Diodo a semiconduttore

Tutti i materiali che attualmente si conoscono possono essere suddivisi in tre categorie: conduttori, isolanti e semiconduttori.

I conduttori ( Argento, Rame, Alluminio, ecc. ) hanno una struttura atomica con pochi elettroni sull’orbita più esterna ( da 1 a 3 ).

Di conseguenza sono instabili e gli elettroni periferici possono facilmente diventare liberi.

Gli isolanti (  ceramica, gomma, porcellana, carta, ecc. ) hanno una struttura atomica con parecchi elettroni sull’orbita più esterna ( più di 4 ).

Sono perciò particolarmente stabili e non danno luogo ad elettroni liberi.

I semiconduttori  hanno un comportamento intermedio tra quello dei materiali conduttori ed isolanti, tipici semiconduttori sono il Germanio e il Silicio.

Questi elementi hanno in natura una struttura cristallina, cioè i loro atomi sono disposti secondo una configurazione geometrica, formando il cosiddetto reticolo cristallino.

Ciascun atomo, sia del germanio che del silicio, possiede 4 elettroni nell’orbita più periferica.

Se uno di questi elettroni lascia il rispettivo atomo per andare a collocarsi sull’orbita esterna di un altro atomo, dove esso viene a mancare si forma una cavità, elettricamente positiva, e dove c’è un elettrone di troppo si manifesta una carica negativa, detta appunto elettrone.

Il diodo è attraversato da una corrente diretta di elevata intensità, che fluisce, secondo il senso convenzionale, dalla lamina di tipo P a quella di tipo N.

Se invece si inverte la tensione agli estremi del diodo, applicando il polo positivo del generatore alla lamina N ed il polo negativo alla lamina P,  la tensione esterna non fa altro che rinforzare la barriera di potenziale della giunzione, quindi gli elettroni liberi della zona N non possono superare la giunzione e sono trattenuti dal polo positivo.

Analogamente le cavità della zona P non possono superare la giunzione  e sono trattenute dal polo negativo.

Pertanto la conduttività della giunzione P-N diventa quella del semiconduttore allo stato puro e soltanto una piccola corrente inversa, coadiuvata soprattutto dall’agitazione termica degli atomi, fluisce, secondo il senso convenzionale, dalla lamina di tipo N a quella di tipo P.

La lamina di tipo P, con il suo terminale, è detta anodo,quella di tipo N con il suo terminale è detto catodo.

In definitiva il diodo lascia passare corrente soltanto se l’anodo è portato a potenziale positivo rispetto al catodo, praticamente la blocca, se si inverte la tensione esterna applicata.

IL simbolo del diodo è rappresentato qui sotto.

Esistono diodi per piccole e medie correnti, e per correnti anche assai intense, dell’ordine di centinaia di Ampere.

Ogni diodo è caratterizzato anche da un valore massimo di tensione inversa ( tensione che lo polarizza nel senso di blocco ), che può sopportare senza essere distrutto

Il diodo viene utilizzato in elettronica per evitare dei cortocircuiti, la sua funzione principale è quella di controllare il flusso della corrente.

La corrente che attraversa un diodo, lo può percorrere in una sola direzione, nel caso contrario la corrente verrà immediatamente bloccata.

Se viene collegato al contrario,  il diodo non farà passare la corrente.

Per questo motivo viene detto unidirezionale.

Quindi possiamo dire che blocca la corrente in caso di cortocircuito per proteggere il circuito elettronico.

Se succede ciò il diodo potrà resistere a  una tensione massima chiamata BREAKDOWN.

Ci sono vari tipi di diodi che riprenderò in seguito.

I tipi di diodi presenti sono:

  • Diodo classico
  • Diodo Led
  • Diodo  Schottky
  • Diodo Zener
  • Fotodiodi