Che cos'è un diodo a valanga?
I diodi sono dispositivi che impediscono a un segnale elettrico di attraversarli in una direzione, ma consentono a un segnale di passare nell'altra. Quando un diodo a semiconduttore standard sta bloccando un segnale, è possibile che la tensione di quel segnale diventi troppo alta per essere controllata dal diodo. A quel punto, il diodo si guasterà e consentirà il passaggio del segnale e probabilmente verrà distrutto quando la tensione lo conduce. Soprannominato il punto valanga del diodo, una volta iniziato questo effetto, di solito non si fermerà fino a quando non avrà corso, devastando molti, se non tutti, i componenti del circuito sul suo percorso. Un diodo a valanga è un tipo speciale di diodo che può resistere all'evento valanga e utilizzare l'effetto valanga nella sua normale funzione.
Tutti i diodi a semiconduttore sono costruiti con due pezzi di materiale semiconduttore, solitamente silicio, fusi insieme. Un pezzo di materiale, il catodo, avrà una carica positiva. Il secondo pezzo, l'anodo, avrà una carica negativa.
Questi diodi controllano la direzione del flusso del circuito nei circuiti. Quando una corrente elettrica viene applicata all'anodo del diodo, attraversa il materiale caricato positivamente verso il catodo negativo e quindi passa dal catodo al resto del circuito. Un diodo che opera in questo stato è polarizzato in avanti.
Se la stessa corrente è collegata al catodo, si fermerà semplicemente con la carica identica del catodo e sarà bloccata dal diodo. Un diodo in questo stato è polarizzato al contrario. Se tale tensione è sufficientemente elevata, tuttavia, può avere potenza sufficiente per saltare attraverso il catodo e raggiungere l'anodo positivo. In questo caso, la corrente verrà condotta fuori dall'anodo del diodo e il diodo sarà in una condizione di valanga. Questa condizione generalmente distrugge un diodo standard, così come qualsiasi altro componente del circuito che si trova tra il diodo e un punto di messa a terra.
Un diodo a valanga è progettato in un modo molto specifico in modo da poter utilizzare l'effetto valanga. Invece di aspettare che la tensione diventi troppo grande per essere gestita dal diodo e che la valanga sia fuori controllo, un diodo a valanga avvia intenzionalmente l'effetto valanga a una tensione prestabilita. Questa tensione predeterminata non è abbastanza forte da danneggiare il diodo, il che consente al diodo a valanga di condurre la potenza eccessiva lontano dal circuito a terra. In questo modo, un diodo a valanga funziona in modo molto simile a un canale di scarico che consente a una diga di reindirizzare eccessive acque alluvionali.
Il diodo a valanga vede un uso frequente nei circuiti per fornire protezione contro tensioni indesiderate o impreviste che potrebbero altrimenti danneggiare i circuiti. Tali diodi di solito hanno i loro catodi collegati al percorso principale del circuito di corrente elettrica e gli anodi a una terra elettrica. Questa configurazione consente loro di reindirizzare le tensioni minacciose direttamente a terra, invece di consentire loro di viaggiare attraverso il circuito e distruggerlo. I diodi a valanga in questa configurazione fungono da diodi di serraggio poiché fissano o bloccano la massima tensione che un circuito sperimenterà a un livello preimpostato.