Che cos'è la caduta di tensione del diodo?
Un diodo è un dispositivo a semiconduttore comune utilizzato in molti diversi tipi di circuiti elettronici. Quando un segnale elettrico passa attraverso un diodo, il diodo consuma una piccola quantità della tensione del segnale durante il suo funzionamento. La differenza tra la tensione del segnale che entra nel diodo e la tensione del segnale che esce dal diodo è la caduta di tensione del diodo. Sebbene una caduta di tensione del diodo possa riferirsi alla caduta di tensione diretta o inversa del diodo, in genere descrive la caduta di tensione diretta.
La costruzione di un diodo prevede l'unione di un anodo e un catodo, due pezzi di materiale con diverse cariche elettriche. L'anodo è caricato positivamente e il catodo è caricato negativamente. Nel punto in cui questi due materiali diversi si incontrano, chiamati giunzione, le due diverse cariche opposte si annullano a vicenda. Quest'area senza carica è lo strato di deplezione del diodo, che forma uno strato isolante all'interno del diodo tra l'anodo e il catodo.
Quando un segnale elettrico entra nel catodo di un diodo, la forza negativa aggiuntiva aumenta la larghezza dello strato di svuotamento mentre reagisce con l'anodo caricato positivamente. Lo strato di svuotamento più ampio bloccherà il passaggio del segnale attraverso il diodo e consumerà tutta la tensione nel processo. Ad esempio, se 5 volt entrano nel diodo, anche la caduta di tensione del diodo sarà di 5 volt. Un diodo in questo stato è polarizzato al contrario e la caduta di tensione è la caduta di tensione inversa del diodo.
Un segnale elettrico che entra nell'anodo di un diodo crea un diverso insieme di condizioni all'interno del diodo. Il segnale caricato negativamente attraverserà l'anodo, incontrerà il catodo e passerà attraverso il diodo, proseguendo verso il resto del circuito. Nel processo, una quantità relativamente piccola della tensione viene persa superando la carica positiva dell'anodo. Per un tipico diodo al silicio, la tensione persa è di circa 0,7 volt. Un diodo in questo stato è polarizzato in avanti e la caduta di tensione è la caduta di tensione diretta del diodo.
La differenza tra gli stati avanti e indietro in un diodo consente loro di bloccare un segnale in una direzione facendo cadere il 100% della tensione ma permettendo che passi nell'altra facendo cadere solo una piccola quantità. Poiché la maggior parte dei diodi ha una caduta di tensione inversa del 100%, il presupposto è che il termine "caduta di tensione del diodo" si riferisce alla caduta di tensione diretta, ma non è sempre così.
Esistono diodi speciali che non riducono il 100% della tensione inversa, come varicap o varactor. In questi diodi, le cariche dei catodi e degli anodi non sono neppure trasversali. Di conseguenza, questi diodi possono consentire a parte del segnale che entra nel catodo di passare attraverso i diodi anche se si trovano in uno stato di polarizzazione inversa. Nel descrivere la caduta di tensione in questi tipi di diodi, è importante distinguere tra le cadute di tensione diretta e inversa.