I diodi sono dispositivi a semiconduttore che bloccano efficacemente la corrente in una direzione consentendo il flusso di corrente nell'altra. Un diodo ideale, quindi, si comporta come un interruttore aperto in una direzione e chiuso nell'altra. I diodi sono racchiusi in custodie come vetro o plastica contrassegnate da una banda per indicare il lato del catodo. Il flusso di corrente dall'anodo al catodo significa che il diodo è polarizzato in avanti, mentre il flusso di corrente dal catodo all'anodo significa che il diodo è polarizzato inversamente.
Costruzione
I diodi sono formati da semiconduttori come silicio o germanio che vengono drogati per formare la cosiddetta giunzione PN. Le giunzioni PN sono create da una combinazione di semiconduttori di tipo P e di tipo N. P sta per positivo e N per negativo. I semiconduttori hanno buchi o cariche positive ed elettroni liberi o cariche negative.
Tipi P e N
Un semiconduttore che è stato drogato per formare un tipo P ha buchi come portatori di maggioranza e gli elettroni sono portatori di minoranza. Una tensione applicata fa sì che gli elettroni si spostino a sinistra e le lacune a destra e le lacune si ricombinino con gli elettroni liberi dal circuito esterno. Gli elettroni sono così pochi di numero che il loro effetto è trascurabile, e quindi si considera solo il movimento delle lacune. I tipi P hanno una carica positiva in eccesso.
Un semiconduttore che è stato drogato per formare un tipo N ha elettroni liberi come portatori maggioritari e lacune come portatori minoritari. Una tensione applicata fa sì che gli elettroni liberi si spostino a sinistra e le lacune a destra. Questi buchi sono riempiti da elettroni provenienti da un circuito esterno. I fori sono così pochi di numero che il loro effetto è trascurabile, e quindi si considera solo il flusso degli elettroni liberi. I tipi N hanno una carica negativa in eccesso.
Caratteristiche
Un diodo è simboleggiato da una freccia che indica la direzione in cui è consentito il flusso di corrente. Si chiama polarizzazione diretta quando la corrente scorre in questo modo. La freccia ha una barra per indicare che la corrente è bloccata quando si va nella direzione opposta. Un diodo con flusso di corrente nella direzione sbagliata è chiamato polarizzato inversamente. Nella vita reale, i diodi con polarizzazione inversa bloccheranno il flusso di corrente, ma alla fine ne consentiranno alcuni quando c'è troppo nel modo sbagliato. Quando ciò accade, i normali diodi si autodistruggono.
Tipi speciali
I LED sono diodi emettitori di luce costruiti appositamente per emanare luce. I diodi Zener sono fatti per condurre quando sono polarizzati inversamente, invece di essere distrutti. I varistori si comportano come diodi zener back-to-back e possono gestire fino a 1.000 volt. I Varactor funzionano come condensatori a variazione di tensione.
Usi
I diodi sono usati in molti modi. Alcuni di loro stanno cambiando la corrente alternata in corrente continua, rimuovendo parte del segnale. In questa veste, sono noti come raddrizzatori. Funzionano come interruttori elettrici e sono utili nei limitatori di sovratensione perché possono prevenire picchi di tensione. Sono utilizzati nell'esecuzione della logica digitale. Sono anche usati per creare alimentatori e duplicatori di tensione.
I LED sono utilizzati come sensori, nonché per l'illuminazione in dispositivi di illuminazione e laser. I diodi Zener funzionano come regolatori di tensione, i varactor vengono utilizzati nella sintonizzazione elettronica e i varistori vengono utilizzati per sopprimere i transitori nelle linee CA.
I diodi sono la base dei transistor e degli amplificatori operazionali.