Il componente semiconduttore più semplice: il diodo -Performa una varietà di funzioni utili legate al suo scopo principale di gestire la direzione del flusso di corrente elettrica. I diodi consentono alla corrente di fluire attraverso di essi in una sola direzione.
I diodi perfettamente efficienti sembrano essere circuiti aperti con una tensione negativa e, in caso contrario, sembrano cortocircuiti. Ma poiché i diodi ammettono una certa inefficienza, la loro relazione corrente-tensione è non lineare.
Come tale, ti consigliamo di consultare la scheda tecnica di un diodo per vedere un grafico della curva della tensione diretta di un determinato diodo rispetto alla sua corrente diretta, in modo da scegliere il diodo giusto per il tuo particolare progetto.
Applicazioni dei diodi
Pur essendo semplici dispositivi a semiconduttore a due pin, i diodi sono fondamentali nell'elettronica moderna. Alcune delle tipiche applicazioni dei diodi includono:
- Rettificare una tensione, come trasformare la corrente alternata in tensioni CC
- Isolamento di segnali da un'alimentazione
- Controllo della dimensione di un segnale
- Segnali di miscelazione
Conversione di potenza
Una significativa applicazione dei diodi è la conversione dell'alimentazione CA in corrente continua. È possibile utilizzare un singolo diodo o quattro diodi per trasformare la potenza domestica da 110 V in corrente continua formando un semiautomatico (diodo singolo) o un'onda intera (quattro diodi) raddrizzatore . Un diodo fa ciò consentendo a metà della forma d'onda CA di attraversarlo. Quando questo impulso di tensione viene utilizzato per caricare un condensatore, la tensione di uscita sembra essere una tensione continua costante con una piccola ondulazione di tensione. L'uso di un raddrizzatore a onda intera rende questo processo ancora più efficiente instradando gli impulsi AC in modo che sia le metà positive che quelle negative dell'onda sinusoidale in ingresso siano viste come solo impulsi positivi, raddoppiando efficacemente la frequenza degli impulsi di ingresso al condensatore, che aiuta a tenerlo carico e fornire una tensione più stabile.
Diodi e condensatori possono anche essere usati per creare una serie di tipi di moltiplicatori di tensione per prendere una piccola tensione CA e moltiplicarla per creare uscite ad altissima tensione. Entrambe le uscite CA e CC sono possibili utilizzando la giusta configurazione di condensatori e diodi.
Demodulazione di segnali
L'uso più comune dei diodi è quello di rimuovere il componente negativo di un segnale CA. Poiché la porzione negativa di una forma d'onda CA è in genere identica alla metà positiva, in questo processo si perde effettivamente pochissima informazione, che porta a un'elaborazione del segnale più efficiente.
La demodulazione del segnale è comunemente usata nelle radio come parte del sistema di filtraggio per aiutare a estrarre il segnale radio dall'onda portante.
Protezioni di sovratensione
I diodi funzionano bene anche come dispositivi di protezione per componenti elettronici sensibili. Quando vengono utilizzati come dispositivi di protezione dalla tensione, i diodi non sono conduttivi in condizioni operative normali, ma cortocircuitano immediatamente qualsiasi picco di alta tensione verso terra dove non può danneggiare un circuito integrato. Diodi specializzati chiamati soppressori di tensione transitorie sono progettati specificamente per la protezione da sovratensione e possono gestire picchi di potenza molto grandi per brevi periodi di tempo, caratteristiche tipiche di picchi di tensione o scosse elettriche, che normalmente danneggerebbero i componenti e ridurranno la vita di un prodotto elettronico.
Allo stesso modo, un diodo può regolare la tensione servendo come a clipper o a limitatore - uno scopo specializzato che limita la tensione che può attraversarlo ad un certo punto.
Direzione corrente
L'applicazione di base dei diodi è guidare la corrente e assicurarsi che scorra solo nella direzione corretta. Un'area in cui l'attuale capacità di governo dei diodi viene utilizzata con buoni risultati è il passaggio dalla potenza proveniente da una fonte di alimentazione a quella che passa da una batteria. Quando un dispositivo è collegato e in carica, ad esempio un telefono cellulare o un gruppo di continuità, il dispositivo deve prelevare energia solo dall'alimentazione esterna e non dalla batteria, e mentre il dispositivo è collegato alla batteria dovrebbe ricevere energia e ricarica. Non appena viene rimossa la fonte di alimentazione, la batteria deve alimentare il dispositivo in modo che l'utente non possa notare interruzioni.
È un buon esempio del governo attuale protezione da corrente inversa. Prendi in considerazione, ad esempio, la tua auto. Quando la batteria si spegne e un passante amichevole si offre di aiutare con i cavi dei ponticelli, se si mescola l'ordine dei cavi rosso e nero non si friggerà l'impianto elettrico dell'auto perché i diodi adiacenti alla batteria bloccano la corrente di direzione errata.
Porte logiche
I computer operano in binario: un mare infinito di zero e uno. Gli alberi decisionali binari nel calcolo sono basati su porte logiche abilitate da diodi che controllano se un interruttore è attivo ("1") o spento ("0"). Sebbene centinaia di milioni di diodi appaiano nei processori moderni, sono funzionalmente uguali ai diodi che si acquistano nel negozio di elettronica, solo molto più piccoli.
Diodi e luce
Una torcia a LED è solo una torcia la cui illuminazione proviene da un diodo ad emissione luminosa. In presenza di tensione positiva, i LED si illuminano.
Un fotodiodo, al contrario, accetta la luce attraverso un collettore (come un mini pannello solare) e converte quella luce in una piccola quantità di corrente.
