Diode à jonction

Résumé du document

La diode est le semi-conducteur de base : on ne peut pas combiner du silicium dopé plus simplement.
Son fonctionnement macroscopique est assimilable à celui d'un interrupteur commandé qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens.
Cette propriété lui ouvre un champ d'applications assez vaste en électronique. C'est la diode qui va permettre de redresser le courant alternatif issu du secteur et autoriser la fabrication d'alimentations stabilisées qui sont obligatoires dans la plupart des montages électroniques. On conçoit donc que si ce composant est basique , ainsi que son fonctionnement, il n'en n'est pas moins fondamental !
Dans la catégorie des diodes, on trouve aussi des diodes de régulation, dites diodes zéner, qui ont un comportement de source de tension. Cette propriété va permettre d'élaborer autour de ce composant simple toute une série de montages délivrant une ou plusieurs tensions continues.
La fonction diode a existé bien avant l'arrivée du silicium : on utilisait alors des diodes à vide (les lampes ) dont le fonctionnement était basé sur l'effet thermoélectronique. Le silicium a apporté les avantages suivants : coût, fiabilité, encombrement, simplicité d'utilisation .
Principes de fonctionnement. Caractéristiques électriques. Utilisation. Diodes spéciales.

Extraits

[...] on va donc le surdimensionner légèrement. L'erreur commise est en fait très faible comparée à la dispersion que l'on aura sur le résultat de par les tolérances des composants, et notamment des condensateurs de filtrage : on utilise des condensateurs chimiques qui ont des tolérances très larges / en général) et qui n'existent souvent que dans la série E6 ; 1,5 ; 2,2 ; 3,3 ; 4,7 ; 6,8). Les transformateurs sont eux aussi assez dispersés, ce qui fait qu'au final, mieux vaut prévoir large pour éviter les mauvaises surprises ! [...]

[...] Par contre, les porteurs minoritaires (trous pour la zone N et électrons libres pour la zone peuvent traverser la jonction et reboucler par le générateur : ils forment le courant inverse If qui dépend essentiellement de la température. Le champ extérieur repousse les charges qui vont se trouver à une distance sensiblement proportionnelle à V , créant ainsi une capacité proportionnelle à cette distance, donc à V . Cette capacité est inhérente à toute jonction de semi conducteurs, et va constituer la principale limitation (en régime linéaire tout du moins) au fonctionnement à haute fréquence des composants électroniques (diodes, transistors et circuits intégrés les employant). B. CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES Caractéristique courant/tension. Caractéristique globale. [...]

[...] Des diodes standard sont inutilisables dans ces cas là car elles sont trop lentes. Lors de la commutation des transistors, elles se comporteraient comme des court circuits (pendant le temps de recouvrement inverse), ce qui entraînerait des surcourants dans les transistors, et leur destruction plus ou moins rapide. D. DIODES DE SIGNAL. Les diodes précédemment étudiées font intervenir des courants et tensions non négligeables. Les diodes de signal sont utilisées dans des applications à bas niveaux de courants et tensions Carctéristiques physiques. [...]

[...] On détermine cette résistance de manière à ce que la constante de temps RC soit petite devant la période de la porteuse, et grande devant la période du signal à émettre : on arrive ainsi à reconstituer le signal basse fréquence : c'est la courbe en gras de la Fig Thermomètres. Compensation thermique. C'est une utilisation importante des diodes. La tension directe des jonctions PN en silicium est affectée d'un coefficient de température négatif (environ Certains montages à transistors nécéssitent une dérive minimum en température. [...]

[...] Le point milieu du transformateur sera le potentiel commun des deux alimentations. Fig Alimentation double positive et négative. On peut bien évidemment mettre un condensateur aux bornes de chacune des charges pour filtrer les tensions redressées obtenues. Ces alimentations sont incontournables dans les montages symétriques où il est nécessaire d'amplifier des tensions continues, et notamment dans les montages à amplificateurs opérationnels 6. Doubleur de tension. Dans certaines applications, on peut avoir besoin de tensions continues très élevées (quelques milliers de volts). [...]