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Diodi

Il diodo è un componente elettronico passivo, non lineare a due terminali (bipolo) la cui funzione è quella di essere attraversata dalla corrente solo in un verso, cioè in polarizzazione diretta ( caso ON ), e di non farsi attraversare dalla corrente, in polarizzazione inversa ( caso OFF ).

Di diodi ce ne sono di vari tipi a secondo della loro composizione interna:

-diodo al germanio

-diodo al silicio

-diodo Zener

-diodo led (giallo, rosso, verde, blu, bianco)

-diodo schottky

-diodo varicap o varactor

Nel caso di un diodo reale la tensione di soglia varia a secondo del materiale di cui è composto.

Il diodo al germanio ha una tensione Vs=0,2 V

- Il diodo al silicio ha una tensione Vs= 0,67 V.

Misura della tensione di soglia di un diodo al silicio

Per misurare la tensione di soglia di un diodo al silicio basta realizzare un circuito che ha una almentazione, una resistenza di limitazione R e un diodo ,messi tutti inserie.

Se il circuito ad esempio lo alimentiamo con una tensione di alimentazione VAL=3 V e colleghiamo in serie una resistenza R=150 Ohm e chiudiamo il circuito con un diodo al silicio con il catodo (dove c'è la tacchetta) rivolta verso massa, dalla teoria sappiamo che il diodo conduce in quanto è in polarizzazione diretta, e in esso ci sarà una corrente

I=(VAL-Vs)/R

dove Vs è la tensione di soglia che è circa uguale a 1,67 V in quanto ce lo dice il costruttore,

Se adesso misuriamo la tensione Vs o meglio la Vd, cioè la tensione ai capi del diodo essa sarà

Vd>=Vs

Dalla nostra foto si vede che Vd è proprio  Vd=0,66V

Diodo led

Diodi led in serie

Diodi led in parallelo

Rete elettrica con diodi al silicio 1N4004

Realizzaiamo adesso una rete elettrica con 4 diodi al silicio della serie 1N4004.

Ne colleghiamo due in serie con una resistenza R1=820 Ohm e due in antiserie (cioè uno in polarizzazione diretta e l'altro in polarizzazione inversa) a cui colleghiamo un'atra resistenza R2=820 Ohm.

Colleghiamo a questi due rami una limentazione VAL=10Volt e misuriamo le tensioni sui 4 diodi e le tensioni sulle due resistenze.

Il circuito finale è il seguente.

Foto circuito con diodi al silico

Misure di laboratorio

Spiegazione del circuito e Simulazione con Multisim

Spiegazione del circuito e dei dati sperimentali.

RAMO 1:

Nel ramo con i due diodi in serie con la resistenza R1, i dati sperimentali confermano che essi sono entrambi in conduzione, e la loro tensione VD1=VD2 è circa 0,7 Volt, mentre sulla resistenza R2 per Kirchhoff vi sarà una tensione

VR1=VAL-VD1-VD2= 10-0,7-0,7=8,6 Volt

questo risultato teorico è stato pienamente verificato.

La simulazione con multisim conferma pienamente i dati sperimentali , anche nel ramo in cui ci sono i due diodi in antiserie (cioè nel ramo con i due diodi ,uno  in polarizzazione diretta e l'altro in polarizzazione inversa) .

RAMO 2:

Si può dire che in questo ramo la tensione di alimentazione si ripartisce solo sul diodo D3 in quanto il diodo D4 si comporta da circuito aperto e quindi su di esso non circola corrente. Anche sulla resistenza R4, non cè corrente e la tensione ai suoi capi è VR4=0Volt.

Teoricamente si ha per il teorema di Kirchhoff

VAL=VD3+VD4+VR2

se VR2=0V  e VD4=0V -->  VD3=VAL-VD4=10-0=10 Volt

Nella pratica però su VD4 c'era una tensione di circa 0,04V, in quanto in polarizzazione inversa il diodo teoricamente non conduce, ma nella realtà è attraversata da una piccolissima corrente che crea una piccolissima tensione di 0,04 V

quindi

VD3=VAL-VD4=10-0,04=9,96 V

come confermato dai dati sperimentali.