Diodes - Résumé

Chapitre 04 : Les diodes

Introduction

  • Les diodes sont des composants électroniques polarisés.
  • Elles permettent le passage du courant dans un seul sens.

Généralités

Constitution et principe de fonctionnement simplifié
  • Une diode est créée par la jonction d'une zone P et d'une zone N.
  • Tant que la tension à ses bornes est inférieure à un seuil, la diode est bloquée.
  • Si la tension dépasse le seuil, la diode devient passante.
Caractéristique courant-tension
  • Courbe représentant la relation entre le courant et la tension aux bornes de la diode.
  • Plusieurs modèles existent : Idéale, Réelle, Semi-réelle, Classique.
  • ID=f(VD)ID = f(VD)
Modèles de Diodes
  • Réelle: Caractéristique réelle de la diode.
  • Semi Réelle: Diode passante : VD=Vseuil+RD∗IDVD=Vseuil+RD*ID avec RDRD étant la résistance dynamique de la diode.
  • Classique: Diode passante : VD=VseuilVD=Vseuil avec VseuilVseuil étant la tension de seuil de la diode valant typiquement 0.6V.
  • Idéale: diode Bloquée : ID=0ID=0 et diode passante: VD=0VD=0
Zone de claquage
  • Tension inverse maximale que la diode peut supporter avant de devenir conductrice dans le sens inverse.
Caractéristiques techniques
  • VseuilVseuil : Tension de seuil.
  • VFVF : Tension directe.
  • IDmaxIDmax : Courant direct maximum.
  • IFIF : Courant direct.
  • IFMIFM : Courant maximal direct.
  • IFRMIFRM : Courant direct répétitif maximal.
  • IFSMIFSM: Courant direct non répétitif maximal.
  • IFAVIFAV: Courant moyen direct.
  • VRmaxVRmax : Tension inverse maximale.
  • VRVR: Tension inverse.
  • VRMVRM: Tension inverse maximale.
  • VRPMVRPM: Tension inverse répétitive maximale.
  • VRSMVRSM: Tension inverse non répétitive maximale.
  • trrtrr: Temps de recouvrement inverse.
  • tdrtdr: Temps de recouvrement direct.

Formule de base

Calcul de la résistance de protection d’une diode
  • R=(V−Vd)/IR = (V - Vd) / I
Puissance dissipée
  • P=I∗VakP = I * Vak

Gamme d’utilisation des diodes et Codes d’identification

Diode code d’identification
  • Norme JEDEC ou Pro-Electron pour l'affichage en clair.
  • Code de couleurs pour certaines diodes.
Affichage en clair, norme JEDEC ou Pro-Electron
  • Les diodes sont identifiées par un code alphanumérique, commençant par 1N (norme JEDEC) ou BY (norme Pro-Electron).
Affichage en code de couleurs
  • Les diodes sont identifiées par des anneaux de couleur.
  • L'anneau le plus large indique la cathode.
  • Un seul anneau plus large : diodes au germanium
  • Deux anneaux plus larges : diodes au silicium
  • Correspondance entre couleurs et valeurs.

Types de Diodes

Diode signal ou de commutation
  • Utilisée pour les signaux à basse tension et les applications de commutation rapide.
Diode de redressement
  • Utilisée dans les applications de redressement de courant.
Diodes de puissance
  • Utilisée pour les applications à haute tension et à courant élevé.
Diodes en pont (pont de diodes)
  • Configuration de quatre diodes permettant de redresser le courant alternatif en courant continu.
Diodes THT
  • Diodes traversantes avec des broches à souder sur un circuit imprimé.
Diode de détection
  • Utilisée pour extraire l'information d'un signal modulé.
Diodes en réseau (réseau de diodes)
  • Plusieurs diodes intégrées dans un seul boîtier pour des applications spécifiques.

Utilisations et applications

Redressement
Redressement simple alternance
  • Une seule diode est utilisée pour ne laisser passer que l'alternance positive ou négative du signal alternatif.
Redressement simple alternance a) Avec transfo double enroulement.
  • Utilisation d'un transformateur à point milieu pour redresser les deux alternances du signal.
Redressement simple alternance b) Avec pont de Grætz.
  • Utilisation d'un pont de diodes pour redresser les deux alternances du signal.
Filtrage
  • Utilisation de condensateurs et d'inductances pour lisser le signal redressé.
Ecrêtage
  • Limitation de la tension à une valeur maximale ou minimale.
Détection
  • Extraction du signal modulant d'un signal modulé.
Protection de polarité inverse
  • Protection d'un circuit contre une inversion de polarité.

Diodes spéciales et Symboles

Diode Zener
  • Maintient une tension constante à ses bornes lorsqu'elle est polarisée en inverse.
La diode varicap
  • Diode dont la capacité varie en fonction de la tension inverse appliquée.
La diode tunnel
  • Diode présentant une résistance négative dans une certaine plage de tension.
La diode électroluminescente DEL (LED)
  • Diode qui émet de la lumière lorsqu'elle est traversée par un courant.
Caractéristiques d’une diode électroluminescente DEL
  • Tension directe typique de 1.2V à 3.6V.
  • Courant de fonctionnement typique de 10mA à 20mA.
  • La tension de seuil dépend de la couleur de la LED
La diode Schottky
  • Diode à faible chute de tension directe et à commutation rapide.
La diode Pin
  • Diode avec une zone intrinsèque entre les zones P et N.
La photodiode
  • Diode sensible à la lumière.
La diode Laser
  • Diode qui émet de la lumière cohérente.

Test et Pannes

Repérage de la cathode
  • La cathode est généralement marquée par une bande ou un symbole sur le corps de la diode.
Test d’une diode standard
  • Utilisation d'un multimètre en mode diode pour vérifier si la diode est passante dans un sens et bloquante dans l'autre.
Pannes : Rupture du fil, Court-circuit
  • Rupture du fil : la diode ne conduit plus dans aucun sens.
  • Court-circuit : la diode conduit dans les deux sens.