Les Diodes

Constitution L'élément de base est une jonction PN dont la diode a toutes les propriétés. Pour permettre son insertion dans des équipements, la jonction doit être "habillée" et se présenter sous forme d'un composant maniable.

La diode Définition On appelle diode (simple) tout composant ayant la propriété d'être conducteur pour un certain sens de courant et non conducteur dans l'autre sens. Le sens passant du courant est appelé direct, l'autre sens est dit inverse. Diode idéale Dans le sens passant : elle est parfaitement conductrice, sa résistance directe est nulle, la chute de tension qu'elle produit est nulle aussi. On peut dire que dans le sens direct, une diode idéale est équivalente à un interrupteur fermé.   Dans le sens inverse : elle est parfaitement isolante, sa résistance inverse est infinie, le courant qui la traverse est nul. On peut dire que dans le sens inverse, une diode idéale est équivalente à un interrupteur ouvert.

Caractéristique théorique courant-tension Symbole Caractéristique théorique courant-tension La caractéristique courant-tension de la diode est donnée ci-dessous.

Caractéristique inverse Le pôle positif de la source de tension continue U est relié au côté cathode de la diode. La diode est non passante : le courant obtenu restera très faible et considéré comme nul. Sur cette caractéristique on voit apparaître URmax si nous faisons croître la tension au delà de URmax nous obtenons une croissance de plus en plus rapide du courant puis la destruction de la diode. Caractéristique directe Seuil réel de tension : d'après sa définition, c'est la valeur U0 de UF au-dessous de laquelle le courant reste nul. Nous pouvons considérer qu'un courant de quelque µA est négligeable par rapport au courant maximal pour lequel la diode est prévue et adopter U0 = 0,3 V.   Seuil pratique de tension : UF0, cette valeur est plus importante que U0, elle permettra de linéariser la caractéristique. Sa valeur est de 0.6V pour les diodes au silicium.

Diode réelle Quand la tension est négative (ou inverse), le courant peut être négligé et la portion de caractéristique située à gauche de 0 est confondue avec l'axe des tensions : la diode est pratiquement idéale. Quand la tension est positive (ou directe), le courant peut être négligé tant que UF est inférieure à UF0 et, pour UF>UF0, la portion de courbe peut être assimilée à une droite. Remarque : dans la plupart des usages industriels, la chute de tension directe peut être négligée devant la tension principale ; la diode est alors assimilée à une diode idéale.

Diode Zéner Symbole Cathode Anode Marquage d'une diode stabilisatrice de tension. Exemple : BZX 55C 6V2 B Silicium Z type (Z pour Zener) X55 référence constructeur C Tolérance 5% A:1% B:2% D:10% E:20% 6V2 indique que VZ = 6,2V.

Fonctionnement   Si la tension inverse aux bornes d'une diode devient suffisamment élevée, le courant inverse s'accroît brusquement. C'est le phénomène de claquage inverse. Il correspond à la région EF de la caractéristique de la diode. On constate que la tension inverse aux bornes de la diode fonctionnant dans la zone de claquage varie peu. Nous la supposerons constante et égale à Vz.

Deux intensités IZmini et IZMaxi marquent les limites de la zone de claquage : l'intensité minimale IZmini au-dessous de laquelle la tension n'est plus stabilisée (on rentre alors en effet dans le coude ED) l'intensité maximale IZMaxi au-dessus de laquelle la puissance P=UZ×IZ dissipée thermiquement dans la diode devient destructrice. La tension inverse aux bornes d'une diode reste constante à condition de maintenir son intensité inverse Iz entre les limites IZmini, et IZMaxi

Une diode Zéner de 5,6V Puissance 1W Calculez IzMaxi Calculez IF Maxi