Concepts fondamentaux des Diodes
Une résistance ordinaire est un composant linéaire, sa caractéristique courant tension est une ligne droite. Pour la diode c'est différent, c'est un composant non linéaire, sa caractéristique n'est pas une ligne droite. La barrière de potentiel en est la cause: si la tension appliquée est plus petite qu'elle, le courant est faible; quand la tension sur la diode dépasse la barrière de potentiel, le courant à travers la diode augmente rapidement.
Symbole graphique et diverses formes de diodes
la structure pn et le symbole graphique de la diode. Le côté p s'appelle l'anode et le côté n la cathode. Le symbole de la diode ressemble à une flèche qui pointe de p vers n: de l'anode à la cathode.
quelques types de diodes. Sur la plupart d'entre elles la connexion relative à la cathode est repérée par une bande de couleur.
Le circuit élémentaire de la diode
Le circuit de la polarisation directe de la diode. Comment le reconnaître ? Parce que le pôle positif de la source est relié à travers une résistance au côté p de la diode, et le pôle négatif au côté n. Avec cette connexion, le circuit essaie de pousser les trous et les électrons libres vers la jonction. Dans les circuits plus complexes, il peut être difficile de repérer si la diode est polarisée en direct. Voici une règle, posons-nous la question: est-ce que le circuit extérieur pousse le courant dans le sens naturel? Si la réponse est oui, la diode est polarisée en direct. Quel est le sens naturel du courant? Selon la représentation conventionnelle du courant, il est donné par le sens de la flèche. Par contre, le déplacement des électrons s'effectue dans l'autre sens. Quand une diode est contenue dans un circuit complexe, le théorème de Thévenin détermine si celle-ci est polarisée en direct. Par exemple, si le théorème de Thévenin donne le circuit équivalent de la figure (c), la diode est polarisée en direct.
La région passante
montre un circuit réalisable en laboratoire. Après avoir effectué les connexions, on mesure le courant qui traverse la diode en fonction de la tension à ses bornes. On peut aussi inverser la polarité de la source continue et mesurer le courant en fonction de la tension en polarisation inverse. En traçant le courant en fonction de la tension, on obtient une caractéristique I(V).
En effet, si la diode est polarisée en direct, il existe un courant notable à partir des tensions appliquées supérieures à la barrière de potentiel. Si la diode est polarisée en inverse, il n'y a presque pas de courant tant que la tension n'atteint pas la tension de claquage. Dans ce cas, l'avalanche génère un grand courant inverse qui détruit la diode.
La tension de seuil
Dans la région directe, la tension pour laquelle le courant commence à augmenter rapidement s'appelle la tension de seuil de la diode. Elle est égale à la barrière de potentiel. L'analyse du circuit de la diode se réduit habituellement à déterminer si la tension sur la diode est supérieure ou inférieure à la tension de seuil. Si elle est supérieure, la diode conduit facilement ; si elle est inférieure, la diode ne conduit pas. La tension de seuil d'une diode au silicium est: Iseuil ≈ 0,7 V
Bien que les diodes au germanium soient rarement utilisées dans les équipements modernes, on peut encore les rencontrer dans de vieux montages. Pour cette raison, il faut se rappeler que la tension de seuil d'une diode au germanium est approximativement égale à 0,3 V. Cette faible tension de seuil est un avantage à prendre en compte pour certaines applications.
La résistance série
Au-dessus de la tension de seuil, le courant croît rapidement ; une faible augmentation de la tension sur la diode entraîne une forte augmentation du courant qui la traverse. La barrière de potentiel surmontée, la limitation du courant vient de la résistance ohmique des régions p et n. En d'autres termes, les régions p et n sont deux morceaux de semi-conducteurs séparés ayant chacun une résistance classique mesurable. La somme de ces deux résistances s'appelle la résistance série de la diode. Elle est définie par : Rsérie = Rp + Rn
La résistance série dépend de la taille et du dopage des régions p et n. Elle est souvent inférieure à 1 kΩ
Le courant continu direct maximal
Si le courant dans la diode est trop important, la chaleur excessive peut la détruire. Pour cette raison, les fiches techniques indiquent le courant maximal que la diode peut supporter sans réduire sa durée de fonctionnement ou dégrader ses caractéristiques.
Le courant direct maximal est une des grandeurs maximales fournies, il peut être représenté par Imaxs IF(max), Io, etc., selon les constructeurs. Par exemple, la diode IN456 a un courant direct maximal de 135 mA, elle peut supporter continuellement un courant directe de 135 mA
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