Diodi: guida completa dalla giunzione PN ai raddrizzatori
Il diodo è il primo semiconduttore che si incontra studiando l’elettronica: lascia passare la corrente in un solo verso ed è alla base di raddrizzatori, alimentatori, protezioni e regolatori di tensione. Questa pagina raccoglie tutte le guide di MST-Tutorial dedicate ai diodi, in un ordine pensato per chi parte da zero: prima la fisica della giunzione PN, poi il comportamento del componente reale, quindi i circuiti raddrizzatori e infine i diodi speciali.
Percorso consigliato
- Semiconduttori di tipo N e di tipo P: bande di energia, drogaggio, elettroni e lacune. È la base per capire cosa succede dentro la giunzione.
- Il diodo: cos’è e come funziona: giunzione PN, polarizzazione diretta e inversa, tensione di soglia e principali tipi di diodo.
- Curva caratteristica del diodo: legge esponenziale, resistenza dinamica, potenza dissipata, breakdown e tempo di recupero inverso.
- Come scegliere e dimensionare un diodo: corrente e tensione nominale, margini di sicurezza, caduta diretta e scelta del package.
Diodi raddrizzatori e alimentatori
Il primo impiego pratico del diodo è trasformare una tensione alternata in una tensione continua pulsante, da livellare poi con un condensatore.
- Raddrizzatore a singola semionda: funzionamento, valore medio ed efficace, tensione inversa sul diodo e misure all’oscilloscopio.
- Calcolo del condensatore di livellamento: progetto completo con calcolo del condensatore, della tensione di alimentazione e verifica del diodo.
- Raddrizzatore a ponte di Graetz: doppia semionda con quattro diodi, percorso della corrente, ripple, scelta dei diodi e livellamento.
- Trasformatore monofase: lo stadio che precede il raddrizzatore e fornisce la bassa tensione di sicurezza.
- Condensatori: capacità, ESR e tipologie, utili per scegliere il condensatore di livellamento.
Diodi speciali
- Diodo Zener: lavora in breakdown inverso per mantenere costante una tensione; regolatore shunt e calcolo della resistenza.
- Diodo Schottky: giunzione metallo-semiconduttore, bassa caduta diretta e commutazione veloce, ideale negli alimentatori switching.
- Diodo Varicap: capacità che varia con la tensione inversa, usata per sintonizzare oscillatori e filtri.
- Diodo LED: guida in preparazione.
Confronto rapido tra i tipi di diodo
| Tipo | Uso tipico | Caduta diretta tipica | Esempi |
|---|---|---|---|
| Raddrizzatore al silicio | Alimentatori da rete, protezione da inversione di polarità | 0,7–1,1 V | 1N4001–1N4007 |
| Segnale (commutazione veloce) | Logica, rivelatori, protezione degli ingressi | 0,6–1 V | 1N4148 |
| Schottky | Alimentatori switching, basse tensioni, diodi di ricircolo veloci | 0,2–0,6 V | 1N5817–1N5819, BAT54 |
| Zener | Riferimenti e regolazione di tensione, limitazione | Lavora in inversa alla tensione Vz | Serie BZX55, 1N47xx |
| Varicap | Sintonia di oscillatori (VCO) e filtri RF | Usato in inversa | BB910 e simili |
| LED | Segnalazione e illuminazione | 1,8–3,3 V secondo il colore | LED da 3 e 5 mm |
I valori sono indicativi: per un progetto fanno fede le curve e i limiti riportati nel datasheet del componente scelto.
Misurare e verificare un diodo
- Multimetro digitale: prova diodi e verifica della caduta diretta, con le regole di sicurezza per le misure.
- Oscilloscopio: lettura delle forme d’onda raddrizzate, del valore di picco e del ripple.