Diodo
Il diodo è un componente elettronico passivo a due terminali (bipolo) che ha la capacità di far scorrere la corrente in un'unica direzione. Nel verso opposto la corrente viene bloccata.
E' un bipolo non lineare.
Il diodo lascia passare la corrente in un verso mentre la blocca quasi del tutto nel verso opposto.
Nota. In realtà la corrente passa anche nel verso opposto ma è molto debole. E' detta corrente di saturazione inversa.
Come funziona un diodo
Il diodo è composto da due terminali detti anodo e catodo.
Se applico una tensione positiva all'anodo (VAC>0) il diodo consente il passaggio della corrente IA.
In questo caso il diodo è polarizzato direttamente.
Il flusso della corrente cresce in modo modo esponenziale rispetto alla tensione.
Nota. La tensione sul diodo deve essere comunque superiore a un valore minimo VT detto tensione di soglia. Se la tensione (v) è uguale o inferiore alla tensione di soglia VT la corrente IA è nulla. Quindi, per valori di tensione fino a VT il diodo si comporta come un circuito aperto. Viceversa, se la tensione è superiore alla tensione di soglia (VT) la corrente scorre.
Se applico un tensione positiva al catodo, invece, il diodo riduce al minimo il passaggio della corrente (I0) detta corrente di saturazione inversa.
In questo caso il diodo è polarizzato inversamente.
La pendenza della curva della corrente nel quadrante in alto a destra è la conduttanza del diodo (IA) che varia a seconda della tensione VAC.
La formula della corrente
La formula della corrente che scorre in un diodo è la seguente:
$$ I_A = I_0 ( e^{\frac{V_{AC}}{V_T}}-1 ) $$
Dove VAC è la tensione applicata all'anodo/catodo.
Il parametro I0 è la corrente inversa o corrente di saturazione inversa ossia la debole corrente che il bipolo lascia passare quando è in polarizzazione inversa.
Il parametro VT è la tensione termica o tensione di soglia.
$$ V_T = \frac{kT}{q} $$
Nota. La variabile k è la costante di Boltzmann, T è la temperatura assoluta, q è la carica di un elettrone.
Ecco un esempio pratico
Il diodo ideale
Il diodo ideale è un'approssimazione del funzionamento di un diodo. Per valori superiori alla tensione di soglia il diodo è un cortocircuito, viceversa è un circuito aperto.
Il comportamento del diodo ideale dipende dal suo stato corrente
- Polarizzazione inversa
Se la tensione è inferiore alla tensione di soglia (v≤VT) la corrente è nulla. Il diodo si comporta come un circuito aperto.
- Polarizzazione diretta
Se la tensione è superiore alla tensione di soglia (v>vT) la tensione è costante al valore di soglia, quindi si considera per approssimazione nulla (v=0), mentre la corrente scorre liberamente e può assumere qualsiasi valore. Il diodo si comporta come un cortocircuito.
Nota. Generalmente si considera come tensione di soglia la tensione vT=0.6 V.
E così via.
