A1 Circuits avec diodes

Topique

La diode est le composant semi-conducteur le plus simple : elle laisse passer le courant facilement dans un sens et le bloque pratiquement dans l’autre, jusqu’à ce qu’une tension de claquage soit atteinte. Cette même jonction entre deux régions de dopages différents, déjà décrite par le modèle physique des semi-conducteurs, produit une courbe courant-tension qui n’est pas une droite comme celle d’une résistance, mais une courbe exponentielle : en dessous d’une tension directe de l’ordre de quelques dixièmes de volt dans le silicium, elle conduit à peine, et au-dessus de ce seuil, le courant augmente très rapidement.

Cette propriété fait de la diode le composant central de tout redresseur, le circuit qui convertit le courant alternatif (CA) en courant continu (CC) : un redresseur double alternance produit un signal pulsé qui se répète à une fréquence double de celle du courant secteur d’origine, et ce signal est lissé par filtrage à l’aide d’un condensateur – reprenant cette même capacité de stockage déjà décrite par le modèle des composants réactifs – dont la capacité détermine l’ondulation résiduelle en sortie : plus le condensateur est grand, moins l’ondulation est importante.

La diode Zener est un cas particulier conçu pour fonctionner de manière stable dans sa zone de claquage inverse, maintenant une tension quasi constante à ses bornes dans une certaine plage de courant : c’est le régulateur de tension le plus simple. Les LED sont des diodes qui, au lieu de dissiper l’énergie de recombinaison sous forme de chaleur, l’émettent sous forme de lumière ; la couleur de cette lumière dépend directement de la bande interdite du matériau, telle qu’établie par le modèle physique des semi-conducteurs. Les diodes Schottky, avec une chute de tension directe plus faible et un temps de réponse beaucoup plus rapide qu’une diode conventionnelle, sont généralement utilisées dans les circuits de protection contre l’inversion de polarité ou pour protéger contre les surtensions.

Ainsi, ce module, qui s’ouvre par une jonction ne laissant passer le courant que dans un seul sens, se referme en démontrant que cette même asymétrie fondamentale — conduction dans un sens, blocage dans l’autre — est ce qui, selon sa mise en œuvre, produit quatre dispositifs aussi distincts qu’un redresseur, un régulateur, une source lumineuse et un dispositif de protection contre l’inversion de polarité.

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