Caduta di tensione del diodo: cosa, perché, come e fatti dettagliati


In questo articolo, discuteremo della caduta di tensione del diodo, perché è causata e come possiamo calcolarla. Un diodo è un dispositivo a semiconduttore che consente il flusso di corrente in una direzione e limita il flusso di corrente su un altro lato.

La caduta di tensione del diodo si riferisce fondamentalmente alla caduta di tensione di polarizzazione diretta. Si verifica in un diodo presente in un circuito elettrico quando la corrente lo attraversa. Questa caduta di tensione di polarizzazione diretta è il risultato dell'azione della regione di svuotamento formata dalla giunzione PN sotto l'effetto di una tensione applicata.

Cos'è la caduta di tensione del diodo?

La caduta di tensione del diodo è il risultato del flusso di corrente dall'anodo al catodo. Quando il diodo conduce in polarizzazione diretta, la caduta di potenziale attraverso di esso è nota come caduta di tensione del diodo o caduta di tensione diretta. 

Idealmente, non dovrebbe esserci alcuna caduta di tensione attraverso il diodo quando sta trasportando corrente e funziona per generare tensione di uscita CC. Nella vita reale, si verifica una piccola caduta di tensione a causa della resistenza diretta e della tensione di rottura diretta. Per il silicio, la caduta di tensione del diodo è di circa 0.7 Volt. 

Quanta tensione perde un diodo?

Qualsiasi diodo fa cadere una particolare quantità di tensione attraverso i suoi terminali. Una caduta di tensione del diodo di 0.7 V significa che la tensione attraverso il resistore o il carico presente nel circuito è (tensione di alimentazione – 0.7) volt.

La caduta di tensione tra i diversi diodi è diversa. In genere varia da 0.6 a 0.7 volt per un piccolo diodo al silicio. Per i diodi Schottky, il valore della caduta di tensione è 0.2 Volt. Per diodi luminosi o LED, la caduta di tensione varia da 1.4-4 Volt. I diodi al germanio hanno una caduta di tensione di 0.25-0.3 volt.

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Perché un diodo ha una caduta di tensione?

Il diodo, in polarizzazione diretta, seleziona un livello di tensione adeguato in modo da poter spingere le cariche elettroniche verso la giunzione PN. Si può dire analogo al "sollevare" ogni pallina fino in cima al tavolo dal pavimento.

La differenza di livello di energia richiesta per spostare le cariche elettroniche attraverso la giunzione PN provoca il caduta di tensione. Inoltre, c'è una certa resistenza nel diodo responsabile di una certa quantità di caduta di tensione. La caduta di tensione dovuta alla resistenza dipende dalla portata di corrente consentita alla giunzione PN.

Come calcolare la caduta di tensione del diodo?

Le cadute di tensione di diversi diodi sono diverse. Per un diodo al silicio è di circa 0.7 Volt, per un diodo al germanio è di 0.3 volt e per diodo Schottky è di circa 0.2 Volt. I LED hanno vari valori di caduta di tensione. 

Ora, se vogliamo calcolare la caduta di tensione su qualsiasi altro elemento del circuito, dobbiamo sottrarre la caduta di tensione dei diodi presenti tra quell'elemento e la sorgente dalla tensione della sorgente. Quindi la caduta di tensione di quell'elemento è (tensione sorgente - somma delle cadute di tensione del diodo).

Come far cadere la tensione usando il diodo?

I diodi Zener sono buoni per la caduta di tensione. Tuttavia, un metodo banale per ridurre la tensione utilizzando i diodi consiste nel collegare più diodi in serie con l'alimentazione. Ciascun diodo provoca una caduta di tensione di quasi 0.7 Volt.

I diodi consentono solo un flusso direzionale di elettricità, ma il diodo condurrà elettricità solo quando l'alimentazione tocca la soglia. La soglia standard del diodo al silicio è 0.6 volt. … Dopo che ciascun diodo è stato unito in serie, la tensione scende di 0.6 volt. Utilizzando questa tecnica, possiamo far cadere la tensione in un circuito usando diodi.

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FAQ

Come ridurre la tensione con il diodo zener?

Il diodo zener è un caso speciale di diodi che consente alla corrente di fluire inversamente a una certa tensione, nota come tensione zener. Può anche ridurre il contrario tensione e funziona come un efficiente regolatore di tensione.

