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Il diodo è un componente elettronico passivo prevalentemente resistivo non lineare a due terminali, la cui funzione è quella di permettere il flusso di corrente elettrica in una direzione e di bloccarla nell'altra.
I due terminali del diodo vengono chiamati ANODO e CATODO. La corrente elettrica fluirà dall’anodo al catodo seguendo questa direzione.
Se si cerca di farla scorrere in direzione opposta il diodo si "blocca".
I diodi sono componenti elettronici PASSIVI, ovvero non introducono energia nel circuito in cui sono inseriti e non necessitano di una alimentazione esterna in aggiunta al segnale in ingresso.
Esistono moltissime varianti del diodo a seconda degli usi. Essi possono essere impiegati in numerosissime applicazioni elettroniche e sono parte integrante in moltissimi dispositivi elettronici.
Ma com’è fatto un diodo?
Possiamo notare che al suo interno vi è un materiale semiconduttore, in questo caso il silicio.
Solitamente il silicio puro non presenta elettroni liberi al suo interno, in questo caso però il silicio in questione è stato drogato.
E per “drogato” si intende che è stato sottoposto a diffusione di elementi diversi, ovvero sono state aggiunte all’interno del suo reticolo cristallino delle piccole percentuali di atomi , allo scopo di modificarne le proprietà del reticolo cristallino.
Questi atomi sono chiamati atomi donatori, poiché cedono degli elettroni al reticolo cristallino del silicio. Si creano così 2 parti distinte all’interno del diodo con 2 diversi livelli di carica.
Una parte viene drogata al fine di ottenere un eccesso di elettroni e quindi viene caricata negativamente, mentre l’altra viene drogata in modo da ottenere un eccesso di lacune e quindi viene caricata positivamente.
Chiameremo la parte caricata negativamente N e la parte caricata positivamente P. Distinguendo così la cosiddetta giunzione P-N.
Ora possiamo notare che nella parte N del diodo vi è una maggioranza di elettroni liberi mentre nella parte P vi è una maggioranza di lacune, ovvero posizioni mancanti di elettroni.
In questa situazione la parte N avrà una tendenza a cedere gli elettroni in eccesso, poiché questi si sposteranno naturalmente verso le lacune disponibili sul lato P, quindi la zona di confine della parte P viene leggermente caricata negativamente e la zona di confine della parte N viene leggermente caricata positivamente.
Tra le due parti quindi scorrerà una corrente che cercherà di bilanciare questa differenza di cariche. Questa corrente è chiamata CORRENTE DI DIFFUSIONE.
Possiamo così vedere la cosiddetta ZONA DI SVUOTAMENTO. Essendoci in questa zona una carica positiva e negativa si creerà un campo elettrico che andrà dal catodo (K) verso l’anodo (A). Questo campo elettrico causerà la formazione di un’altra corrente, la CORRENTE DI DERIVA, che cercherà di bilanciare la precedente CORRENTE DI DIFFUSIONE.
In presenza di un campo elettrico si creerà un POTENZIALE ELETTRICO e di conseguenza un POTENZIALE DI BARRIERA.
Il potenziale di barriera si crea quando il campo elettrico si oppone ad una ulteriore migrazione di elettroni dalla parte N alla parte P. Questo comporta la formazione di una sorta di barriera contro il flusso di elettroni. Questo valore di barriera solitamente si aggira intorno a 0.7 Volt per il Silicio.
Collegando il catodo del diodo al polo positivo e l’anodo del diodo al polo negativo di un generatore di corrente, in questo caso una batteria, si ottiene una POLARIZZAZIONE INVERSA, ovvero, gli elettroni e le lacune verranno attratti in modo da polarizzare la giunzione P-N nel verso da aumentare la zona di svuotamento e di conseguenza opporsi al passaggio di corrente.
L’effetto della polarizzazione inversa quindi è quello di far allargare la regione di svuotamento.
