Appunti di elettronica: il diodo

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Introduzione

L'elettronica è quella branca della tecnica che fa uso dei principi teorici della fisica dei semiconduttori per la realizzazione di dispositivi lineari e non lineari, utilissimi in svariate applicazioni tecniche e scientifiche. I diodi, detti anche "dispositivi a giunzione" sono ottenuti ponendo a contatto un semiconduttore drogato di tipo n (catodo "-") ed un semiconduttore drogato di tipo p (anodo "+"). In realtà la sua realizzazione prevede l'utilizzo di un unico cristallo di semiconduttore drogato con diverse concentrazioni. Ecco alcuni appunti di elettronica: il diodo.

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Occorrente

  • Libro di elettronica
  • Libro di fisica
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Il diodo è un dispositivo non simmetrico (presenta un comportamento diverso si due poli) e non lineare (il passaggio di corrente elettrica è consentito solo in un verso). All'interno del semiconduttore le cariche vengono distinte in portatori (elettroni e lacune) e cariche fisse (ioni). Quando si forma la giunzione, per diffusione, gli elettroni si spostano dalla zona n alla zona p, mentre le lacune si spostano in maniera opposta. Questo processo fa sì che si crei una regione di svuotamento o di carica spaziale che si comporta in maniera similare ad una capacità di giunzione. All'equilibrio dinamico si crea quindi una tensione di soglia che crea un campo elettrico che si oppone alla corrente di diffusione.

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Applicando una tensione di alimentazione esterna il diodo viene polarizzato e vengono quindi fissate le sue condizioni operative. Applicando una tensione opposta rispetto ai segni dei terminali, il diodo andrà in polarizzazione inversa. In questo caso gli elettroni e le lacune tendono ad allontanarsi tra loro perché attirati dalla tensione applicata. Questo processo fa sì che aumenti la regione di svuotamento. La tensione applicata si somma quindi alla tensione di soglia. In queste condizioni operativa il diodo viene detto "in interdizione" o "interdetto" poiché non permette alcun passaggio di corrente elettrica.

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Se ai capi del diodo viene applicata una tensione concorde ai segni dei suoi terminali avviene un processo opposto. Gli elettroni e le lacune, infatti, sospinti dalla differenza di potenziale esterna, tendono a muoversi entrambi verso la giunzione, facendo in questo modo diminuire la regione di svuotamento. La tensione di alimentazione si oppone quindi a quella interna riducendo la barriera di potenziale. In queste condizioni il diodo è detto "in conduzione". Esso infatti permette lo scorrimento di una corrente al suo interno.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Ripassate bene la fisica dei semiconduttori per capire a pieno il funzionamento del diodo
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