Dernière mise à jour le 21/09/2013
Présentation
Il existe de nombreuses familles de composants électroniques dont la désignation contient le mot diode et tous ces composants sont réalisés aujourd’hui le plus souvent autour d’une jonction P-N.
Sans précision supplémentaire, ce mot désigne un dipôle qui ne laisse passer le courant électrique que dans un sens. Ce dipôle est aussi appelé diode de redressement car il est utilisé pour réaliser les redresseurs qui permettent de transformer le courant alternatif en courant continu.
Fonctionnement
Prenons une diode de type 1N4148 et faisons un montage.
D’après le datasheet pour un courant de 15mA à 25°C, nous avons une chute de tension dans la diode D1 de 0,6V (environ). La résistance de limitation de courant qui doit être mis en série est donc de 560Ohms (théorique) 560 Ohms normalisé.
Paramètres essentiels des diodes
En fonction de l’application considérée, on s’intéressera à certains paramètres des diodes plutôt qu’à d’autres. Certains paramètres ne sont pas spécifiés pour tous les types de diodes, sauf les suivants qui sont incontournables :
- VF : tension de coude de la diode spécifiée à un courant direct donné.
- IF : courant direct permanent admissible par la diode à la température maxi de fonctionnement.
- IFSM : courant temporaire de surcharge (régime impulsionnel). En général, pour un courant de surcharge donné, le constructeur spécifie l’amplitude des impulsions, leur durée, le rapport cyclique, et dans certains cas, le nombre maxi d’impulsions qu’on peut appliquer.
- VR : c’est la tension inverse maxi admissible par la diode (avant l’avalanche).
- IR : c’est le courant inverse de la diode. Il est spécifié à une tension inverse donnée, et pour plusieurs températures (généralement 25°C et Tmax). Ce courant n’est pas seulement celui dû aux porteurs minoritaires. Il provient aussi des courants parasites à la surface de la puce (le silicium est passivé par oxydation, et il peut subsister des impuretés qui vont permettre le passage de faibles courants). Le boitier d’encapsulation de la puce de silicium est aussi source de fuites.
Ces symboles sont ceux généralement employés par les différents constructeurs, mais il peut y avoir des variantes, et il est toujours sage de se reporter à la documentation du constructeur pour savoir comment sont spécifiés les paramètres, et à quoi ils correspondent exactement.
Qu’est ce qu’une résistance dynamique ou statique?
La résistance dynamique est une résistance interne à la diode nous pouvons représenter la diode D1 par un générateur de thévenin. Avec UD la tension de seuil qui varie en fonction du courant qui la parcourt et RD sa résistance interne.
Le calcul de la résistance interne ce calcul de la façon suivante
En faisant varier mon courant de 0 à 20mA (suffisant pour calculer Rd) à l’aide d’un montage rhéostatique et on relève la tension et le courant avec des oscilloscopes.
Remarque : l’échelle de gauche représente la tension en mV et l’échelle de droite le courant en mA
Mesure de la résistance dynamique :
L’oscilloscope nous montre que le courant évolue linéairement tandis que la tension elle évolue exponentiellement. Prenons deux point de la courbe 1er point : environ 770mV (lu sur l’oscilloscope)pour un courant de 2mA (environ) 2ème point : environ 700mV (lu sur l’oscilloscope)pour un courant de 15mA (environ) Le rapport (dU/dI) correspond à notre résistance dynamique soit Rd=(0,770-0,700)/(0.015-0.002)=5 Ohms résistance faible Ud=Rd*Id+Uo avec U0 la tension pour I environ 0A (dans notre exemple Id =2mA)
Pour 10mA
Pour un courant de 10mA la chute de tension aux bornes de notre diode D1 est de : Ud=(5*0.01)+0,700=0,75V La résistance limitant le courant dans la diode est donc : R1=(Ud/Id)-Rd=[(9-0,75)/0.01]-5=820 Ohms
Pour 20mA
Pour un courant de 20mA la chute de tension aux bornes de notre diode D1 est de : Ud=(5*0.02)+0,700=0,8V La résistance limitant le courant dans la diode est donc : R1=(Ud/Id)-Rd=[(9-0,8)/0.02]-5=405Ohms 390 Ohms normalisé Nous somme pas à 0,02V près….
Pour 1mA
Pour un courant de 1mA la chute de tension aux bornes de notre diode D1 est de : Ud=(5*0.001)+0,700=0,705V La résistance limitant le courant dans la diode est donc : R1=(Ud/Id)-Rd=[(9-0,705)/0.001]-5=8290Ohms 8,2KOhms normalisé nous sommes pas à 0,05V près….
