Comment fonctionne une diode?

Comment fonctionne une diode?

Types de diodes

Définition : Une diode Zener, également appelée diode de claquage, est un dispositif semi-conducteur au silicium qui permet au courant de circuler non seulement dans le sens direct comme une diode au silicium ou au germanium typique, mais aussi dans le sens inverse si la tension est supérieure à la tension de claquage (tension Zener), du nom de Clarence Melvin Zener, le découvreur de cette propriété électrique.

Le symbole schématique d’une diode normale comporte une ligne droite représentant la cathode, tandis que la diode Zener comporte une ligne courbe qui ressemble à la lettre Z (pour Zener). C’est parfaitement logique, n’est-ce pas ?

Le premier quadrant du graphique représente la polarisation directe d’une diode Zener. D’après le graphique, nous comprenons qu’elle est presque identique à la polarisation directe de toute autre diode à jonction P-N.

Lorsque la tension d’entrée est supérieure à la tension de claquage de la Zener, le courant traverse la diode et crée une chute de tension aux bornes de la résistance, ce qui déclenche le SCR et crée un court-circuit à la masse. Le court-circuit ouvre le fusible et déconnecte la charge de l’alimentation. Ceci peut être évité en utilisant une diode Zener.

Diodes

La diode est un composant électronique qui ne permet à l’électricité de circuler que dans un seul sens. Son fonctionnement ressemble donc à celui d’un interrupteur qui ouvre ou ferme les circuits. Ce dispositif est composé de deux types de matériaux différents qui se traduisent par deux bornes, une anode (+) et une cathode (-).

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L’anode est connectée au négatif de la source de tension et la cathode au positif. Dans cette configuration, la résistance de la diode augmente considérablement, ce qui la fait agir comme un interrupteur ouvert.

Les diodes émettent une lumière lorsqu’elles sont traversées par un courant électrique. Mais pour qu’ils s’allument, ils doivent être à polarisation directe. Un moyen facile d’identifier l’anode et la cathode d’une LED est de regarder les bornes. La borne la plus courte est toujours la cathode.

Les diodes redresseuses sont utilisées dans les sources de tension pour convertir le courant alternatif (CA) en courant continu (CC).  Ils sont également utilisés dans les circuits dans lesquels des courants importants doivent traverser la diode.

Parties d’une diode

Une diode laser, également connue sous son acronyme ILD, est un dispositif à semi-conducteur car elle utilise la jonction p-n pour émettre de la lumière, tout comme les LED, mais dans le cas des diodes laser, elles produisent une lumière beaucoup plus intense et pure, et tout cela parce qu’il possède une chambre résonnante de miroirs qui produit un renforcement de l’émission d’ondes lumineuses à la même fréquence et à la même phase, tout ce processus est connu sous le nom d'”amplification de la lumière par émission stimulée de radiation”, abrégé en LASER, d’où le nom de diode (pour la jonction p-n) laser.

Ces dispositifs lumineux peuvent produire à la fois des ondes lumineuses perceptibles par l’œil humain et d’autres qui ne le sont pas, puisqu’ils peuvent être rouges, bleus ou verts pour ceux qui sont visibles par l’homme et produire des ondes infrarouges non perceptibles par l’homme. Et des distances allant jusqu’à 100 km peuvent être atteintes.

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Tout d’abord, il faut tenir compte du fait que les diodes laser sont un simple semi-conducteur p-n, dans lequel il y a un grand nombre d’électrons et de trous (où il n’y a pas d’électrons). Lorsque le dispositif est alimenté, les électrons existants absorbent l’énergie, deviennent excités et passent à un niveau d’énergie plus élevé, et là où se trouvait l’électron excité, il y a un trou.

Symbole de la diode

Les diodes ont une polarité déterminée par une anode (borne positive) et une cathode (borne négative) (voir l’entrée anode et cathode). La plupart des diodes permettent au courant de circuler uniquement lorsqu’une tension est appliquée à l’anode positive.

Par curiosité, la flèche du symbole de la diode pointe dans la direction opposée à celle du flux d’électrons. La raison en est que les ingénieurs ont conçu que le symbole et leurs schémas montrent le courant circulant du côté positif (+) de la source de tension vers le côté négatif (-). Il s’agit de la même convention que celle utilisée pour les symboles de semi-conducteurs qui incluent des flèches ; la flèche pointe dans la direction autorisée du flux “conventionnel” et contre la direction autorisée du flux d’électrons.

Une fois que les deux semi-conducteurs sont réunis, nous avons une telle jonction PN, où la diffusion mutuelle des porteurs de charge libre donne lieu à une région spatiale de charge s’étendant sur une courte distance des deux côtés de la jonction. Il n’y a pas d’électrons libres ou de trous dans cette région.

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