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L e s d i o d e s
SYMBOLE



Anode Cathode

FONCTION

La fonction générique d'une diode est de laisser passer le courant dans un sens, nous disons qu'elle est conductrice (dans le sens passant ou sens direct) et de bloquer le courant dans l'autre sens. Nous disons alors qu'elle est bloquée (dans le sens bloquant ou inverse).

SPECIFICATIONS TYPES

Puissance nominale PNOM. [W], Tension inverse UINV. [V] et Courant direct IDIR. [A].

TECHNOLOGIE

A l'heure actuelle pratiquement toutes les diodes sont réalisées à l'aide de silicium. Leur aspect diffère essentiellement en fonction des limites qu'elles peuvent supporter, à savoir le courant direct maximum et la tension inverse maximale

UTILISATIONS Petits signaux : Commutations de commandes, petites protections, limitation, démodulation. Grands signaux : Redressements, protections d'électroaimants.

METHODE DE CONTRÔLE
Ohmiquement, il n'y a généralement aucune disposition particulière. Pour mesurer les valeurs principales de sa caractériqstique tension-courant, il faut veiller à limiter les courants maximum admissibles.
Il n'est peut-être pas inutile de préciser ici qu'un bon praticien professionnel a besoin de connaître "par coeur" les indications suivies de l'astérisque * pour une pratique efficace du dépannage des circuits électroniques.

Caractéristique d'une diode

Le comportement de même que la fonction d'une diode peut se déduire de sa caractéristique graphique courant-tension

ID = f (UD).

La courbe obtenue n'étant pas une droite, nous parlons d'un élément non-linéaire. Ce qui signifie que le courant circulant dans l'élément n'est pas proportionnel à la tension qui lui est appliquée, donc ne dépend pas uniquement de la loi d'ohm.
Dans le sens direct, la tension de seuil est la tension nécessaire à appliquer à la diode pour qu'elle devienne conductrice. USEUIL@ 0,6V pour le Si ( 0,3V pour le Ge).
Au delà de la tension de seuil, le courant ne dépend pratiquement que de la résistance totale du circuit, et la tension aux bornes de la diode reste autour de 0,6V - 0,7V.
Le courant inverse est très faible (de l'ordre du nanoampère). Il augmente très fortement au delà d'une certaine tension inverse, appelée tension de claquage. La tension inverse de claquage varie entre 10 et 1000 volts suivant le type de diode. L'emballement thermique qu'entraîne la tension de claquage détruit la diode dans la plupart des cas.
Ces caractéristiques varient considérablement avec la température et les concepteurs de circuits doivent en tenir compte. Nous n'entrerons pas ici dans plus de précisions concernant ces caractéristiques, car pour le dépanneur, de plus amples détails sont fournis dans les livres de correspondances (data-book) auxquels nous pouvons ici qu’encourager la lecture.
Par contre, et avant d'analyser les divers circuits d'utilisations des diodes, voici quelques grandeurs que nous pouvons considérer comme importantes et qu'il nous faut garder en mémoire :

Courant direct maximum : IF Courant direct maximum de crête : IFM Tension inverse maximum : UR

Approximation d'une diode

En technique de maintenance ou de dépannage, lorsque nous désirons comprendre le fonctionnement d'un montage comprenant des diodes, il est souvent plus simple de considérer la diode de manière approximative. Pour illustrer ces approximations, nous utilisons une technique dite de schémas équivalents.
Selon le besoin, nous pouvons avoir en tête, l'un ou l'autre des schémas équivalents ci-dessous. Le choix de l'approximation dépend de la valeur des tensions présentes dans le circuit, de l'utilité du circuit à diode (développé dans les pages suivantes) ou encore des courants circulant dans le montage.

Diode idéale:1ère
approximation

Deuxième approximation:










Principales utilisations



Les diodes sont principalement utilisées dans les circuits selon trois groupes de fonction différents:
Les circuits de redressement :

qui permettent la conversion d'une tension alternative en une tension continue.

Les circuits d'écrêtage,ou circuits de limitation :

qui permettent d'empêcher un signal de dépasser une valeur (amplitude) choisie.

Les circuits de commutation :

qui permettent la commande ou le changement de normes, ou encore pour circuits logiques.

Voir les pages circuits électroniques du site pour y trouver des exemples d'applications.



L'effet diode de la jonction P - N

Une diode est constituée d'une plaquette de silicium dans laquelle deux zones de dopages, appelés dopage P et dopage N, ont été réalisées.

L'anode représente la zone P La cathode représente la zone N




Une brève introduction aux semi-conducteurs est présentée sur la page INTRODUCTION A L'ELECTRONIQUE / THEORIE DES SEMI-CONDUCTEURS de ce site et donne une explication succincte sur le fonctionnement d'une jonction P-N.
A la jonction (réunion) des deux zones P et N, les porteurs de charges mobiles se combinent et il apparait une zone d'espace vide de porteurs de charges mobiles, donc une zone isolante. Les propriétés physiques qui résultent de cet espace donnent naissance aux phénomènes de conduction électrique particulière, comme la conduction dans un seul sens du courant électrique.

Mécanisme de conduction d'une diode


Lorsque l'on alimente une diode, donc une jonction PN, l'effet change selon la polarité de la tension appliquée. Une diode ne laisse passer le courant que dans un seul sens.
Essayons de comprendre ce phénomène particulier :

a) Le PLUS à la zone P

Si l'alimentation (V+) est supérieure à 0,6 - 0,7 volts, les porteurs de charges mobiles ont suffisamment d'énergie pour "traverser" la zone isolante
.



Uj = 0,6 - 0,7V



Nous constatons la circulation du courant électrique. La jonction est conductrice en présentant une différence de potentiel de 0,6 - 0,7 volts à ses bornes.
La diode conduit et nous pouvons idéaliser ce fonctionnement en remplaçant la diode par un générateur DC et un interrupteur fermé.
Nous parlons de: polarisation dans le sens passant, ou sens direct; courant direct; en anglais "forward".



b) Le plus à la zone N




Les porteurs de charges mobiles sont attirés vers les connexions extérieures par la présence des charges électriques de l'alimentation
Nous constatons l'élargissement de la zone vide de porteurs de charges. La jonction est isolante.
La diode est bloquée et nous pouvons représenter cet état par un interrupteur ouvert.
Nous parlons ici de: polarisation dans le sens bloquantou dans le sens inverse; en anglais "reverse"




La tension aux bornes de la diode est égale à la tension de la jonction

Udiode = Uj = Ugénérateur et URig = 0V

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