiale di tipo P. Ciò consente alla corrente di fluire attraverso il diodo.
5. Bias inverso: Quando viene applicata una tensione negativa al materiale di tipo P e una tensione positiva al materiale di tipo N (distorsione inversa), la regione di esaurimento si allarga, bloccando efficacemente il flusso di corrente. Solo una minuscola corrente di dispersione può fluire attraverso il diodo.
6. Caratteristiche del diodo: Una tipica curva caratteristica del diodo mostra la relazione tra la tensione applicata attraverso il diodo e la corrente che scorre attraverso di essa. Presenta un forte aumento della corrente quando è una corrente di polarizzazione in avanti e molto bassa quando viene polarizzato inverso.
Applicazioni chiave dei diodi:
* Rettifica: Convertire la corrente alternata (AC) in corrente continua (DC).
* Regolazione della tensione: Proteggere i circuiti dalla sovratensione.
* Switching: Controllo del flusso di corrente nei circuiti elettronici.
* Rilevamento: Rilevare la presenza o l'assenza di un segnale.
* Protezione: Proteggere i circuiti sensibili dai danni.
In sintesi, la capacità di un diodo a semiconduttore di condurre la corrente in una direzione e bloccarla nell'altra deriva dalle proprietà uniche della giunzione PN. Questa proprietà rende i diodi componenti essenziali in numerosi circuiti elettronici, svolgendo un ruolo vitale nell'elaborazione del segnale, nella conversione della potenza e nella protezione dei circuiti.
