les diodes

LES DIODES
Voici comment représenter une diode sur un
schéma :
C'est un symbole très parlant et on devine
rapidement le rôle de se composant :
Laisser passer le courant dans un sens (celui de la flèche), mais pas dans l'autre...
- Comment a fait une diode ?
- Les fonctions d'une diode
- Utilisation d'une diode
- Les différents types de diodes
Comment fonctionne une diode ?
Remarquez d'abord la division en deux couches: P, comme "positif", est la couche à laquelle il
manque des électrons. Ces derniers étant chargés négativement, lorsqu'il manque des "moins",
la couche est donc "plus"... Puis, à coté, on trouve la couche N, comme "négatif", couche à
laquelle, vous l'aurez deviné, il y a des électrons en trop.
Mais les électrons en N ne peuvent pas aller en
P, car il y a, entre les deux couches, ce que l'on appelle la "couche d'arrêt PN" (ou "NP").
C'est un peu compliqué à expliquer, mais cette barrière est là car les particules bougent dans
chaque couche (N et P). En étant en mouvement, ces particules créées un champ électrique
plus fort que l'attirance qu'ont les électrons (-) vers les trous (+). Ce champ va donc empêcher
les + et les – de se dire bonjours. Et pourtant, ils ne demandent que ça !
Voyons le fonctionnement:
Tout d'abord, voyons ce qui se passe lorsque la diode n'est pas mise dans sons sens passant:
Les électrons se déplacent dans le sens inverse du courant, c'est à dire, du "moins" vers le
"plus". Ceux ci sont donc envoyés vers la diode. Mais celle-ci n'étant pas dans son sens
passant, les électrons sont envoyés vers la couche P. Problème: lorsqu'un "-" rencontre un "+",
ils s'annulent tous les deux (-1 +1 = 0...). Donc, à force, la couche P, et la couche N par la
même occasion (car, tout en envoyant des électrons vers P, le générateur en a pris à N), est
devenue neutre (sans charge). La différence de potentiel entre P et N étant nulle (0 - 0 = 0...),
le courant ne passe plus. (Le temps pour que les deux couches deviennent neutre est très, très
court)

Maintenant, on inverse le sens du générateur:
cette fois, les électrons partent vers la couche N, qui en avait déjà de trop, et des électrons sont
encore arracher à la couche P, qui n'en avait déjà pas assez ! Conclusion: à force, la différence
de potentiel entre N et P augmente. Elle augmente tellement que le "barrage" formé par la
couche d'arrêt NP casse: le courant peut passer. (Le temps pour que la couche laisse passer le
courant est très court).
Et voilà ! La diode a accomplie sa mission : Laisser passer le courant que dans un seul sens...
Mais, au fait... Avez-vous remarqué ? La diode ne laisse passer le courant que si la différence
de potentiel, c'est à dire, la tension, entre N et P était suffisante. Conclusion ? Mais oui, c'est
bien cela que l'on nomme "tension de seuil" d'une diode.
exemple: une diode dont la tension de seuil est 0,2V ne laissera passer le courant que dans les
conditions suivantes:
1. La diode est placée dans son sens passant
2. La tension a ses bornes est supérieure à 0,2 volts
Les fonctions d'une diode
La diode a trois fonctions:
- la diode en protection
- la diode en redressement
- La diode et la tension...
1-La diode en protection
On utilise les diodes pour obliger le courant d'aller dans un sens, et pour lui interdire d'aller
dans l'autre. On peut donc les utiliser comme protection, pour éviter d'abîmer un appareil
électrique en se trompant de sens en mettant les piles. On place alors la diode dans le sens ou
doit passer le courant, juste
avant la borne "-" ou juste après
la borne "+" :
Ces deux façons protègent aussi
efficacement l'appareil en cas
d'inversement des bornes "+" et
"-".