Per utilizzare un diodo zener per ridurre la tensione, dobbiamo collegarlo in parallelo con il carico nel circuito. La tensione di alimentazione deve essere superiore alla tensione zener e il diodo deve essere in polarizzazione inversa. Questa connessione aiuta a ridurre la tensione inversa a un valore specifico e funge da regolatore di tensione.

Formula di caduta di tensione del diodo

Per semplicità, la caduta di tensione diretta attraverso un diodo è assunta come 0.7 V. Ora, se c'è un solo diodo in un circuito insieme a un carico, la caduta di tensione attraverso il carico è (tensione di alimentazione – 0.7) Volt. 

In caso di più diodi in serie in un circuito, la caduta di tensione attraverso il carico è (tensione di alimentazione – il numero di diodi * 0.7). Ad esempio, nell'immagine 1, la caduta di tensione attraverso il diodo D1= (5-0.7) = 4.3 V. La caduta di tensione attraverso il diodo D2= (5-2 * 0.7) = 3.6 V. La caduta di tensione attraverso il diodo D3 = (5- 3 * 0.7) = 2.9 V. 

caduta di tensione del diodo
1 Immagine

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Diagramma di caduta di tensione del diodo

La tabella seguente mostra i limiti di caduta di tensione di diversi tipi di diodi.

Tipo di diodoCaduta di tensione
Diodo al silicioVolt 0.6-0.7
Diodo al germanioVolt 0.25-0.3
Diodo SchottkyVolt 0.15-0.45
LED rossoVolt 1.7-2.2
LED bluVolt 3.5-4
LED gialloVolt 2.1-2.3
LED verdeVolt 2.1-4
LED biancoVolt 3.3-4
LED arancioneVolt 2.03-2.20
LED violaVolt 2.76-4

Caduta di tensione del diodo rispetto alla temperatura

La caduta di tensione del diodo è la differenza di potenziale tra i terminali del diodo operativo. La caduta di tensione dipende dal coefficiente di temperatura del diodo e dal comportamento di altri elementi nel circuito.

Il coefficiente di temperatura positivo o negativo aumenterà o diminuirà rispettivamente la caduta di tensione del diodo. La maggior parte dei diodi al silicio ha un coefficiente di temperatura negativo, il che significa che la caduta di tensione diminuisce con l'aumento della temperatura. Il diodo Zener ha un coefficiente di temperatura positivo che aumenta la caduta di tensione.

Caduta di tensione del diodo rispetto alla corrente

caduta di tensione attraverso un diodo aumenta con la corrente in modo non lineare. Ma poiché la resistenza differenziale è minore, l'aumento è molto lento. Possiamo considerare le caratteristiche della tensione diretta rispetto alla corrente. 

Dalla curva IV, possiamo vedere che un grande aumento della corrente produce inizialmente un aumento trascurabile della tensione. Quindi più rapidamente la tensione sale e alla fine aumenta molto rapidamente. La curva IV mostra una crescita esponenziale della tensione con la corrente. Quando Vd incrocia 0.6/0.7 V, sale rapidamente.

Quando la tensione cade su un diodo a giunzione PN?

Quando la corrente passa attraverso qualsiasi componente presente in un circuito, si verifica una caduta di tensione. Allo stesso modo, quando la corrente passa attraverso il diodo in polarizzazione diretta, allora c'è a caduta di tensione, noto come caduta di tensione diretta.

Il diodo a giunzione pn non può inviare la corrente dalla giunzione nella polarizzazione inversa per una resistenza molto elevata. La giunzione pn si comporta come un circuito aperto, quindi la caduta di tensione attraverso quel diodo di giunzione pn ideale rimane la stessa. È uguale alla tensione della batteria.

Inoltre, fare clic per sapere Diodi organici a emissione di luce.

Kaushikee Banerjee

Sono un appassionato di elettronica e attualmente dedito al campo dell'elettronica e delle comunicazioni. Il mio interesse sta nell'esplorare le tecnologie all'avanguardia. Sono uno studente entusiasta e mi occupo di elettronica open source. ID LinkedIn- https://www.linkedin.com/in/kaushikee-banerjee-538321175

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