Che cos'è un diodo a recupero rapido?
Un diodo è un dispositivo elettronico comune con due conduttori; consente a un segnale elettrico di passare in una direzione, ma bloccherà un segnale che tenta di passare in un'altra direzione. Durante il funzionamento, un diodo commuta continuamente avanti e indietro tra la conduzione nella direzione desiderata e il blocco nella direzione indesiderata. Quando un diodo si commuta, ci vuole un breve momento, chiamato tempo di recupero, per recuperare e passare dalla conduzione al blocco. Durante il tempo di recupero, una piccola quantità di segnale può passare nella direzione sbagliata. Un diodo a recupero rapido è un diodo progettato per avere il minor tempo possibile di recupero, in modo che il segnale indesiderato non interrompa le apparecchiature ad alta potenza o alta frequenza.
I diodi semiconduttori standard sono realizzati con due pezzi di materiale, come il silicio. Un pezzo è caricato positivamente, chiamato anodo, e l'altro è caricato negativamente, chiamato catodo. Tali diodi sono chiamati diodi di giunzione PN, dopo le due sezioni cariche e l'effetto di commutazione che ha luogo alla giunzione in cui i due pezzi si incontrano.
Quando una corrente elettrica entra nel catodo, non può passare attraverso il catodo caricato negativamente del diodo, che condivide la stessa carica elettrica e viene bloccato. Una corrente che entra attraverso l'anodo, tuttavia, può passare attraverso l'anodo caricato positivamente e continuare attraverso il catodo e fuori dall'altro lato del diodo e fino al resto del circuito. Nella maggior parte delle applicazioni, come quando si converte un segnale CA in CC, un diodo commuta tra conduzione e blocco regolarmente.
Durante il tempo in cui un diodo sta conducendo, la corrente che passa attraverso il diodo crea una carica negativa nell'anodo normalmente positivo del diodo. Quando poi passa alla sua modalità di blocco, quella carica accumulata consente alla corrente elettrica di fluire attraverso il diodo nella direzione opposta fino a quando la carica non si dissipa. Il tempo necessario per dissipare questa carica e il diodo per iniziare a bloccare completamente il segnale, è chiamato tempo di recupero del diodo.
Per la maggior parte delle applicazioni, il tempo di recupero di un diodo standard, che di solito è lungo meno di 100 millisecondi, non è un problema. Allo stesso modo, il segnale che passa attraverso il diodo durante il tempo di recupero è spesso troppo debole per essere preoccupante. In alcune applicazioni ad alta velocità, alta frequenza o alta potenza, tuttavia, il tempo di recupero di un diodo può essere di importanza cruciale e richiedere l'uso di un diodo di recupero rapido.
A livello operativo, un diodo a recupero rapido di solito supera il lungo tempo di recupero di un diodo standard utilizzando un segmento di metallo al posto di uno dei segmenti di semiconduttore, come in un diodo Schottky. Un altro tipo di diodo a recupero rapido, chiamato diodo drogato con oro, utilizza additivi per oro o platino per aumentare la conduttività di uno dei segmenti del diodo. In pratica, l'uso del metallo anziché del semiconduttore prevede un diodo più altamente conduttivo. Questa maggiore conduttività consente alla carica accumulata nel diodo di dissiparsi a un ritmo molto più veloce, generalmente nell'intervallo di decine di nanosecondi, il che riduce notevolmente il tempo di recupero del diodo.