Diodo

DIODO

Componente di un circuito elettrico che permette il passaggio di corrente in una sola direzione.

TIPI DI DIODO Il diodo a vuoto, realizzato con la tecnologia dei tubi a vuoto, è costituito da una coppia di elettrodi metallici (catodo e anodo), racchiusi sotto vuoto in un'ampolla di vetro sigillata. Il catodo, riscaldato dal passaggio di una corrente, emette elettroni per effetto termoionico. Attratti dall'anodo, a cui è applicato un potenziale positivo, gli elettroni migrano verso di esso, chiudendo il circuito. Poiché il flusso di elettroni è possibile unicamente dal catodo all'anodo, il diodo a vuoto viene usato per il raddrizzamento delle correnti alternate.

Se nell'ampolla è presente un gas rarefatto (ad esempio elio o argo) il diodo si dice a gas: la corrente tra gli elettrodi è maggiore di quella che passa in un diodo a vuoto, perché rafforzata dall'effetto di ionizzazione del gas.

Diodo Zener Particolare tipo di diodo a giunzione p-n che sfrutta la conduzione quasi unidirezionale offerta dalla superficie di separazione fra due zone fortemente drogate di uno stesso cristallo semiconduttore (solitamente silicio). Quando la zona di tipo p (ossia con eccesso di lacune) è polarizzata positivamente rispetto alla zona di tipo n (con eccesso di elettroni), la giunzione presenta bassa resistenza (polarizzazione diretta). Nel caso contrario (polarizzazione inversa) presenta invece resistenza elevata, fino a che la tensione ai capi del diodo è mantenuta entro un determinato intervallo di valori (solitamente compreso tra qualche volt e poche centinaia di volt). Oltrepassato tale limite, il diodo Zener diventa fortemente conduttore, impedendo alla tensione inversa di aumentare ulteriormente (effetto descritto intorno al 1940 dall'inglese C. Zener). Per questa sua caratteristica il diodo Zener, usato in polarizzazione inversa, è particolarmente sfruttato come stabilizzatore di tensione o sorgente di tensione di riferimento costante.

DIODI A SEMICONDUTTORE, I diodi d'impiego più comune nei circuiti elettronici attuali sono a semiconduttore. Il più semplice tra questi, il diodo a punta, risale ai primordi della radiofonia, quando il segnale radio veniva rivelato, in ricezione, per mezzo di un cristallo di germanio su cui poggiava la punta di un sottile filo metallico. Nei moderni diodi a punta, al germanio o al silicio, la lastrina di cristallo e il filo metallico (di tungsteno o di bronzo) sono montati all'interno di un tubicino di vetro e collegati ai due terminali che sporgono dalle estremità del tubo. Le proprietà del diodo sono determinate dal contatto tra il filo e la lastrina; il senso diretto della corrente è quello dal filo alla lastrina.

DIODO A GIUNZIONE, I diodi a giunzione sfruttano le proprietà fisiche della superficie di separazione (giunzione) tra due zone di uno stesso cristallo semiconduttore, trattate (drogate) in modo diverso. Tali proprietà consentono il passaggio di una corrente elettrica di intensità considerevole in una sola direzione; la corrente che circola in senso opposto non è nulla, ma è trascurabile. Rispetto ai diodi a vuoto, quelli a giunzione, anch'essi usati come raddrizzatori, sono più compatti, economici e resistenti.

La realizzazione di giunzioni p-n dotate di caratteristiche particolari (con uno e entrambi i campioni di semiconduttore fortemente drogati, ad esempio) permette di ottenere tipi particolari di diodo, che mostrano caratteristiche variabili a seconda della intensità e del verso della tensione applicata. Alcuni esempi sono costituiti dal diodo Zener, sfruttato come stabilizzatore di tensione, dal diodo Schottky, dotato di tempi rapidissimi di commutazione, particolarmente adatto nei circuiti elettronici ad alta frequenza, dal diodo tunnel, la cui corrente inversa può raggiungere valori molto elevati, utilizzato soprattutto come oscillatore, amplificatore e commutatore, e infine dal diodo varactor, che, grazie alla capacità variabile mostrata in polarizzazione inversa, trova la sua applicazione ottimale in circuiti di sintonizzazione per VHF e microonde.

Un altro tipo di diodo a giunzione è il fotodiodo, che produce spontaneamente una tensione fra i terminali la giunzione viene illuminata: tale caratteristica lo rende adatto all'impiego nelle celle solari. Nei diodi a emissione di luce (LED), infine, l'applicazione di piccole tensioni produce l'emissione di una radiazione luminosa. I LED sono usati come indicatori luminosi, nei visualizzatori numerici delle calcolatrici e degli orologi digitali, nei telecomandi e nei sistemi a fibre ottiche.