LES DIODES :

LES DIODES :
1/ Les matériaux semi-conducteurs :
a) Vocabulaire :
Conductibilité intrasèque
Conductibilité extrasèque
=
=
Dopage
Lacunes
Electrons
=
=
=
Conductibilité d’un corps pur
Conductibilité due à des atomes étrangers introduits dans un
semi-conducteur
Introduction d’impuretés dans un semi-conducteur
Porteur majoritaire
Porteur minoritaire
b) Semi-conducteur :
C’est un corps dont la résistivité se classe entre celle des conducteurs et celle des isolant à 25°.
Les semi-conducteurs intrasèques constituent des cristaux qui peuvent devenir conducteurs certaines
condition.
Un semi-conducteur possède quatre électrons libres.
Ex :
Le Germanium (Ge), le Silicium (Si), l’Arséniure de Gallium (GaAs).
c) Le dopage :
La technique du dopage d’un cristal semi-conducteur consiste en l’appauvrissement ou
l’enrichissement du nombre d’électrons au sein de ce cristal.
Pour ce faire, on introduit au sein de la structure tétravalente du cristal semi-conducteur un atome
accePteur ou doNneur d’électrons.
- Un semi-conducteur dopé P est déficitaire en électrons (Positif)
- Un semi-conducteur dopé N est excédentaire en électrons (Négatif)
d) Création de la jonction P-N :
Une jonction P-N résulte de la mise en contact de deux cristaux semi-conducteurs, l’un dopé P et
l’autre dopé N.
Jonction P-N :
1. Au moment de la formation de la jonction, on constate un déplacement des porteurs majoritaires
(lacunes et électrons libres).
2. Une charge positive et une charge négative s’attirent. Ce phénomène se nomme la diffusion. Lors
de la rencontre de ces particules, il y a recombinaison.
3. Le semi-conducteur de type N ayant perdu des électrons libres lors de la recombinaison se charge
positivement prés de la jonction.
4. Le semi-conducteur de type P ayant comblé ses lacunes lors de la recombinaison se charge
négativement prés de la jonction.
Création de la barrière de potentiel
au niveau de la zone de contact.
5. Au bout d’un temps très court, le phénomène de diffusion diminue puis s’arrête, car une différence
de potentiel de contact s’établit progressivement entre les deux blocs, due à la charge positive du
bloc N et à la charge négative du bloc P.
6. De ce fait, les électrons libres du bloc N sont repoussés par la charge négative du bloc P et la
charge positive du bloc N repousse les lacunes du bloc P.
2/ Polarisation :
Dans le cas d’une diode classique, la jonction P-N conduit quand la tension appliquée à ses bornes est
égale ou supérieure à sa tension de seuil (environ 0.6V pour une diode au Silicium et 0.3V pour une
diode au Germanium).
Le sens passant du courant est appelé le sens direct, l’autre sens est le sens inverse.
3/ Symboles :
4/ Caractéristiques d’une diode :
Etude de la documentation technique d’une diode 1N4148 : diode de commutation (High-speed
diode).
Etude de la documentation technique d’une diode 1N4001 : Diode de redressement
5/ Modèles utilisés :
a) Diode réelle :
La diode réelle se modélise par un générateur de tension (f.c.é.m.) et une résistance interne (résistance
dynamique).
b) Diode idéale :
La diode idéale ne possède pas de résistance dynamique, la tension à ses bornes est donc fixe.
c) Diode parfaite :
La diode parfaite se comporte comme un court-circuit lorsqu’elle est passante, et un circuit ouvert
lorsqu’elle est bloquée.
6/ Méthodes :
Comment déterminer si une diode est passante ou bloquée ?
Il faut déterminer si la tension à ses bornes est supérieure à sa tension de seuil
quand celle-ci n’est pas connectée…
a. On déconnecte la diode…
b. On calcul la tension aux bornes de la diode.
c. On interprète le résultat :
Si la tension est supérieure à sa tension, la tension est alors imposée par la diode ! ! !
Si la tension est inférieure à sa tension de seuil, la diode est bloquée.