Diodo Definizione Elemento circuitale non lineare la caratteristica

Diodo

Definizione • Elemento circuitale non lineare: la caratteristica volt-amperometrica non è una retta come per la resistenza • È formato da semiconduttori drogati: una parte è drogata di tipo N e una parte drogata di tipo P • Il drogaggio favorisce la conduzione

Struttura del diodo N catodo P anodo

Classificazione dei diodi • • • Diodi raddrizzatori Diodi zener Diodi LED Fotodiodi Diodi varicap Diodi schottky

Diodo ideale • Il diodo funziona solo se viene polarizzato direttamente • Un diodo ideale è polarizzato direttamente se il polo positivo della batteria è collegata all’anodo e il polo negativo al catodo Polarizzazione diretta Polarizzazione inversa

Caratteristica tensione corrente di un diodo ideale I Polarizzato direttamente Polarizzato inversamente - + + - v

Porte logiche con i diodi OFF ON ON V 0 OR AND S 1 S 2 V 0 OFF OFF L OFF ON H OFF ON ON OFF H ON OFF L ON ON H ON ON L H

Diodo reale La caratteristica volt-amperometrica è più complessa Polarizzato inversamente - Polarizzato direttamente + - I (m. A) + v. B vg Is=10 -9 -10 -6 A v

Livelli di approssimazione del diodo reale I I Polarizzato direttamente Polarizzato inversamente - + + VD Polarizzato inversamente - + + v Vg v Il diodo è considerato con resistenza infinita se v<vd altrimenti ha resistenza nulla Il diodo è considerato con resistenza infinita se v<vd altrimenti ha resistenza costante

Circuiti raddrizzatori • Raddrizzatore a una semionda Segnale in ingresso Segnale in uscita sulla resistenza

Raddrizzatore a una semionda Corrente attraverso il resistore Vop è la tensione di picco in uscita; Vip è la tensione di picco in ingresso. Vd la tensione del diodo quando conduce. Nel caso ideale Vd=0. Vom è la tensione media in uscita e Voeff la tensione efficace in uscita

Raddrizzatore a doppia semionda Raddrizzatore con trasformatore a presa centrale A 1 to 1 B Segnale misurato nel punto A

Raddrizzatore a doppia semionda con trasformatore a presa centrale Segnale misurato nel punto B del circuito Segnale in uscita

Raddrizzatore a doppia semionda il ponte di Graetz A 1 to 1

Il ponte di Graetz Segnale in ingresso Segnale ai capi del resistore

Raddrizzatore a doppia semionda • Con trasformatore a presa centrale • Con il ponte di Graetz

Alimentatore con filtro capacitivo V 0 D V 0

Alimentatore con filtro capacitivo V 0

Alimentatore con filtro capacitivo V 0

Un po’ di calcoli • Affinchè la tensione continua sia ben livellata la costante di tempo RC deve essere grande rispetto al periodo della tensione in ingresso • La tensione continua in uscita è circa il valore medio della tensione in ingresso. Risulta quindi:

Un po’ di calcoli Detto T il periodo della tensione in ingresso, si ha: Una semionda Doppia semionda

Fattore di Ripple Rapporto tra il valore efficace dell’ondulazione residua e la tensione continua di uscita Poiché si suppone che l’andamento della tensione in uscita sia a dente di sega, il suo valore efficace è

Alimentatore come generatore reale Vcc V 0 p Vcc* a I 0 * I 0

Per l’alimentatore a semionda Per l’alimentatore a onda intera

Circuiti limitatori Tenendo conto che il diodo conduce se il potenziale all’anodo è maggiore di quella Del catodo e, che la differenza tra i due potenziali è maggiore di Vg Vo • La tensione di livello VL= V 2+ VD Vo VL

Circuiti limitatori Vo • Le tensioni di livello: VL 1= V 2+ VD 1; La tensione di livello VL 2= -(V 3+ VD 2) Vo VL 1 VL 2

Circuiti clamper o circuiti fissatori vo VI T 0 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 vo 2 Vip

Circuito clamper in quattro fasi • T 0 -T 1 il condensatore si carica e il diodo conduce. La d. d. p ai suoi capi è quasi nulla. Da T 1 il diodo è sempre interdetto e il condensatore sempre carico • T 1 -T 2 Il diodo è interdetto, il condensatore non si scarica e il circuito è aperto. Lo stesso vale per i periodi successivi: T 2 -T 3; T 3 -T 4; T 4 -T 5 • In conclusione vale sempre:

Duplicatore di tensione vo vo