Elettronica analogica e digitale

Elettronica Analogica

Semiconduttori e diodi

In natura, in merito alla conduzione elettrica, esistono tre tipi di materiali:

• conduttori (materiali che bloccano il flusso di elettroni);
• isolanti (materiali che permettono il passaggio di elettroni);
• semiconduttori (materiali che si conducono la piú come controllata permettono o meno il passaggio di elettroni).

Nell'elettronica ricoprono un ruolo fondamentale i semiconduttori, motivo per cui quindi ci concentreremo su di essi.

La legge che lega la conducibilità σ [S/m] e la temperatura T[K] in un semiconduttore è di proporzionalità inversa. All'aumentare della temperatura la σ conducibilità diminuisce.

I semiconduttori si dividono in tre grandi categorie:

SEMICONDUTTORI

• MO COCRISTALLINI elementi semiconduttivi (Si, Ge) usati per esempio circuiti e dispositivi - composti semiconduttori (GaAs, ecc..) usati per creare i LED
• AMORFI - semiconduttori a struttura cristallina disordinata
• ORGANICI - OLED (conduttività di un semiconduttore normale)

Generalmente la differenza tra questi due

tipi di semiconduttori sta cercata nella

struttura atomica: nei monocrystallini la

struttura è ordinata, mentre negli

amorfi è disordinata (casuale). In

ogni caso entrambi a livello atomico

hanno una rete di atomi legati tra

loro.

Nello metallo gli elettroni prenderanno il posto delle lacune.

La lacuna si è spostata.Per convenzione si assume la corrente avere la stessa direzione di movimento delle lacune.

Distinguiamo subito due quantità all'interno di un semiconduttore:

• n: concentrazione di elettroni (1/cm³)
• p: concentrazione di lacune (1/cm³)

n è funzione della temperatura:

Diodi

Consideriamo un semiconduttore avente una regione drogata di tipo p ed una drogata di tipo n:

L'oggetto qui sopra disegnato è detto diodo.

Il diodo è realizzato quindi mettendo a contatto un semiconduttore drogato p con uno drogato n. Così verrà creato la cos detta giunzione p-n.

Il simbolo circuitale del diodo è:

La parte polarità positivamente è detta "anodo" la parte polarità negativamente è detta "catodo"

Il potenziale V applicato si somma al potenziale interno al diodo detto V_b. Il potenziale delle regioni svuotate così aumentera.

Essendo però con polarizzato le regioni si svuotamento riavvicinano però "allontanata" facendo sì che i portatori non potranno passare attraverso la stesse -> diodo interdetto.

Le regioni di svuotamento si allargano sino quanto i portatori maggioritari presenti nelle zone p ed n verranno attratti dalla tensione V applicata.

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MODELLO II

I_D

raddrizzatore con soglia

V_­ V₀

V_­ rappresenta la c.d.t. delle soglie.

• fin tanto che V₀ < V_­ → circuito spento
• fin tanto che I_D >> → generatore di tensione

anodo catodo

MODELLO III

I₀

V₀

Il comportamento del MODELLO statico III :

N.B. - Se V_s < V_r

il diodo è interdetto, come un circuito aperto

- (V_D^*, I_D^*) rappresenta le coordinate del punto di lavoro Q che è eventualmente rappresentabile:

solitamente I_Q > 0 e V_D^* ≈ 0,025 V = 25 mV

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L'andatura di questo circuito è quella di eliminare la rimanente skuola.net rimanente su D_{0. Durante il diodo è soggetto oltre rimanente positiva. Così è alimentato con segni concordi, quindi conduce → ID0 → VD=0 → è un cortocircuito.}

Dorante la rimanente segatura di V_{0, il diodo non il paradiso dello studente rimane skuola.net in quanto polarizzato inversamente: viene questo non un circuito esperto}

La capacita C è elevata

1. Inizialmente il diodo è polarizzato direttamente (semionda positiva di V_S) e quindi è in conduzione. Questo fino a modo che il condensatore si carichi avendo ai capi una tensione V_C. Questa V_C raggiungera il suo massimo quando ci si trovera nel valore di picco della semionda positiva di V_S.

La forma d'onda di V_C ti raddrizzera detto diodo.

dote (dalla frequenza ad esempio) rappresenta

una variazione dell’output.

Nello specifico, andremo a verificare che il

circuito raddrizzatore di tensione consente SEMPRE

una tensione costante al variare di input/output.

LKT

V_cc - V_s - V_z = → V_cc - idc R_s - V_z = →

→ V_cc - V_z = V_ce = V_ce - - V_z - V₂ = →

→ V_cc/R_s = V_cc/R_s

È ben noto che il punto di lavoro di un diodo è

detto dell’intersezione delle caratteristiche del

diodo e della con detta “load line”.

Ricordiamo che la load line è un segmento lineare

avente per estremi i punti di coordinazione ottenuti,

annulliamo una volta le tensioni del diodo e

una volta le correnti del diodo.

i_z = idc - idc = V_cc/R_s - - V_z -