Diodi ad alta tensione

Diodi ad alta tensione

I diodi ad alta tensione sono progettati per l'uso in applicazioni ad alta tensione. Esistono molti tipi di diodi ad alta tensione, generalmente basati sulla loro costruzione.  

Tipi di diodi: 

I diodi a giunzione PN sono progettati per applicazioni generiche. Un diodo Zener ad alta tensione è un tipo speciale di diodo a giunzione PN progettato per funzionare in polarizzazione inversa (applicando una tensione maggiore al materiale N che al materiale P). Il diodo Zener agisce come un normale raddrizzatore finché la tensione applicata non raggiunge un certo valore (tensione Zener o tensione a valanga). A questo punto il diodo conduce producendo una grande corrente.  

Diodi PIN

I diodi PIN sono diodi a semiconduttore a tre strati costituiti da uno strato intrinseco che separa strati P e N fortemente drogati. La carica immagazzinata nello strato intrinseco, insieme ad altri parametri del diodo, determina la resistenza del diodo alle frequenze RF e microonde. Tipicamente, questa resistenza varia da kilohm a meno di 1 ohm per un dato diodo.

I diodi PIN ad alta tensione sono spesso utilizzati come interruttori o elementi attenuatori. I diodi RF sono progettati per gestire i segnali di frequenza (RF) in dispositivi come amplificatori stereo, trasmettitori radio, monitor televisivi e altri dispositivi a radiofrequenza o microonde.

I diodi soppressori di tensione transitoria (TVS) sono semiconduttori che limitano le sovratensioni. I diodi limitatori di corrente (CLD) regolano la corrente in un ampio intervallo di tensioni. I diodi Gunn sono dispositivi a trasferimento di elettroni (TED) che presentano una regione di resistenza negativa. I diodi a tempo di transito della valanga di ionizzazione a impatto (IMPATT) sono diodi ad alta tensione che funzionano a una frequenza e una potenza molto elevate.

Diodi Schottky ad alta tensione

I diodi a barriera Schottky sono utilizzati in applicazioni ad alta frequenza ea commutazione rapida. Nella loro forma più semplice, sono costituiti da uno strato metallico che contatta un elemento semiconduttore. Questa giunzione metallo/semiconduttore mostra un comportamento raddrizzante (cioè, la corrente passa attraverso la struttura più facilmente con una polarità rispetto all'altra).

I diodi Schottky sono utilizzati principalmente nelle applicazioni ad alta frequenza ea commutazione rapida. Poiché funzionano solo con portanti maggioritari, non c'è corrente di dispersione inversa come con altri tipi di diodi. 
Con i diodi Schottky, la regione metallica è densamente popolata di elettroni a banda di conduzione. La regione del semiconduttore di tipo N è leggermente drogata. Quando polarizzati in avanti, gli elettroni a energia più elevata nella regione N vengono iniettati nella regione metallica, dove cedono molto rapidamente l'energia in eccesso.

Poiché non ci sono portatori minoritari (come con i diodi raddrizzatori convenzionali), c'è una risposta molto rapida a un cambiamento di polarizzazione. Per questo motivo i diodi Schottky vengono utilizzati nelle applicazioni ad alta frequenza e in molti circuiti digitali per diminuire i tempi di commutazione. I diodi Schottky sono anche conosciuti come diodi hot-carrier.

Diodi Varactor ad alta tensione

I diodi Varactor sono diodi a giunzione PN che agiscono come condensatori controllati in tensione quando azionati in polarizzazione inversa. Le giunzioni PN hanno una capacità intrinseca. Quando la giunzione è polarizzata inversamente, l'aumento della tensione applicata provoca l'allargamento della regione di svuotamento, aumentando così la distanza effettiva tra i due"piatti"del condensatore e diminuendo la capacità effettiva. Regolando il gradiente di drogaggio e la larghezza della giunzione, è possibile controllare l'intervallo di capacità e la capacità di modo cambia con la tensione inversa applicata.

Un intervallo di capacità da quattro a uno non è problematico. Infatti, un tipico diodo varactor (a volte chiamato a"diodo varicap") può variare da 60 picofarad (pf) a polarizzazione zero fino a 15 pf a 20 volt (V). La produzione di precisione può raggiungere un intervallo di capacità fino a dieci a uno. In genere, i diodi varactor vengono utilizzati nei sistemi di sintonizzazione elettronica per eliminare l'uso e la necessità di parti mobili.