DIODES DIODE A JONCTION PN DIODE ZENER DIODES

DIODES Ø DIODE A JONCTION PN Ø DIODE ZENER Ø DIODES ELECTROLUMINESCENTES LED Ø PHOTODIODE Ø AUTRES DIODES 1

DIODE A JONCTION PN Ø Création d’une jonction PN Ø Polarisation d’une jonction PN Ø Caractéristique statique d’une diode Ø Point de fonctionnement d’une diode Ø Limitation d’emploi d’une diode Ø Applications de la diode 2

CREATION D’UNE JONCTION PN ID ZCE Trous majoritaires Electrons majoritaires Im A l’équilibre: l ID l = l I m l I = l ID l - l Im l = 0 I = l ID l - l Idrift l = 0 3

POLARISATION D’UNE JONCTION PN Sens passant Sens bloquant l ID l > l I m l l Im l > l I D l I = l ID l - l Im l I = l Im l - l ID l Courant important Courant faible diode à jonction PN ou diode semiconductrice 4

POLARISATION D’UNE JONCTION PN diode à jonction PN ou diode semiconductrice 5

CARACTERISTIQUE STATIQUE I(V) Relation représentant les deux états de la diode SC anode + Vd - cathode §Is est le courant inverse de saturation. §VT est la tension thermodynamique qui vaut VT = k. T/e (k est la constante de Boltzmann, T la température absolue en K et e la charge électrique élémentaire. A 25°C, VT = 25 m. V; §n est le coefficient d’émission. Il dépend du matériau, voisin de 1 dans les diodes au Ge, et compris entre 1 et 2 dans les diodes au Si. 6

CARACTERISTIQUE STATIQUE I(V) Relation représentant les deux états de la diode SC Polarisation directe sens passant: Vd > 0 ; Vd >> VT sens bloquant: Vd < 0 ; Vd << VT Id = - I S Polarisation inverse 7

CARACTERISTIQUE STATIQUE I(V) Caractéristiques réelle et idéale d’une diode SC Polarisation directe i i i + Is v ideal v Caractéristique réelle d’une diode SC v Caractéristique idéale d’une diode SC 8

POINT DE FONCTIONNEMENT Polarisation d’une diode SC déterminer Id et Vd ? Droite de charge Id f(Vd) Le pt. des 2 courbes est appelé le pt. de fonctionnement Q Rs I diode Vs (0, Vs/Rs) saturation Q (pt. de fonctionnement) blocage (? , ? ) (Vs, 0) V I + V - + - éq. droite de charge V s = R s. I + V 9

LIMITATION D’EMPLOI D’UNE DIODE Pour un fonctionnement normal d’une diode SC I A ne pas dépasser: Courant maximal: I < IM IM Tension inverse maximale: ZF VIM VI < VIM VM ZF V Puissance maximale: (effet Joule) Hyperbole de dissipation maximale II Température de la jonction: Si tj = 200 °C Ge tj = 100 °C 10

APPLICATIONS DE LA DIODE Fonctionnement en redresseur Tension Alternative Adaptée Tension Variable A signe Constant Tension Continue Non Régulée Récepteur Dispositif de régulation Dispositif de filtrage Dispositif de redressement V(t)=Asinωt Transformateur Comment obtenir une tension continue à partir d’une tension alternative? Tension Continue Régulée 11

APPLICATIONS DE LA DIODE Fonctionnement en redresseur 12

APPLICATIONS DE LA DIODE Fonctionnement en redresseur 13

DIODES ELECTROLUMINESCENTES LED = Light Emitting Diodes Polarisation directe + p n _ recombinaison électron-trou dans la jonction avec émission de lumière hn = DE La lumière émise dépend du gap Ga. X Eg (e. V) Ga. P 2, 25 vert Ga. As 1, 43 rouge Ga. Sb 0, 68 I. R. Ga. Asx. P 1 -x gap variable

DIODES ELECTROLUMINESCENTES Ga. P Eg = 2, 3 e. V vert (gap indirect) Ga. N Ga. As Eg = 1, 4 e. V rouge (gap direct) Ga. As 1 -x. Px 1, 4 ≤ Eg ≤ 2, 3 e. V

DIODES ELECTROLUMINESCENTES Diode bleue 1992 (Nichia Chemical - Japon) Ga. N - In. Ga. N LED bleue : Ga. N 445 - 485 nm Nakamura

DIODES ELECTROLUMINESCENTES réflecteur

DIODES ELECTROLUMINESCENTES

DIODES ELECTROLUMINESCENTES Décoration de Noël 2004 vitrine de ‘Sachs’ 5 th Avenue - N. Y. 50 flocons de neige géants 72. 000 LEDs 7 m

Diode Laser dopage ‘n’ >> dopage ‘p’ Inversion de population dans la zone dépeuplée au-delà d’une tension seuil Pierre Aigrain - 1958 p e- + p+ n

e- Diodes laser = hétérojonctions p n Ga. As 1, 4 e. V Eg = 1, 9 e. V émission dans la couche de Ga. As Alx. Ga 1 -x. As Guide d ’onde n 1 ≠ n 2 p+ n laser p + Alx. Ga 1 -x. As

Diode Laser face réfléchissante face semi-réfléchissante émission laser Jonction

Diode laser pointeur laser Imprimante laser compact disque