La diode à semiconducteur - Sen-Bretagne

La diode à semiconducteur
- Diode de redressement : On la rencontre partout mais principalement dans les alimentations
secteurs. Le semi-conducteur le plus utilisé est le silicium
- Diode PIN : diode de commutation rapide utilisée dans les circuits atténuateurs pour les signaux HF.
- Diode de commutation, dans les circuits logiques.
- Diode Zener ou avalanche : références de tension dans les alimentations stabilisées, protection des
surtensions...
- Diode à effet tunnel : pour la commutation rapide, comme élément actic dans les oscillateurs.
- Diodes varicap, à capacité variable, elles sont utilisées comme condensateur variable dans les
circuits oscillants.
- Diode Gunn : utilisée comme élément actif en hyperfréquence (oscillateur...)
- Diode Schottky : seuil de tension directe très bas facilitant la détection des signaux HF faibles et
hyperfréquences. Redressement de puissance
La diode à jonction, principe
Une jonction PN ne laisse passer le courant que dans le sens direct, lorsque sa cathode (zone N) est
reliée au - de la source de courant continu. Dans le sens inverse l'intensité est très faible, la diode se
comporte comme une résistance très élevée.
sens direct, courant fort
sens inverse, courant faible
La diode à jonction dans le sens direct
La courbe ci-contre montre la variation du courant direct ID en ampères en
fonction de la tension UD en volts aux bornes de la jonction. Tant que la
tension directe est inférieure au seuil s (environ 0,6 volts pour le silicium) le
courant direct est très faible. Dès que la différence de potentiel aux bornes
de la jonction atteint la valeur de seuil les porteurs majoritaires diffusent au
travers de celle-ci et le courant augmente très rapidement. La zone de
transition disparait et la conductivité de la jonction est maximum. Lorsque le
courant direct augmente l'energie dissipée dans la jonction provoque un
échauffement qui peut être destructif (85°C pour le germanium, 175°C pour
le silicium). Les diodes de puissance sont généralement munies d'un
refroidisseur.

La diode à jonction dans le sens inverse
Polarisée en sens inverse une diode au silicium ne laisse passer qu'un
courant infime dû aux porteurs minoritaires. Lorsque la tension inverse
atteint la tension de claquage, le nombre des porteurs minoritaires
augmente brutalement pour plusieurs raisons :
- le champ électrique élevé provoque l'arrachement d'un plus grand
nombre d'électrons
- les électrons accélérés par le champ électrique percutent d'autres atomes
et arrachent des électrons supplémentaires (effet d'avalanche)
- la température augmente dans la jonction et l'ionisation également.
A partir de la tension de claquage le courant augmente fortement alors que
la tension inverse n'augmente que très peu. Ce phénomène est exploité
dans les diodes Zener utilisées comme régulateur de tension. Dans les
autres diodes le claquage est destructif.