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Diodi Semiconduttori

Il diodo semiconduttore è uno dei componenti elettronici più importanti ed utilizzati nell'elettronica. Ne esistono di diverse tipologie, in funzione del tipo di impiego, del materiale impiegato nella costruzione e del drogaggio. In questa sezione trattiamo quelli per uso generico. Si possono trovare in contenitore di vetro, plastico o metallico. Come per il diodo termoionico la sua caratteristica principale consiste nell'andare in conduzione solo se polarizzato direttamente, quindi la corrente passa solo in un verso. Questo per quello che riguarda il diodo ideale, il diodo reale ha anche una piccola corrente inversa che all'atto pratico è trascurabile. A differenza del diodo termoionico ha una bassissima resistenza interna. I diodi semiconduttori più diffusi sono quelli costruiti con silicio, in passato i più diffusi erano quelli al germanio.

Principali Tipologie di diodi semiconduttori per uso generico

Caratteristiche

  • Il diodo semiconduttore ha due terminali, anodo e catodo.
  • La tensione di polarizzazione Vd è considerata positiva all'anodo e negativa al catodo. Quindi il diodo è polarizzato direttamente quando l'anodo è positivo e il catodo negativo rispetto all'anodo. In caso inverso si dice polarizzato inversamente.
  • La corrente che scorre nel diodo (Id) viene detta diretta se scorre dall'anodo al catodo (verso convenzionale della corrente)
  • Se il diodo viene polarizzato inversamente non conduce a meno che la tensione non sia abbastanza alta da superare quella di rottura. La rottura non è un fenomeno distruttivo se la corrente è mantenuta entro certi valori e viene utilizzato nel diodi zener.
  • Se il diodo viene polarizzato inversamente al di sotto della tensione di rottura, passa una corrente detta corrente inversa normalmente di valore molto basso.
  • La tensione di polarizzazione diretta necessaria per portare in conduzione il diodo è dipendente dal materiale con cui è costruito il medesimo, ad esempio 0,2V per il diodo al germanio e 0,6 Volt per il diodo al silicio.
Diodo semiconduttore, simbolo circuitale e polarizzazione diretta

Curve caratteristiche di diodi semiconduttori per uso generico e come si ricavano

Curva caratteristica diodi semiconduttori al germanio e al silicio Misura della curva caratteristica di diodi semiconduttore al silicio

Curva caratteristica di diodi semiconduttore al silicio e al germanio. La tensione di polarizzazione diretta varia in funzione del materiale impiegato nella costruzione, si attesta su 0,2V per il germanio (VsdGe) e 0,6V per il silicio (VsdSi). Nel grafico soprastante per rendere leggibili i valori si sono adottate due scale diverse una per il primo quadrante del piano cartesiano e una per il terzo. Questo perché il valore di corrente If inversa di fuga è estremamente basso mentre la tensione inversa VbSi e VbGe di rottura (breakdown) è estremamente alta.

Circuito di principio per il rilievo della curva diretta e inversa di un diodo semiconduttore. Nel circuito di principio va aggiunta una resistenza di limitazione della corrente posta in serie alla batteria di alimentazione al fine di limitare la stessa a valori non distruttivi per il diodo, sia nel rilievo della caratteristica diretta che inversa.

Cose da sapere per progettare circuiti in cui si impiegano diodi semiconduttori

Immagini di varie tipologie di diodi semiconduttori. Come si può presentare fisicamente un diodo semiconduttore.

Diodo semiconduttore di piccola potenza Diodi semiconduttori impiegati in una scheda di un computer anni '70 Diodi semiconduttori distribuiti in nastro che normalmente è avvolto in bobine, per grandi quantità.

Diodo semiconduttore di piccola potenza

Diodi semiconduttori impiegati in una scheda di un computer anni '70 (in basso a destra e a sinistra del condensatore azzurro)

Diodi semiconduttori distribuiti in nastro che normalmente è avvolto in bobine, per grandi quantità.

Diodi semiconduttori di tre diverse tipologie in una scheda di un videoregistratore. Diodi di potenza sotto forma di ponte di diodi (o ponte di Graetz) per montaggio a vite Diodi semiconduttori distribuiti in nastro che normalmente è avvolto in bobine, per grandi quantità.

Diodi semiconduttori di tre diverse tipologie in una scheda di un videoregistratore. Si notino le sigle stampate sul PCB con l'iniziale "D" per diodo.

Diodi di potenza sotto forma di ponte di diodi (o ponte di Graetz) per montaggio a vite (si noti il buco per il bullone) adatto per essere montato su un dissipatore di calore.

Diodi semiconduttori distribuiti in nastro che normalmente è avvolto in bobine, per grandi quantità.

Diodi semiconduttori di piccola potenza sotto forma di ponte di diodi (o ponte di Graetz) per montaggio su PCB Diodi semiconduttori di piccola potenza sotto forma di ponte di diodi (o ponte di Graetz) per montaggio su PCB

Diodi semiconduttori di piccola potenza sotto forma di ponte di diodi (o ponte di Graetz) per montaggio su PCB (si noti la scritta che identifica l'ingresso in CA e l'uscita in CC).

Diodi semiconduttori di piccola potenza sotto forma di ponte di diodi (o ponte di Graetz) per montaggio su PCB (si noti la scritta che identifica l'ingresso in CA e l'uscita in CC).

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