Els díodes són un dispositiu semiconductor àmpliament utilitzat. Un díode rectificador és un semiconductor de dues derivacions que permet passar el corrent en una sola direcció. En general, Diodo d’unió P-N es forma unint materials semiconductors de tipus n i tipus p. El costat de tipus P s’anomena ànode i el de tipus n s’anomena càtode. Molts tipus de díodes s’utilitzen per a una àmplia gamma d’aplicacions. Els díodes rectificadors són un component vital en les fonts d’alimentació on s’utilitzen per convertir el voltatge de CA en tensió de corrent continu. El Diodos Zener s’utilitzen per a la regulació de la tensió, evitant variacions no desitjades en els subministraments de corrent continu dins d’un circuit.

Símbol d’un díode

A continuació es mostra el símbol d’un diode rectificador, la punta de la fletxa apunta en la direcció del flux de corrent convencional.

Símbol de díode rectificador

Funcionament del circuit de díodes rectificadors

Tant els materials de tipus n com de tipus p es combinen químicament amb una tècnica de fabricació especial que dóna lloc a la formació d’una unió p-n. Aquesta unió P-N té dos terminals que es poden anomenar elèctrodes i, per aquest motiu, es diu que és un 'DIODE' (Di-ode).

Si s’aplica una tensió d’alimentació de CC externa a qualsevol dispositiu electrònic a través dels seus terminals, s’anomena polarització.

Diodo rectificador imparcial

Quan no es subministra cap tensió a un díode rectificador, es coneix com a díode sense prejudicis, el costat N tindrà un nombre majoritari d'electrons i un nombre molt baix de forats (a causa de l'excitació tèrmica), mentre que el costat P tindrà una càrrega majoritària forats portadors i molt pocs electrons.
En aquest procés, els electrons lliures del costat N es difondran (es propagaran) cap al costat P i es recombinaran en els forats presents allà, deixant ions immòbils (no mòbils) al costat N i creant ions immòbils al P costat del díode.
Els immòbils al costat del tipus n, prop de la vora de la unió. De la mateixa manera, els ions immòbils al costat del tipus p, prop de la vora de la unió. A causa d'això, el nombre d'ions positius i ions negatius s'acumularan a la unió. Aquesta regió tan formada s’anomena regió d’esgotament.
En aquesta regió, es crea un camp elèctric estàtic anomenat potencial de barrera a través de la unió PN del díode.
S'oposa a la migració addicional de forats i electrons a través de la unió.

Diodo sense prejudicis (sense tensió aplicada)

Diodo esbiaixat cap endavant

Polarització cap endavant: en un díode de connexió PN, el terminal positiu d’una font de tensió està connectat al costat de tipus p i el terminal negatiu al costat de tipus n, es diu que el díode es troba en condicions de biaix d’enviament.
Els electrons es repel·leixen pel terminal negatiu de la tensió de corrent continu i es desplacen cap al terminal positiu.
Per tant, sota la influència de la tensió aplicada, aquesta deriva electrònica fa que flueixi corrent en un semiconductor. Aquest corrent es denomina 'corrent de deriva'. Com que els portadors majoritaris són electrons, el corrent de tipus n és el corrent d'electrons.
Com que els forats són portadors majoritaris de tipus p, aquests són repel·lits per un terminal positiu de subministrament de CC i es mouen a través de la unió cap al terminal negatiu. Per tant, el corrent de tipus p és el corrent de forat.
Per tant, el corrent general degut a les operadores majoritàries crea un corrent cap endavant.
La direcció del corrent convencional flueix de positiu a negatiu de la bateria en la direcció del corrent convencional és oposada al flux d’electrons.

Diode rectificador esbiaixat cap endavant

Diodo esbiaixat invers

Condició de polarització inversa: si el díode és el terminal positiu de la font, el voltatge està connectat a l’extrem de tipus n i el terminal negatiu de la font està connectat a l’extrem de tipus p del díode, no hi haurà corrent a través del díode excepte el corrent de saturació inversa.
Això es deu al fet que en la condició de polarització inversa la capa d’esgotament de la unió s’amplia amb l’augment de la tensió de polarització inversa.
Tot i que hi ha un petit corrent que flueix des de l'extrem de tipus n fins al tipus p al díode a causa de portadors minoritaris. Aquest corrent s’anomena corrent de saturació inversa.
Els portadors de minories són principalment electrons / forats generats tèrmicament en semiconductors de tipus p i semiconductors de tipus n, respectivament.
Ara bé, si la tensió inversa aplicada a través del díode augmenta contínuament, després de determinada tensió la capa d’esgotament es destruirà, cosa que farà que flueixi un corrent invers invers a través del díode.
Si aquest corrent no està limitat externament i supera el valor segur, el díode es pot destruir permanentment.
Aquests electrons que es mouen ràpidament xoquen amb els altres àtoms del dispositiu per eliminar-ne alguns electrons més. Els electrons, alliberats, alliberen encara més electrons dels àtoms trencant els enllaços covalents.
Aquest procés s’anomena multiplicació de portadors i condueix a un augment considerable del flux de corrent a través de la unió p-n. El fenomen associat s’anomena Avalanche Breakdown.

Diodo esbiaixat invers

Algunes aplicacions del díode rectificador

Els díodes tenen moltes aplicacions. A continuació, es detallen algunes de les aplicacions típiques dels díodes:

Rectificar una tensió, com convertir l’AC en tensions de corrent continu
Aïllar els senyals d’un subministrament
Referència de tensió
Control de la mida d’un senyal
Barreja de senyals
Senyals de detecció
Sistemes d'il·luminació
Diodes LÀSER

Rectificador de mitja ona

Un dels usos més comuns del díode és rectificar el Tensió de corrent altern en una corrent continu subministrament. Atès que, un díode només pot conduir el corrent d’una manera, quan el senyal d’entrada passa a ser negatiu, no hi haurà corrent. Això s’anomena a rectificador de mitja ona . La figura següent mostra el circuit de díode rectificador de mitja ona.

“com fer el carregador de bateria ”

Rectificador de mitja ona

Rectificador d'ona completa

A circuit de díode rectificador d'ona completa es construeix amb quatre díodes, mitjançant aquesta estructura podem fer positives les dues meitats de les ones. Tant per als cicles positius com per als negatius de l'entrada, hi ha un camí cap endavant a través de pont de díodes .
Mentre que dos dels díodes estan esbiaixats cap endavant, els altres dos són esbiaixats cap enrere i efectivament eliminats del circuit. Tots dos camins de conducció fan que el corrent flueixi en la mateixa direcció a través de la resistència de càrrega, aconseguint la rectificació d’ona completa.
Els rectificadors d’ona completa s’utilitzen en fonts d’alimentació per convertir tensions de corrent altern a voltatges de corrent continu. Un condensador gran en paral·lel amb la resistència de càrrega de sortida redueix l’ondulació del procés de rectificació. La figura següent mostra el circuit del díode del rectificador d'ona completa.

Rectificador d'ona completa

Per tant, tot això tracta del díode rectificador i els seus usos. Coneixeu altres díodes que s'utilitzen regularment en electricitat i en temps real projectes electrònics ? A continuació, doneu els vostres comentaris comentant a la secció de comentaris de sota. Aquí teniu una pregunta, Com es forma la regió d’esgotament en una D iode?