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3 Il diodo è un componente elettronico passivo non lineare a due terminali, la cui funzione ideale è quella di permettere il flusso di corrente elettrica in una direzione e di bloccarla nell'altra, la qual cosa viene realizzata ponendo dei vincoli alla libertà di movimento e di direzione dei portatori di carica. Il simbolo circuitale del diodo esprime chiaramente questa funzione: il triangolo indica la direzione che permette il flusso di corrente elettrica considerato convenzionalmente positivo; mentre la sbarra ne indica il blocco. DIODO A GIUNZIONE

4 Questi diodi emettono luce visibile e non ad occhio umano, se polarizzati direttamente: di solito vengono usati per segnalazione su pannelli di controllo e come spie luminose. La loro tensione di polarizzazione diretta varia a seconda della lunghezza d'onda della luce che emettono, ed emettono tanta più luce quanta più corrente li attraversa: in genere è necessario una corrente minima di 4 ma (corrente di soglia) perché possano emettere luce in quantità percettibile. La corrente varia in funzione del tipo di diodo led impiegato. I diodi LED "normali" richiedono di media 15 ma per emettere una buona luminosità. LED

5 Se polarizzato direttamente (tensione anodo > tensione catodo), il diodo Zener ha un comportamento analogo al diodo normale. Altra caratteristica del diodo Zener è il suo comportamento quand'è polarizzato inversamente (tensione anodo < tensione catodo) e viene utilizzato in questo modo nella maggior parte delle applicazioni. Quando la tensione ai capi del diodo Zener è compresa tra 0 V e V z, il componente è interdetto e si comporta come un interruttore aperto. Non appena la tensione applicatagli scende sotto il valore V z si innesca l'effetto valanga, per il quale si ha un forte passaggio di corrente tra i due terminali del dispositivo. Un normale diodo si distruggerebbe; il diodo Zener invece è capace di resistere al forte passaggio di corrente e mantiene ai suoi capi la tensione V z. Non appena la tensione scende in modulo al di sotto della tensione V z, cioè cresce, il componente ritorna allo stato di interdizione. DIODO ZENER

6 L'effetto Zener è ottenuto drogando fortemente le due zone p ed n. Applicando la tensione di Zener (Vz) si crea un campo elettrico di circa 20 MV/m che è sufficiente a strappare agli atomi gli elettroni di valenza. Variando il drogaggio delle due zone si possono ottenere tensioni di polarizzazioni comprese tra -2 V e 600 V. Altro parametro importante che influisce sulle prestazioni del diodo Zener è la stabilità in temperatura. Grafico della caratteristica del diodo zener

7 I semiconduttori sono materiali che hanno una resistività intermedia tra i conduttori e gli isolanti. I semiconduttori sono alla base di tutti i principali dispositivi elettronici e microelettronici quali i transistor, i diodi e i diodi ad emissione luminosa. Le proprietà dei semiconduttori diventano interessanti se vengono opportunamente drogati con impurità. Le loro caratteristiche quali resistenza, mobilità, concentrazione dei portatori di carica sono importanti per determinare il campo di utilizzo. La risposta di un semiconduttore a una portante dipende dalle sue caratteristiche intrinseche e da alcune variabili esterne come la temperatura.

8 Con il termine drogaggio, nell'ambito dei semiconduttori, si intende l'aggiunta al semiconduttore di piccole percentuali di atomi non facenti parte del semiconduttore stesso allo scopo di modificare le proprietà elettriche del materiale. Il drogaggio può essere di tipo n: l'atomo drogante ha un elettrone in più di quelli che servono per soddisfare i legami del reticolo cristallino e tale elettrone acquista libertà di movimento all'interno del semiconduttore. Il drogaggio può essere di tipo p: l'atomo drogante ha un elettrone in meno di quelli che servono per soddisfare i legami del reticolo cristallino e tale mancanza o vacanza di elettrone, indicata con il nome di lacuna, si comporta come una particella carica positivamente e si può spostare all'interno del semiconduttore.

9 Una giunzione p-n è un cristallo semiconduttore composto da due zone: -una ad eccedenza di elettroni (strato n) -ed una ad eccedenza di lacune (strato p). Le eccedenze di elettroni e lacune si ottengono mediante drogaggio, con varie tecniche. Il termine giunzione fa riferimento alla regione in cui si incontrano i due tipi di drogaggio (P e N).

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11 MISURA PRESA CON IL DIODO A GIUNZIONE!

12 I (ma) 1N4148 (V) Zener (V) Zener (V) inverso ,5-2 -1,5-1 -0,5 0 0,5 1 0 V (V) Grafico della caratteristica del diodo zener e 1N4148 IDEALI! -15

13 I (ma) 1N4148 Zener Zener inverso Led rosso Led verde Led giallo V (V) Grafico della caratteristica del diodo zener, 1N4148 e LED -15 REALI!

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