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1 DIODES DIODE A JONCTION PN DIODE A JONCTION PN DIODE ZENER DIODE ZENER DIODES ELECTROLUMINESCENTES LED DIODES ELECTROLUMINESCENTES LED PHOTODIODE PHOTODIODE.

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1 1 DIODES DIODE A JONCTION PN DIODE A JONCTION PN DIODE ZENER DIODE ZENER DIODES ELECTROLUMINESCENTES LED DIODES ELECTROLUMINESCENTES LED PHOTODIODE PHOTODIODE AUTRES DIODES AUTRES DIODES

2 2 DIODE A JONCTION PN Création dune jonction PN Création dune jonction PN Polarisation dune jonction PN Polarisation dune jonction PN Caractéristique statique dune diode Caractéristique statique dune diode Point de fonctionnement dune diode Point de fonctionnement dune diode Limitation demploi dune diode Limitation demploi dune diode Applications de la diode Applications de la diode

3 3 CREATION DUNE JONCTION PN Trous majoritaires Electrons majoritaires ZCE l I D l = l I m l A léquilibre: I = l I D l - l I m l = 0 IDID ImIm I = l I D l - l I drift l = 0

4 4 POLARISATION DUNE JONCTION PN Sens passant l I D l > l I m l I = l I D l - l I m l Sens bloquant l I m l > l I D l I = l I m l - l I D l Courant important Courant faible diode à jonction PN ou diode semiconductrice

5 5 POLARISATION DUNE JONCTION PN diode à jonction PN ou diode semiconductrice

6 6 CARACTERISTIQUE STATIQUE I(V) Relation représentant les deux états de la diode SC Is est le courant inverse de saturation. V T est la tension thermodynamique qui vaut V T = kT/e (k est la constante de Boltzmann, T la température absolue en K et e la charge électrique élémentaire. A 25°C, V T = 25mV; n est le coefficient démission. Il dépend du matériau, voisin de 1 dans les diodes au Ge, et compris entre 1 et 2 dans les diodes au Si. anodecathode + V d -

7 7 CARACTERISTIQUE STATIQUE I(V) Relation représentant les deux états de la diode SC Polarisation directe Polarisation inverse sens passant: V d > 0 ; V d >> V T sens bloquant: V d < 0 ; V d << V T I d = - I S

8 8 CARACTERISTIQUE STATIQUE I(V) Caractéristiques réelle et idéale dune diode SC Polarisation directe Caractéristique idéale dune diode SC v + - i i v IsIs + - i idealiv Caractéristique réelle dune diode SC

9 9 POINT DE FONCTIONNEMENT Polarisation dune diode SC déterminer I d et V d ? Droite de charge I d f(V d ) RsRs + - VsVs + V - I Q (pt. de fonctionnement) saturation blocage diode I V (V s,0) (0, V s /R s ) (?,?) éq. droite de charge V s = R s I + V Le pt. des 2 courbes est appelé le pt. de fonctionnement Q

10 10 LIMITATION DEMPLOI DUNE DIODE Pour un fonctionnement normal dune diode SC I VMVM IMIM V A ne pas dépasser: V IM I Courant maximal: I < I M Tension inverse maximale: Puissance maximale: (effet Joule) Hyperbole de dissipation maximale Température de la jonction: Si tj = 200 °C Ge tj = 100 °C V I < V IM Z F

11 11 APPLICATIONS DE LA DIODE Fonctionnement en redresseur Transformateur Dispositif de redressement Dispositif de filtrage Dispositif de régulation Récepteur Tension Alternative Adaptée Tension Alternative Tension Variable A signe Constant Tension Continue Non Régulée Tension Continue Régulée V(t)=Asinωt Comment obtenir une tension continue à partir dune tension alternative?

12 12 APPLICATIONS DE LA DIODE Fonctionnement en redresseur

13 13 APPLICATIONS DE LA DIODE Fonctionnement en redresseur

14 LED = Light Emitting Diodes np _ + recombinaison électron-trou dans la jonction avec émission de lumière h = E GaAs x P 1-x gap variable Polarisation directe GaX GaP GaAs GaSb Eg (eV) 2,25vert 1,43 rouge 0,68 I.R. La lumière émise dépend du gap DIODES ELECTROLUMINESCENTES

15 GaP E g = 2,3 eV vert (gap indirect) GaAs E g = 1,4 eV rouge (gap direct) GaAs 1-x P x 1,4 E g 2,3 eV GaN

16 DIODES ELECTROLUMINESCENTES Diode bleue 1992 (Nichia Chemical - Japon) GaN - InGaN LED bleue : GaN nm Nakamura

17 DIODES ELECTROLUMINESCENTES réflecteur

18 DIODES ELECTROLUMINESCENTES

19 Décoration de Noël 2004 vitrine de Sachs 5 th Avenue - N.Y. 50 flocons de neige géants LEDs 7 m DIODES ELECTROLUMINESCENTES

20 Diode Laser dopage n >> dopage p Inversion de population dans la zone dépeuplée au-delà dune tension seuil n p e-e- p+p+ + - Pierre Aigrain

21 Diodes laser = hétérojonctions e-e- émission dans la couche de GaAs Guide d onde n 1 n 2 laser p n + - GaAs Al x Ga 1-x As np p+p+ Eg = 1,9 eV 1,4 eV

22 Diode Laser face réfléchissante face semi-réfléchissante Jonction émission laser

23 Diode laser pointeur laser Imprimante laser compact disque


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