Che cos'è un diodo inverso?
Un diodo è un dispositivo elettronico che controlla la direzione del flusso di corrente in un circuito. Il diodo standard consente alla corrente elettrica di fluire in avanti, ma non in senso inverso. Tuttavia, un tipo di diodo può condurre corrente nella direzione inversa in determinate condizioni. Questo tipo speciale di diodo è il diodo inverso.
La costruzione di diodi coinvolge due segmenti di un materiale semiconduttore, come il silicio. Un segmento ha una carica positiva, chiamato anodo. L'altro segmento ha una carica negativa, chiamato catodo. Nella produzione, questi due segmenti sono fusi insieme, formando una giunzione PN, che identifica una porzione come positiva e l'altra come negativa. I conduttori metallici vengono quindi solitamente collegati alle estremità, opposte alla giunzione, per formare un diodo.
La giunzione PN è il punto focale del funzionamento di un diodo. Quando i due segmenti di materiale si fondono insieme, si annullano reciprocamente la carica elettrica in una banda stretta attraverso la giunzione PN chiamata regione di esaurimento. Quest'area del diodo non favorisce né una carica elettrica né positiva né negativa e funge da isolante tra i due segmenti del diodo.
Durante il normale funzionamento, un diodo funziona in modo molto simile a una valvola di ritegno elettronica. Se viene applicata una tensione negativa al catodo del diodo, la carica si combina con la carica elettrica interna del diodo. Quando ciò accade, l'isolamento della regione di svuotamento sulla giunzione PN si blocca, impedendo al passaggio di corrente elettrica attraverso il diodo. Un diodo che opera in questo stato è in funzionamento con diodo inverso o polarizzazione inversa.
Se, tuttavia, viene applicata una tensione negativa all'anodo del diodo, la tensione si sposta nella sezione caricata positivamente del diodo. Quando raggiunge la giunzione, la carica avrà abbastanza energia elettrica per colmare la regione di esaurimento. A questo punto, il diodo condurrà corrente elettrica e gli consentirà di continuare a fluire fino a quando la tensione non viene rimossa. I diodi che operano in questo stato sono in funzionamento con diodo diretto o polarizzazione diretta.
L'isolamento della regione di esaurimento, tuttavia, può sopportare solo un certo livello di tensione. Se la tensione diventa troppo elevata mentre il dispositivo funziona in uno stato a diodo inverso, la regione di esaurimento fallirà e consentirà il passaggio di un picco di corrente elettrica. Questo fenomeno si chiama valanga e in genere distrugge un diodo standard quando si verifica.
Mentre il fenomeno delle valanghe è qualcosa da evitare in generale, gli ingegneri hanno scoperto che il blocco della tensione fino a quando non raggiungeva un livello prestabilito, consentendogli quindi di passare, potrebbe essere uno strumento utile nello sviluppo della tecnologia elettronica. Hanno quindi iniziato a progettare diodi con regioni di esaurimento molto specifiche in grado di resistere agli effetti orrendi di una valanga. Fin dal loro inizio, questi tipi di diodi si sono fatti strada praticamente in ogni area dell'elettronica.
Durante il funzionamento, un diodo inverso funziona come un diodo standard. Una tensione negativa viene applicata al suo catodo e il diodo lo blocca. Se tale tensione, tuttavia, dovesse continuare ad aumentare fino a un livello prestabilito, chiamato tensione di rottura, il diodo subirà una valanga controllata e inizierà a condurre la corrente elettrica nella direzione opposta in sicurezza. Questi diodi prendono molti nomi, inclusi diodi a valanga, diodi di avaria o diodi inversi.