2-La diode en redressement
La diode peut être utilisée pour redresser du courant alternatif. On obtient alors le même type
de courant que celui sortant d'une dynamo. Les ponts de diodes existent en boîtiers
tout faits. Ces boîtiers ont 4 broches : 2
pour brancher l'alternatif, qui sont
repérer par les signes "~". Il n'y a pas à
se soucier de la polarité: peu importe le
branchement. En revanche, les deux
autres broches sont repérées: il y a un
"+" et un "-": il ne faut pas se tromper!
.
En 1., vous avez le branchement des 4
diodes dans un pont de diodes. En
branchant de cette façon 4 diodes, vous réalisez un pont de diode. Le 1. est également la
représentation schématique du pont de diode. Vous devez le représenter comme cela (sans les
flèches, biens sûr) !.
Remarquez le fonctionnement simple du pont de diodes :
Lorsque le courant arrive par le fil "du haut", il ne peut pas aller vers la droite: la diode l'en
empêche. Il va donc vers la gauche et va forcément ver le "+" car la diode en bas à gauche
l'empêche de provoquer un court-circuit. Lorsque le courant revient à la borne "-", il se dirige
obligatoirement vers le "bas", car vers le "haut", c'est le courant arrivant et il ne peut pas aller
dans deux sens opposés dans un seul fil. Lorsque le courant arrive dans la broche "du bas", il
se produit la même chose: il est dirigé vers le "+"...
En 2., vous avez la représentation simplifié du pont de diodes. Vous pourrez parfois voir cette
représentation. Disons que l'on utilise la représentation 1. lorsque l'on fait un pont de diode
avec 4 diodes, et que l'on utilise la représentation 2. lorsque l'on prend un pont de diode tout
fait, en boîtier (Mais dans normalement, le schéma "officiel" est le 1.).
Voilà le rôle des diodes dites "de redressement"
3-La diode et la tension...
Pour fonctionner, la diode doit avoir entre ses bornes une tension minimale de 0,6V (ou
0,2V pour les diodes au germanium). De ce fait, on perd cette tension... Ainsi, si l'on met deux
diodes au silicium en série, on perdra 2 x 0,6 = 1,2 volts! Concrètement, si la tension était de
12 volts à l'origine, on aura plus que 10,8V ! C'est un phénomène qui se produit dans le pont
de diode: il y a 4 diodes, mais seules 2 fonctionnent en même temps, donc, on perd 1,2 volts.
(Et même 1,4 car parfois, la tension de seuil est de 0,7 volts) Presque la tension d'une pile de
1,5 volts ! 1,2 volts, c'est aussi la tension présente aux bornes d'un accu LR6 (type "1,5
volts"). Finalement, on perd pas mal !
Dans un pont diviseur de tension, on peut aussi remplacer R2 par une diode au silicium...
Dans un cas précis: celui de la mesure de température... En effet, la tension de seuil d'une
diode au silicium varie très précisément de 2 millivolts pas °C. Et donc, la tension recueillie

au point A (le point entre la résistance et la diode) aussi... C'est donc un excellant capteur de
température !
Il existe d'autres types de diodes ayants d'autres fonctions. Mais les explications se trouvent
au paragraphe "Les différents types de diodes"...
Utilisation d'une diode
Il existe plusieurs sortes de diodes, mais elles sont souvent semblables: un cylindre avec
deux pattes et sur lequel il y à un anneau ou un point. Cet anneau représente la cathode de la
diode. C'est lui qui représente la pointe de la flèche:
Lorsque vous branchez une diode, vous devez donc brancher le "+" du côté opposer à l'anneau
et le "-" du coté de l'anneau.
NE JAMAIS BRANCHER UNE DIODE DIRECTEMENT AUX BORNE
D'UN GÉNÉRATEUR, car, placer dans son sens passant, le "bon sens", la
diode se comporte quasiment comme un fil électrique et n'oppose presque pas
de résistance. Cela créé donc un court-circuit.
Mauvais Bon
Les différents types de diodes
Comme pour les résistances, il existe différents types de diodes:
- Les diodes de redressement
- Les ponts de diodes (vus plus haut)
- Les L.E.D. ou D.E.L.
- Les photodiodes
- Les diodes Zener
- Les diodes Varicap

1-Les diodes de redressements
Ce sont les diodes les plus connues, celles que l'on a vu plus haut.
=> Voir au paragraphe "Les fonctions d'une diode" et "Utilisation d'une diode"
2-Les ponts de diodes
C'est un assemblage particulier entre quatre diodes
=> Voir la partie sur le pont de diode au paragraphe "Les fonctions d'une diode"
3-Les L.E.D., ou D.E.L
.
Les LED (Light Emitting Diode - Diode à émission de lumière-), ou DEL, en
français (Diodes Électro-Luminescentes), sont des diodes qui émettent de la lumière
lorsque le courant les traversent dans leurs sens passants.
Leur schéma est :
Il en existe différentes sortes:
-Des jaunes
-Des oranges
-Des vertes
-Des rouges
-Des multicolores
-Des barrettes rouges, vertes, jaunes
-Des "afficheurs 7 segments"
Voici des DELs, de couleurs, grossies (le diamètre est généralement de 3
ou 5 millimètres.
Vous remarquerez que l'une de pattes est plus longue. C'est cette patte
qu'il faut relier au "+" de l'alimentation.
Les diodes Des ne doivent JAMAIS être relier DIRECTEMENT aux
borne d'une alimentation.
Il faut donc insérer une résistance (qui s'appelle "résistance de
polarisation" ou "résistance de protection") entre la DEL et l'alimentation.
Cette résistance se calcule selon la formule:
R = (V-1,5) / 0,016
R est la valeur de la résistance et V la tension de l'alimentation.
Par exemple, si l'on veut alimenter une DEL avec une tension de 4,5 Volts:
R = (V-1,5) / 0,016
R = (4,5-1,5) / 0,016
R = 3 / 0,016
R = 187,5 Ohms
Vous pouvez toujours chercher : vous ne trouverez pas de résistance de 187,5 Ohms. Il faut
donc arrondir à la valeur standard la plus proche, c'est à dire, 180 Ohms ou 220 Ohms.
Si vous mettez une résistance de 180 Ohms, la DEL sera plus lumineuse qu'avec une
résistance de 220 Ohms, mais elle s'usera aussi plus vite !
Vous pouvez aussi essayer de faire des groupements de résistances (en série ou en parallèle)