Un diodo ad alta tensione è qualsiasi diodo progettato per funzionare a tensioni estremamente elevate o mostrare proprietà specifiche quando esposto ad alte tensioni. Quasi tutti i diodi possono funzionare a qualsiasi tensione se questo è ciò per cui è fatto. Rinforzando parti del diodo e utilizzando materiali specifici durante la sua costruzione, è possibile che un diodo resista a quantità di energia estremamente elevate. Detto questo, ci sono diversi tipi di diodi che sono comunemente usati quando si tratta di alte tensioni o picchi di tensione.
Un diodo è un componente elettrico complesso composto da diversi materiali. Quando viene utilizzato in un dispositivo elettrico comune, un diodo ha un terminale anodo positivo che assorbe energia e un catodo negativo che la rilascia. In quasi tutti i diodi, questa è un’operazione unidirezionale: l’alimentazione non può tornare indietro. Tra questi due terminali c’è un materiale semiconduttivo che consente all’energia di passare attraverso di esso.
È questo semiconduttore che trasforma un diodo comune in un diodo ad alta tensione. Questi semiconduttori vengono creati attraverso un processo chiamato doping. Un drogante viene applicato a ciascuna estremità del semiconduttore: un drogante crea una carica positiva e uno è negativo. L’area tra le due estremità è lasciata non drogata ed è generalmente indicata come strato intrinseco o giunzione pn. I materiali droganti e le dimensioni della giunzione pn sono importanti per la funzione complessiva del diodo.
I diodi a valanga sono un tipo di diodo ad alta tensione in grado di gestire grandi quantità di energia. Un effetto valanga si verifica quando una carica inizia ad aumentare in un diodo senza un successivo aumento della potenza esterna. Questo effetto distruggerà i normali diodi, ma un diodo a valanga continuerà a funzionare fino a quando la tensione esterna non raggiunge o il sistema si equalizza.
Un diodo di soppressione della tensione transitoria è un diodo che protegge i sistemi da sovraccarichi ad alta tensione. Questo diodo ha una giunzione pn molto grande, che scoraggia la trasmissione di potenza attraverso il sistema. Quando grandi picchi di potenza colpiscono il sistema, questo diodo ad alta tensione assumerà la potenza aggiuntiva e sposterà il picco al sistema di terra. Spesso, questa è l’unica funzione per uno di questi diodi: quando non conduce l’energia in eccesso a terra, non trasmette alcuna potenza.
L’ultimo diodo comune ad alta tensione è quello che funziona in modo diverso rispetto a quasi tutti gli altri diodi. Il diodo Zener può effettivamente trasmettere energia all’indietro attraverso il suo sistema. Quando la potenza raggiunge un certo livello, la giunzione pn appositamente drogata del diodo inizia a consentire alla potenza di spostarsi all’indietro attraverso il sistema, creando un collo di bottiglia temporaneo. Ciò impedisce all’alimentazione di spostarsi abbastanza a lungo da consentire alla tensione di stabilizzarsi senza danneggiare il dispositivo. Successivamente, la giunzione pn torna a funzionare come un normale diodo.