Un diodo è un comune dispositivo a semiconduttore utilizzato in molti diversi tipi di circuiti elettronici. Quando un segnale elettrico passa attraverso un diodo, il diodo consuma una piccola quantità della tensione del segnale durante il suo funzionamento. La differenza tra la tensione del segnale che entra nel diodo e la tensione del segnale che esce dal diodo è la caduta di tensione del diodo. Sebbene una caduta di tensione del diodo possa riferirsi alla caduta di tensione diretta o inversa del diodo, in genere descrive la caduta di tensione diretta.
La costruzione di un diodo prevede l’unione di un anodo e di un catodo, due pezzi di materiale con cariche elettriche diverse. L’anodo è caricato positivamente e il catodo è caricato negativamente. Nel punto in cui questi due diversi materiali si incontrano, chiamato giunzione, le due diverse cariche opposte si annullano a vicenda. Quest’area senza carica è lo strato di esaurimento del diodo, che forma uno strato isolante all’interno del diodo tra l’anodo e il catodo.
Quando un segnale elettrico entra nel catodo di un diodo, la forza negativa aggiuntiva aumenta la larghezza dello strato di esaurimento mentre reagisce con l’anodo caricato positivamente. Lo strato di esaurimento più ampio bloccherà il segnale dal passaggio attraverso il diodo e consumerà tutta la tensione nel processo. Ad esempio, se nel diodo entrano 5 volt, anche la caduta di tensione del diodo sarà di 5 volt. Un diodo in questo stato è polarizzato inversamente e la caduta di tensione è la caduta di tensione inversa del diodo.
Un segnale elettrico che entra nell’anodo di un diodo crea un diverso insieme di condizioni all’interno del diodo. Il segnale caricato negativamente farà un ponte attraverso l’anodo, incontrerà il catodo e passerà attraverso il diodo, continuando al resto del circuito. Nel processo, una quantità relativamente piccola della tensione viene persa superando la carica positiva dell’anodo. Per un tipico diodo al silicio, la tensione persa è di circa 0.7 volt. Un diodo in questo stato è polarizzato in avanti e la caduta di tensione è la caduta di tensione diretta del diodo.
La differenza tra gli stati avanti e indietro in un diodo consente loro di bloccare un segnale in una direzione facendo cadere il 100% della tensione ma permettendogli di passare nell’altra diminuendo solo una piccola quantità. Poiché la maggior parte dei diodi ha una caduta di tensione inversa del 100%, l’ipotesi è che il termine “caduta di tensione del diodo” si riferisca alla caduta di tensione diretta; tuttavia, questo non è sempre il caso.
Esistono diodi speciali che non scendono al 100% della tensione inversa, come i diodi varicap o varactor. In questi diodi, le cariche dei catodi e degli anodi non sono nemmeno sulla loro larghezza. Di conseguenza, questi diodi possono consentire a parte del segnale che entra nel catodo di passare attraverso i diodi anche se sono in uno stato di polarizzazione inversa. Quando si descrive la caduta di tensione in questi tipi di diodi, è importante distinguere tra le cadute di tensione diretta e inversa.