Cos’è un diodo a valanga?

I diodi sono dispositivi che impediscono il passaggio di un segnale elettrico in una direzione, ma consentono il passaggio di un segnale nell’altra. Quando un diodo a semiconduttore standard blocca un segnale, è possibile che la tensione di quel segnale diventi troppo alta per il controllo del diodo. A quel punto, il diodo si guasterà e consentirà il passaggio del segnale e probabilmente verrà distrutto mentre la tensione lo conduce attraverso. Soprannominato il punto di valanga del diodo, una volta iniziato questo effetto, di solito non si ferma fino a quando non ha fatto il suo corso, devastando molti, se non tutti, i componenti del circuito sul suo percorso. Un diodo da valanga è un tipo speciale di diodo in grado di resistere all’evento valanga e utilizzare l’effetto valanga nella sua normale funzione.

Tutti i diodi a semiconduttore sono costituiti da due pezzi di materiale semiconduttore, solitamente silicio, fusi insieme. Un pezzo del materiale, il catodo, avrà una carica positiva. Il secondo pezzo, l’anodo, avrà una carica negativa.
Questi diodi controllano la direzione del flusso del circuito nei circuiti. Quando una corrente elettrica viene applicata all’anodo del diodo, attraversa il materiale caricato positivamente verso il catodo negativo e poi passa dal catodo al resto del circuito. Un diodo che opera in questo stato è polarizzato direttamente.

Se la stessa corrente è collegata al catodo, si fermerà semplicemente con la carica identica del catodo e sarà bloccata dal diodo. Un diodo in questo stato è polarizzato inversamente. Se quella tensione è sufficientemente alta, tuttavia, può avere abbastanza potenza per saltare attraverso il catodo e raggiungere l’anodo positivo. Se ciò si verifica, la corrente verrà condotta fuori dall’anodo del diodo e il diodo sarà in condizione di valanga. Questa condizione generalmente distrugge un diodo standard, così come qualsiasi altro componente del circuito che si trova tra il diodo e un punto di messa a terra.

Un diodo da valanga è progettato in modo molto specifico in modo da poter utilizzare l’effetto valanga. Invece di aspettare che la tensione diventi troppo grande per il diodo da gestire e valanga fuori controllo, un diodo a valanga avvia intenzionalmente l’effetto valanga a una tensione predeterminata. Questa tensione predeterminata non è abbastanza forte da danneggiare il diodo, il che consente al diodo a valanga di condurre la potenza eccessiva lontano dal circuito a terra. In questo modo, un diodo da valanga funziona più o meno allo stesso modo in cui un canale di scarico consente a una diga di reindirizzare le acque alluvionali eccessive.

Il diodo a valanga vede un uso frequente nei circuiti per fornire protezione contro tensioni indesiderate o impreviste che potrebbero altrimenti danneggiare i circuiti. Tali diodi di solito hanno i loro catodi collegati al percorso principale della corrente elettrica del circuito e gli anodi a una massa elettrica. Questa configurazione consente loro di reindirizzare le tensioni minacciose direttamente a terra, invece di consentire loro di viaggiare attraverso il circuito e distruggerlo. I diodi a valanga in questa configurazione agiscono come diodi di bloccaggio poiché fissano, o bloccano, la tensione massima che un circuito sperimenterà a un livello preimpostato.