Un diodo di potenza è un dispositivo a semiconduttore cristallino utilizzato principalmente per convertire la corrente alternata (AC) in corrente continua (DC), un processo noto come rettifica. Trovato nei circuiti di alimentazione di quasi tutte le moderne apparecchiature elettriche ed elettroniche, la funzione di un diodo di potenza è simile a una valvola unidirezionale meccanica. Conduce corrente elettrica con una resistenza minima in una direzione, nota come direzione in avanti, impedendo alla corrente di fluire nella direzione opposta. Tipicamente in grado di far passare in avanti fino a diverse centinaia di ampere, i diodi di potenza hanno giunzioni PN molto più grandi e quindi una maggiore capacità di trasporto di corrente diretta rispetto ai loro parenti diodi di segnale più piccoli utilizzati nell’elettronica di consumo per regolare e ridurre la corrente. Ciò rende i diodi di potenza più adatti per applicazioni in cui sono coinvolte correnti e tensioni più elevate.
I produttori generalmente producono una gamma di diodi di potenza adatti per usi particolari. Sono classificati in base alla corrente massima che possono trasportare in avanti e alla massima tensione inversa che possono sopportare. A causa della resistenza, si verifica una piccola caduta di tensione quando si fa passare una corrente elettrica attraverso un diodo di potenza nella direzione in avanti. Al contrario, un diodo di potenza può sopportare solo una certa quantità di tensione che scorre nella direzione inversa prima che si rompa e smetta di funzionare.
I diodi di potenza sono costituiti principalmente da silicio, anche se vengono utilizzate piccole quantità di altri materiali, come boro, arseniuro di gallio, germanio o fosforo. Un singolo diodo di potenza può essere utilizzato per convertire la corrente alternata in corrente continua, ma questo produce ciò che è noto come corrente continua variabile a semionda. Più comunemente, due o tre o più diodi sono collegati in un circuito per produrre CC variabile a onda intera. Il più importante di questi è il raddrizzatore a ponte, in cui quattro diodi collegati convertono le sezioni positive e negative di un’onda CA in CC, producendo così una rettifica a onda intera.
Le aziende elettriche di tutto il mondo in genere utilizzano la corrente alternata trifase per distribuire l’elettricità. Sebbene fornisca CC variabile dalla CA in ingresso, un raddrizzatore a onda intera oa ponte non fornisce CC alla tensione costante necessaria per alimentare la maggior parte delle apparecchiature elettriche ed elettroniche moderne. Pertanto, un condensatore di riserva è solitamente collegato all’estremità di uscita del raddrizzatore per appianare la tensione increspata. Ad esempio, in una tipica abitazione statunitense, la corrente alternata trifase proveniente dai circuiti elettrici principali passa attraverso tre coppie di diodi di potenza. La corrente continua risultante viene quindi livellata e fornita a una tensione sufficientemente costante per l’uso facendola passare attraverso un condensatore di livellamento.