IL DIODO
MODELLO DEL DIODO
Creare un modello vuol dire sostituire il diodo, il cui comportamento, come si è visto, è
non lineare, con un qualcosa che approssimi il suo comportamento e che consenta di
applicare le leggi e i teoremi delle reti lineari che sono le uniche con cui sappiamo
lavorare senza difficoltà
Si tratta cioè di simulare la sua caratteristica voltamperometrica, non lineare, con
un’altra lineare alla quale perciò si possano applicare le leggi dell'elettrotecnica .
Questa caratteristica dice che:
Finché VaK < 0 (V) il diodo è OFF e si
comporta come un circuito aperto:
Quando VaK ³ 0, allora il diodo è ON e si
comporta come un cortocircuito:
Il raddrizzatore a una semionda
Abbiamo all’ingresso una tensione
variabile; il diodo cambierà quindi il
proprio comportamento in base al suo
valore.
Quando la tensione Vi < 0, D =
OFF e VR = Vo = 0
Quando la tensione Vi ³ 0, D =
ON e VR = Vi
L’andamento della tensione
in uscita (ai capi di R) sarà
allora quello rappresentato
nel grafico, messo a
confronto con quello della
tensione d’entrata.
PORTA AND A DIODI
A
B
OUT
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
NELLA PORTA AND DL VI SONO DEI PROBLEMI A LIVELLO BASSO:
SE SI CONNETTONO PIU' PORTE IN CASCATA IL LIVELLO IN USCITA SI ALZA:
VOL = N * Vth
DIODI LED
LED è un acronimo per Light-Emitting Diode (diodo ad emissione di luce). Il primo LED è
stato sviluppato da Nick Holonyak Jr. (nato nel 1928) nel 1962.
Si parla di
VLED se la radiazione emessa cade nella spettro del visibile
( energia superiore a 1,8 eV dipende dal materiale utilizzato)
IRED se la radiazione emessa cade nella spettro dell’infrarosso
(comunicazione dati , sistemi di controllo)
Funzione fisica
Quando un diodo LED viene polarizzato direttamente, gli elettroni e le lacune vengono
iniettati rispettivamente nelle zone P e N, dove si ricombinano con le cariche maggioritarie
ivi presenti.
Quando un elettrone si ricombina con una lacuna passa dalla banda di conduzione a
quella di valenza emettendo l’energia acquistata precedentemente per andare in
conduzione.
Se tale energia cade nella spettro del visibile noi vediamo la luce emessa.
Quanto più elevata è la corrente, tanto più alto è il ritmo di ricombinazione e quindi
l’intensità della radiazione emessa.
La lunghezza d’onda della radiazione emessa dipende quindi dal salto d’energia
necessario per il passaggio degli elettroni dalla banda di conduzione alla banda di valenza
e dai livelli di drogaggio dei materiali semiconduttori utilizzati.
A causa dello spessore ridotto del chip un ragionevole numero di questi fotoni può
abbandonarlo ed essere emesso come luce. Per aumentare l’efficienza di emissione il
diodo viene rivestito con una sostanza ( di solito una lente di resina epossidica) avente un
opportuno indice di rifrazione.
I LED sono formati da GaAs (arseniuro di gallio), GaP (fosfuro di gallio), GaAsP (fosfuro
arseniuro di gallio), SiC (carburo di silicio) e GaInN (nitruro di gallio e indio). L'esatta scelta
dei semiconduttori determina la lunghezza d'onda dell'emissione di picco dei fotoni,
l'efficienza nella conversione elettro-ottica e quindi l'intensità luminosa in uscita.
Assorbimento
Per quanto riguarda gli assorbimenti, questi sono maggiori nei LED comuni rispetto a
quelli ad alta luminosità, secondo la seguente tabella:
Tipologia LED Assorbimento (mA)
LED normali
20 - 40
LED flash
10 - 15
Inoltre, la caduta di tensione dei LED è relazionata al colore della luce emessa, come
riportato nella seguente tabella:
Tipologia LED
Caduta di tensione Vi (volt cc)
Colore rosso
1,8
Colore verde
2,0
Colore giallo
1,9
Colore arancio
2,0
Flash blu/bianco 3,0
