I diodi

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ricordate sempre che i componenti a volte lavorano collegati direttamente alla tensione 220v tensione della vostra presa di casa, prestare molta attenzione per evitare folgorazioni o danni all’apparecchiatura.

La funzione principale del diodo è quella di consentire il passaggio della corrente elettrica in un solo verso, opponendosi invece quasi completamente al flusso nel verso opposto. Questo comportamento lo rende uno dei componenti fondamentali dell’elettronica, soprattutto quando si ha la necessità di controllare la direzione della corrente all’interno di un circuito.

I primi principi fisici alla base di questo dispositivo risalgono al 1873, quando venne descritto il fenomeno della conduzione unidirezionale nei dispositivi termoionici, precursori dei moderni diodi a semiconduttore.

Uno degli utilizzi più comuni del diodo è il raddrizzamento della tensione alternata. In pratica, il diodo permette il passaggio di una sola semionda (tipicamente quella positiva) della sinusoide, bloccando quella negativa. Per questo motivo viene spesso definito raddrizzatore, poiché trasforma una tensione alternata in una tensione pulsante unidirezionale.

Considerando che la tensione domestica è di tipo alternato, caratterizzata da una forma d’onda sinusoidale che oscilla continuamente tra valori positivi e negativi, l’impiego dei diodi diventa essenziale in tutti quei dispositivi che richiedono una tensione continua per funzionare correttamente.

tensione alternata
Tensione alternata

Un diodo comincia a condurre quando la sua tensione di soglia viene oltrepassata, per un normale diodo al silicio è circa di 0.7v, sotto in figura uno dei  diodi al silicio più comuni.

Diodo al silicio
Diodo al silicio

Vediamo come misurare questo componente con un tester

In questo piccolo schema sottostante si raffigura come misurare un diodo, innanzi tutto bisogna staccare la spina di corrente dalla presa di casa, dissaldare dal circuito stampato almeno una lato del diodo, posizionare il selettore del tester come in figura sul segno del diodo, dopo di che misurate come da foto, la misurazione sul dispaly deve apparire solo in un verso, se il tester vi da la misura in entrambe i versi  il diodo è aperto, come si suol dire nel gergo elettronico, se invece non avviene nessuna misurazione in entrambi i casi il diodo è interrotto, non vi resta che cambiarlo. 

Misurare il diodo

Vediamo altri tipi di diodi, tratterò solo quelli più usati in elettronica.

Diodo al germanio

Il diodo al germanio è un componente elettronico a semiconduttore noto principalmente per la sua bassa tensione di soglia, (circa 0,3 volt) che lo rende ideale per applicazioni a bassa potenza e alta frequenza. Grazie alla bassa barriera di potenziale, è in grado di rilevare segnali molto deboli che un diodo al silicio ignorerebbe. Rispetto al diodo al silicio ha una corrente Inversa Elevata: Presenta una perdita di corrente maggiore quando polarizzato inversamente

Applicazioni comuni

  1. Ricevitori Radio: Utilizzato come rivelatore di inviluppo nei circuiti AM per estrarre il segnale audio dalla portante radio.
  2. Effetti per Chitarra: Molto ricercato per i pedali di distorsione e fuzz (come quelli basati sul celebre 1N34A) perché produce un “clipping” più morbido e un suono considerato più caldo e vintage.
  3. Sonde RF: Impiegato in strumenti di misura per rilevare segnali a radiofrequenza grazie alla sua velocità e bassa caduta di tensione.

Modelli classici e comuni

  • 1N34A: Il modello più standard per radio a galena e pedali audio.
  • OA90 / OA95: Versioni europee storiche molto diffuse in passato.
  • AA117 / AA119: Spesso utilizzati in vecchi apparati televisivi e radiofonici

Diodo Schotty

Il diodo Schottky (spesso chiamato erroneamente “schottky” o “shottky”) è l’alternativa moderna al diodo al germanio, con cui condivide la caratteristica di una bassa tensione di soglia, ma da cui si differenzia per tecnologia e prestazioni

I diodi Schottky sono diodi dalla giunzione composta da metallo e semiconduttore, sono particolarmente veloci e a prima vista si potrebbero confondere a volte con un diodo al silicio, la tensione di soglia e di 0.35v invece della normale 0.6/0,7 del silicio, e la commutazione e velocissima. Non fatevi ingannare, 0,35 è inferiore allo 0,6/0,7 del silicio (lo zero è invisibile 0,70).

