Articolo di Marcel Consée, Mouser Electronics
Per quanto possa sembrare noioso, anche nei più moderni progetti elettronici non è possibile fare a meno dei componenti passivi. Uno dei loro compiti principali è schermare i componenti elettronici più sensibili e mitigare gli effetti indesiderati delle interferenze elettromagnetiche (EMI), chiamate anche interferenze da radiofrequenze (RFI), a livelli accettabili. I componenti passivi si sono evoluti grazie a miglioramenti nelle tecnologie di produzione e a una migliore comprensione dei principi fisici sottostanti, in risposta all’attuale domanda. Assieme a diversi dispositivi elettromagnetici, i componenti passivi consentono ai processori ad alta potenza (attivi), alle memorie e ai trasmettitori di godersi la propria gloria.
I dispositivi passivi, ad esempio i resistori, gli induttori, i condensatori, i nuclei in ferrite e i trasformatori, non generano energia e non ne richiedono per funzionare. Per definizione, non amplificano i segnali elettronici e non possono controllare i circuiti. Questi componenti possono attenuare o controllare i segnali, provocare uno sfasamento o generare una risposta. È tuttavia presente una categoria di componenti passivi che si distingue per la quantità di aree applicative: quella dei diodi.
Un diodo conduce corrente principalmente in una direzione (conduzione asimmetrica). È dotato di bassa resistenza in una direzione e alta resistenza nell’altra. Di conseguenza, la sua funzione più comune è quella di consentire alla corrente elettrica di passare in una direzione (diretta) bloccando la direzione opposta (inversa). Questa funzione si chiama rettifica e viene impiegata per convertire la corrente alternata (AC) in corrente continua (DC) e per estrarre la modulazione dai segnali radio nei ricevitori.
Il componente giusto per ogni applicazione
Esiste una grande varietà di diodi su semiconduttore, molti dei quali sono appositamente realizzati per un campo di applicazione molto limitato. A dominare il settore dell’elettronica sono tuttavia quattro principali tipologie di diodi.
Il compito principale dei diodi per uso generico è la rettifica AC/DC. Essi vengono inoltre utilizzati con funzione di protezione per bloccare le sovracorrenti in caso di connessione inversa di una fonte di alimentazione o di una batteria. La tensione diretta VF varia in base alla corrente che può essere gestita, tipicamente pari a circa 1V. Si tratta della tensione VF generale dei diodi generata da una giunzione PN in silicio.
Il campo di applicazione principale dei diodi a commutazione, come implica il loro nome, è la commutazione dell’alimentazione. Tali dispositivi in generale presentano una VF pari a quella dei diodi per uso generico. Il loro tempo di recupero trr è minore rispetto al tempo di recupero dei diodi per uso generico. Questi dispositivi tuttavia, non sono dotati della stessa velocità dei diodi a barriera Schottky o dei diodi a recupero rapido, ma sono veloci se confrontati con i diodi per uso generico.
I diodi a barriera Schottky (SBD) non presentano giunzioni PN; al loro posto, utilizzano barriere Schottky nel punto di giunzione tra un metallo e un semiconduttore, ad esempio il silicio di tipo N. Rispetto ai diodi con giunzione PN, presentano una VF inferiore e commutazione rapida. Tuttavia, la corrente di dispersione inversa IR è consistente e, in base alle condizioni, potrebbe essere necessario impedire l’instabilità termica. Anche quando viene trasmessa una corrente elevata, ad esempio di 10 A, la VF è di circa 0,8 V, e in presenza di correnti di diversi ampere è di circa 0,5V. Pertanto, un’applicazione tipica di questi dispositivi è nei convertitori DC/DC e al lato secondario dei convertitori AC/DC, in cui è richiesta un’elevata efficienza.
I diodi a recupero rapido (FRD) sono diodi a giunzione PN ma presentano un trr notevolmente migliorato. Mentre la tensione nominale (corrente inversa VR) degli SBD è al massimo 200V, i diodi FRD possono gestire tensioni elevate di 800V o superiori. Tuttavia, in generale, la VF è superiore rispetto a quella dei diodi per uso generico e si attesta tipicamente attorno ai 2V per un dispositivo ad alta tensione e ad elevata corrente. Negli ultimi anni tuttavia, si è assistito ad una diffusione di dispositivi con VF ridotta. Grazie alle tensioni elevate e alla velocità operativa, questi dispositivi sono ideali per i convertitori AC/DC e per i circuiti degli inverter.
La vastissima gamma di produttori di diodi e le loro offerte di prodotti disponibili presso Mouser Electronics soddisferanno ogni requisito di progettazione.
