En tant
que composant électronique la diode à semi-conducteur
est présente partout sous différentes technologies
et utilisations :
- Diode de redressement : On la rencontre partout mais principalement
dans les alimentations secteurs. Le semi-conducteur le plus utilisé
est le silicium
- Diode PIN : diode de commutation rapide utilisée dans
les circuits atténuateurs pour les signaux HF.
- Diode de commutation, dans les circuits logiques.
- Diode Zener ou avalanche
: références de tension dans les alimentations
stabilisées, protection des surtensions...
- Diode à effet tunnel : pour la commutation rapide, comme
élément activ dans les oscillateurs.
- Diodes varicap, à capacité variable, elles sont
utilisées comme condensateur variable dans les circuits
oscillants.
- Diode Gunn : utilisée comme élément actif
en hyperfréquence (oscillateur...)
- Diode Schottky : seuil de tension directe très bas facilitant
la détection des signaux HF faibles et hyperfréquences.
Redressement de puissance
La diode à jonction,
principe
Une jonction PN ne laisse passer
le courant que dans le sens direct, lorsque sa cathode (zone
N) est reliée au - de la source de courant continu. Dans
le sens inverse l'intensité est très faible, la
diode se comporte comme une résistance très élevée.
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sens direct, courant fort |
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sens inverse, courant faible |
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La diode à jonction
dans le sens direct
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La courbe
ci-contre montre la variation du courant direct ID
en ampères en fonction de la tension UD en volts
aux bornes de la jonction. Tant que la tension directe est inférieure
au seuil s (environ 0,6 volts pour le silicium) le courant
direct est très faible. Dès que la différence
de potentiel aux bornes de la jonction atteint la valeur de seuil
les porteurs majoritaires diffusent au travers de celle-ci et
le courant augmente très rapidement. La zone de transition
disparait et la conductivité de la jonction est maximum.
Lorsque le courant direct augmente l'energie dissipée
dans la jonction provoque un échauffement qui peut être
destructif (85°C pour le germanium, 175°C pour le silicium).
Les diodes de puissance sont généralement munies
d'un refroidisseur |
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La
diode à jonction dans le sens inverse
Polarisée
en sens inverse une diode au silicium ne laisse passer qu'un
courant infime dû aux porteurs minoritaires. Lorsque la
tension inverse atteint la tension de claquage, le nombre des
porteurs minoritaires augmente brutalement pour plusieurs raisons
:
- le champ électrique élevé provoque l'arrachement
d'un plus grand nombre d'électrons
- les électrons accélérés par le
champ électrique percutent d'autres atomes et arrachent
des électrons supplémentaires (effet d'avalanche)
- la température augmente dans la jonction et l'ionisation
également.
A partir de la tension de claquage le
courant augmente fortement alors que la tension inverse n'augmente
que très peu. Ce phénomène est exploité
dans les diodes Zener
utilisées comme régulateur de tension. Dans les
autres diodes le claquage est destructif. |
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