Dioda semiconductoare

1. Dioda semiconductoare. Prezentare generală.

Dioda semiconductoare este cel mai simplu dispozitiv semiconductor. În prezent, pentru construcţia diodei semiconductoare se utilizează MATERIALE SEMICONDUCTOARE din Siliciu. Sunt întrebuinţate în special în următoarele tipuri de circuite electronice:

- redresoare de tensiune

- circuite de detecţie a valorii maxime a unei tensiuni

- circuite de exponenţiere sau de logaritmare.

Dioda semiconductoare este un dispozitiv cu două terminale, furnizată de către producători sub diverse forme, una din cele mai uzuale fiind prezentată în Figura 1.

Cele două terminale ale diodei au “roluri” diferite, motiv pentru care poartă denumiri diferite şi anume ANOD, respectiv CATOD. Pentru a utiliza corect dioda în circuit, CATODUL este indicat pe capsula diodei prin intermediul unui INEL desenat, ca în Figura 1.

Figura 1. Dioda semiconductoare.

În circuitele electronice, dioda semiconductoare este simbolizată ca în Figura 2.

Figura 2. Simbolul electronic al diodei semiconductoare.

2. Mărimile electrice ale diodei

La nivelul diodei apar 2 mărimi electrice: curentul prin diodă, notat iA, care prin convenţie are sensul de la anod spre catod, respectiv tensiunea pe diodă, notată vA, care prin convenţie are referinţa de la anod spre catod – Figura 3.

Figura 3. Mărimile electrice ale diodei semiconductoare.

3. Funcţionarea diodei

Funcţionarea diodei este descrisă prin intermediul unui grafic denumit CARACTERISTICA DE FUNCŢIONARE. Aceasta furnizează informaţii despre modul în care curentul prin diodă variază în funcţie de tensiunea care apare între terminalele acesteia. Dacă pentru curent şi tensiune se impun sensurile de referinţă din Figura 3, atunci CARACTERISTICA DE FUNCŢIONARE a diodei este cea prezentată în Figura 4.

Figura 4. Caracteristica de funcţionare a diodei semiconductoare.

În cazul în care tensiunea pe diodă este pozitivă, se spune că aceasta funcţionează în CONDUCŢIE DIRECTĂ. În cazul în care tensiunea pe diodă este negativă, se spune că aceasta funcţionează în CONDUCŢIE INVERSĂ.

Se observă următoarele aspecte:

în CONDUCŢIE DIRECTĂ: se remarcă o tensiune de prag (notată VD în figură) – pe scurt prag; dacă valoarea tensiunii pe diodă este sub prag, prin diodă NU trece curent electric (de fapt este foarte mic şi poate fi aproximat ca fiind zero amperi); dacă valoarea tensiunii pe diodă atinge pragul, atunci prin diodă trece curent electric – acesta creşte exponenţial în funcţie de tensiunea pe diodă – se remarcă faptul că tensiunea rămâne la o valoare apropiată de valoarea VD. Valoarea tensiunii de prag este cuprinsă între 0,5V0,7V. Curentul prin diodă nu trebuie să depăşească o anumită valoare maximă, notată în cataloagele de diode IF, impusă de puterea maximă pe care o poate disipa dioda fără a se distruge termic. Limitarea curentului prin diodă la o valoare mai mică decât valoarea IF este realizată de către circuitul în care este utilizată dioda, de obicei, prin intermediul unui rezistor.