les diodes et leurs applications
Transcription
les diodes et leurs applications
LES DIODES ET LEURS APPLICATIONS I - CONSTITTION I – 1 – La jonction PN P Anode A N Cathode K Les diodes sont réalisées généralement sur un substrat de silicium ou parfois de germanium. Le substrat est alors dopé sur deux parties. Une zone dopée P (positivement) et une zone dopée N (négativement) Le dopage est réalisé par injection d'impuretés dans le réseau cristallin. I - CONSTITTION Diode en polarisation directe Elle est passante Diode en polarisation inverse Elle est bloquée I - CONSTITTION I – 2 – Équation La caractéristique de la diode est de forme exponentielle Son équation est : Id Id Ud Ud I d = I s⋅ e Id : courant dans la diode Is : courant de saturation de la diode q : charge de l'électron Ud : tension aux bornes de la diode K : constante de Boltzmann 1,38.10-23 joules T : température de la jonction en kelvin qUd KT −1 II – CARACTÉRISTIQUES D'UNE DIODE II – 1 – Modélisation Id Id pour Id>0 Ud =0 Ud Ud Id Id pour Id>0 Ud = U0 Ud pour Id>0 Ud = U0+R°0.Id Ud II – CARACTÉRISTIQUES D'UNE DIODE II – 2 – Caractéristiques constructeur ● Tension inverse maximale VRM ● Courant direct maximum IF ● Courant inverse maximum IRF ● Puissance maximale admissible PM ● Tension de seuil ● Résistance dynamique Z III – LES DIFFÉRENTS TYPES DE DIDES III – 1 – Les diodes de redressement Elles sont utilisées essentiellement dans les montages redresseurs pour passer d'une tension alternative à une tension continue. Elles présentent généralement les caractéristiques suivantes : ● fort courant direct, de qq 10A à qq milliers d'ampères ● forte tension inverse, plusieurs centaines de volts ● forte dissipation de puissante ● peu rapide, quelques dizaines de Hz III – LES DIFFÉRENTS TYPES DE DIODES III – 2 – Les diodes rapides Elles sont utilisées dans les montages petits signaux qui travaillent à des fréquences de plusieurs kHz. Elles présentent les caractéristiques suivantes : ● faible courant direct, quelques dizaines de mA ● faible tension inverse, quelques dizaines de volts ● faible dissipation de puissance, quelques dizaines de mW ● commutation très rapide quelques µs à quelques ns III – LES DIFFÉRENTS TYPES DE DIODES III – 3 – Les diodes shottky Ce sont des diodes rapides qui présentent la particularité d'avoir une tension de seuil faible. Ses autres caractéristiques sont similaires aux diodes rapides. ● faible courant direct, quelques dizaines de mA ● faible tension inverse, quelques dizaines de volts ● faible dissipation de puissance, quelques dizaines de mW ● commutation très rapide III – LES DIFFÉRENTS TYPES DE DIODES III – 4 – Les diodes zéner La diode zéner ou diode à avalanche contrôlée présente la particularité de ne pas se détruire lorsqu'en inverse elle atteint sa zone d'avalanche. Elle est essentiellement utilisée pour cette caractéristique donc en inverse. I I U La valeur de la tension zener UZ est déterminée lors de la fabrication de la diode pour I<0 U = U0+R°0.I pour I>0 U = UZ+RZ.I U III – LES DIFFÉRENTS TYPES DE DIODES III – 5 – Les diodes électroluminescentes Les diodes électroluminescentes (LED ou DEL) présentent la particularité d'émettre de la lumière dans un spectre plus ou moins large suivant la conception de la diode. L'ensemble du spectre visible est actuellement couvert, mais on trouve aussi des diodes infrarouges. La tension de seuil de la diode est d'autant plus grand que le spectre émis est énergétique. Ces diodes ne supportent généralement que quelques volts de tension inverse!! III – LES DIFFÉRENTS TYPES DE DIODES III – 6 – La diode varicap La diode varicap est utilisée en polarisation inverse. Sa particularité est de présenter une capacité qui dépend de cette polarisation. Elles sont généralement utilisées dans tous les systèmes à accord numérique. capacité variable Up IV – RÉGIME DE FONCTIONNEMENT IV – 1 – Fonctionnement en régime continu Voir TD IV – RÉGIME DE FONCTIONNEMENT IV – 2 – Fonctionnement en régime de commutation Ue Ud Id Ue R Us t Lorsqu'une diode conduit, elle Id accumule des charges dans sa jonction. Au moment où la diode doit se bloquer , elle ne peut le faire instantanément Il y a un temps de déstockage des charges t temps de recouvrement