Applicazioni tipiche

Pannelli Solari: Usati come diodi di bypass o di blocco per minimizzare le perdite di energia.
Alimentatori Switching: Grazie alla velocità e alla bassa dissipazione di calore.
Protezione da Inversione di Polarità: Ideale per proteggere i circuiti dalle batterie inserite al contrario senza perdere troppa tensione.
Circuiti Logici (TTL): Utilizzati per prevenire la saturazione dei transistor (clamping) e aumentare la velocità del computer.

Modelli comuni: 1N5817, 1N5819 (per correnti fino a 1A) o il BAT41/BAT43 per segnali piccoli


Diodi Zener

Il diodo Zener è il “ribelle” della famiglia, a differenza dei diodi normali (che bloccano la corrente in una direzione), lui è progettato apposta per lavorare al contrario. Mentre un diodo comune si potrebbe brucerebbe se forzato continuamente a condurre inversamente, lo Zener ha una soglia precisa (es. 2,4V – 3,3V – 5,1V – 12V ecc..) chiamata Tensione di Breakdown, o soglia zener.
Come si comporta: In avanti: si comporta come un diodo normale.
All’indietro: rimane isolato finché la tensione non raggiunge il suo valore di soglia. A quel punto “si chiude” e lascia passare la corrente necessaria a mantenere la tensione esattamente a quel livello
funziona come un interruttore avente una soglia di corrente.
Si usano anche per proteggere i circuiti da sovraccarichi di tensione.

diodo zener
Diodo zener 2,4V

Applicazioni principali

  1. Regolatore di Tensione: È il modo più semplice per ottenere una tensione costante
  2. Protezione da Sovratensioni: Se la tensione sale troppo, lo Zener la “scarica” a massa, salvando i componenti delicati.
  3. Riferimento di Tensione: Usato nei circuiti di misura per avere un valore di paragone stabile

Diodi Led

Il diodo Led è usato come spia luminosa, vengono usati su pannelli di comando, su smartphone, su Tv e radio, ecc.. La corrente assorbita varia in funzione del tipo di led impiegato.  I comuni diodi LED richiedono di media 15 mA per emettere una buona luminosità.  Nel caso di LED HL (alta luminosità) la corrente sale fino a valori di circa 20-25 mA.

LED di nuova concezione ad altissima luminosità sono in grado di assorbire correnti di molti ampere, per questi, è previsto l’accoppiamento meccanico di un dissipatore di calore, inoltre sono controllati da un apposito alimentatore switching e non da una singola resistenza.

Esistono diodi led ad infrarossi dove la luce non è percettibile ad occhio nudo, di solito vengono usati in trasmettitori come nel telecomando della Tv, la luce di questi diodi sono invisibili ad occhio nudo, ma se volete vedere se il vostro telecomando funziona potete mettere la fotocamera del vostro smartphone davanti al telecomando, premete un pulsante del telecomando e vedrete tramite smartphone se il diodo si accende. Esistono in commercio diodi led che possono accendersi in più colori diversi.

Anatomia del Diodo Led

Il fotodiodo ha la funzione di catturare la luce che lo colpisce compresa quella infrarossa, il passaggio di corrente è proporzionale alla luce che lo colpisce e all’intensità di essa stessa. Esiste anche il fotodiodo a valanga, la sua funzione è quella di catturare una determinata lunghezza d’onda e trasformarla in un segnale di corrente elettrica che lui stesso provvede ad amplificare molto usato nel campo delle fibre ottiche.

Puoi scaricare da questo link un documento pdf molto dettagliato sui diodi con formule matematiche.