Les connaissances de base sur les diodes expliquées
Une diode est un dispositif électronique de base fabriqué à partir de matériaux semi-conducteurs (tels que l'aluminium). silicium, germaniumou sélénium), composé d'une jonction PN, de fils d'électrodes et d'un boîtier. Il comporte deux électrodes : l'électrode anode (borne positive) et le cathode (borne négative).
Principe de fonctionnement de base
La caractéristique principale d'une diode est conductivité unidirectionnelle:
| Type de tension | État de la diode | Situation actuelle |
|---|
| Tension directe | Conduite | Le courant circule de l'anode à la cathode |
| Tension inverse | Coupure | Courant de fuite minime |
Lorsque la tension directe dépasse la tension de seuil (environ 0,7V pour les diodes au silicium, 0,3V pour les diodes au germanium), la diode est conductrice. Lorsque la tension inverse dépasse la tension de claquage, la diode peut être endommagée.
Classification complète des diodes
Classification par structure et par application
| Type | Caractéristiques | Principales applications |
|---|
| Diode à contact ponctuel | Faible surface de jonction PN, bonne performance à haute fréquence | Circuits de détection à haute fréquence, circuits de commutation |
| Diode de jonction | Grande surface de jonction PN, capacité de courant élevée | Circuits de redressement de puissance |
| Diode planaire | Zone de jonction PN contrôlable | Circuits numériques (petite surface), redressement de puissance (grande surface) |
| Diode Zener | Fonctionne dans la région de claquage inverse | Régulation de tension, sources de tension de référence |
| Diode électroluminescente (LED) | Convertit l'énergie électrique en lumière | Témoins, affichages et éclairage |
| Photodiode | Convertit les signaux lumineux en signaux électriques | Détection de la lumière, commande photoélectrique, communication optique |
Diodes à fonction spéciale
- Diodes à varactor: La capacité varie en fonction de la tension inverse, utilisée dans les circuits d'accord.
- Diodes Schottky: Faible chute de tension directe, utilisée dans les applications de commutation à grande vitesse
- Diodes à effet tunnel: Caractéristiques de résistance négative, utilisées dans les circuits d'oscillation des micro-ondes
Caractéristiques et paramètres du noyau de la diode
Courbe caractéristique courant-tension
Les caractéristiques électriques d'une diode peuvent être entièrement décrites par sa courbe caractéristique I-V :
Caractéristiques en aval :
Tension nulle → Zone morte (presque pas de courant) → Tension de seuil → Région de conduction (forte augmentation du courant)
Caractéristiques inverses :
Petite tension inverse → Région de saturation (courant inverse minimal) → Tension de rupture → Région de rupture (forte augmentation du courant).
Tableau des principaux paramètres de performance
| Paramètres | Description | Facteurs d'influence |
|---|
| Courant maximum du redresseur | Courant moyen maximal autorisé à long terme | Zone de jonction PN, conditions de dissipation thermique |
| Tension de rupture inverse | Tension inverse minimale provoquant le claquage | Concentration du dopage des matériaux, conception structurelle |
| Courant de saturation inverse | Courant de fuite minimal en cas de polarisation inverse | Température, pureté du matériau |
| Capacité de jonction | Effet de capacité formé par la jonction PN | Fréquence de fonctionnement, zone de jonction |
| Temps de récupération inversé | Temps nécessaire pour passer de la conduction à la coupure totale | Vitesse de commutation, caractéristiques des matériaux |
Méthodes de test et d'identification des diodes
Techniques d'identification de la polarité
- Apparence Identification de la marque
- L'extrémité avec une flèche triangulaire indique la borne positive
- Marques de points et d'anneaux de couleur : En général, l'extrémité avec un point de couleur est positive, l'extrémité avec un anneau de couleur est négative.
- Différenciation de la longueur : Une avance plus longue est généralement positive
- Méthode de test du multimètre
- La mesure montre une résistance plus faible : La sonde noire est connectée à la borne positive
- Mode de test de diode sur un multimètre numérique : La sonde rouge se connecte à la borne positive lorsque la chute de tension est affichée.
Essentiels des tests de performance
- Diode normale: Faible résistance à la marche avant, forte résistance à la marche arrière
- Jugement sur les dommages: Les deux directions présentent une faible résistance (court-circuit) ou les deux présentent une grande résistance (circuit ouvert).
- Test des diodes Zener: Nécessite un circuit spécial pour tester la tension régulée
Applications pratiques détaillées des diodes
1. Applications du circuit du redresseur
Ils convertissent le courant alternatif en courant continu et servent de composants de base dans les adaptateurs de courant, les chargeurs et d'autres appareils.
2. Régulation et protection de la tension
Utilise les caractéristiques de claquage inverse de Diodes Zener pour fournir des références de tension stables et une protection contre les surtensions pour les circuits.
3. Fonctions de traitement du signal
- Circuits de détection: Extraire l'information originale des signaux modulés
- Circuits limiteurs: Limiter l'amplitude du signal pour éviter la surcharge
- Circuits de serrage: Fixer les positions du niveau du signal
4. Circuits de commutation et circuits numériques
Fonctionnent comme des commutateurs électroniques pour mettre en œuvre des fonctions logiques avec une vitesse de réponse rapide et une longue durée de vie.
5. Champs d'application de la photoélectricité
- Éclairage LED: Sources lumineuses à haut rendement énergétique, à longue durée de vie et respectueuses de l'environnement
- Détection photoélectrique: Convertir les signaux lumineux en signaux électriques
- Isolation optique: Réaliser l'isolation électrique entre les circuits
Considérations relatives à la sélection et à l'utilisation
Considérations relatives à la sélection
- Capacité actuelle: Choisir un courant de redressement maximal approprié en fonction des exigences du circuit.
- Tension nominale: La tension inverse de travail doit être supérieure à la tension inverse maximale possible dans le circuit.
- Caractéristiques de fréquence: Sélectionner les types à faible capacité de jonction pour les circuits à haute fréquence
- Plage de température: Tenir compte de l'impact de la température de l'environnement d'exploitation sur les performances.
Précautions d'emploi
- La polarité ne doit pas être inversée, sous peine de provoquer une défaillance du circuit ou d'endommager l'appareil.
- Les diodes de puissance requièrent une attention particulière en matière de dissipation thermique
- Contrôle de la température et de la durée du brasage pour éviter les dommages thermiques
- Les modèles sensibles à l'électricité statique nécessitent des mesures antistatiques.