Cela signifie que les deux demi-ondes de tension alternative, traversant le pont de diodes, auront la même polarité de tension continue sur la charge.
Il existe également un circuit utilisant seulement 2 diodes pour redresser le courant alternatif à l'aide d'un transformateur avec une prise à partir du point central. Dans celui-ci, le bon fonctionnement des diodes est dû au fait que le transformateur utilisé a deux enroulements secondaires identiques avec, respectivement, des tensions égales. Un demi-cycle fonctionne un enroulement, et l'autre - l'autre. Cette option, vous pouvez trouver et démonter vous-même. Mais en pratique, cependant, c'est le schéma discuté ci-dessus qui est utilisé beaucoup plus souvent.
Si vous n'utilisez pas de diodes dans des circuits haute fréquence et qu'il s'agit de séries de diodes distinctes, vous devez connaître deux paramètres principaux des diodes de redressement :
1)Courant direct maximal, Ipr. C'est le même courant qui traversera la charge lorsque la diode est ouverte. Dans la plupart des diodes utilisées, cette valeur est de 0,1 à 10A. Il y en a aussi des plus puissants. Cependant, il faut garder à l'esprit que dans tous les cas, lorsqu'un courant continu Ipr traverse la diode, une petite tension "s'installe" dessus. Sa valeur dépend de la quantité de courant circulant, mais en général elle est d'environ 1V. Cette valeur est appelée chute de tension directe et est généralement appelée Upr ou Upad. Pour chaque diode, elle est donnée dans l'ouvrage de référence.
2)Tension inverse maximale, Uarr. Il s'agit de la tension la plus élevée, dans le sens inverse, à laquelle la diode conserve encore ses propriétés de valve. En général, il s'agit simplement d'une tension alternative que nous pouvons connecter à ses sorties. Et lors du choix des diodes pour le même pont redresseur, c'est précisément cette valeur qu'il faut guider. Lorsque la valeur de cette tension est dépassée, il se produit un claquage irréversible de la diode, ainsi que lorsque le courant continu Ipr est dépassé. Cette valeur est également disponible dans les ouvrages de référence sur les diodes.
Il convient de noter une autre variété, si je puis dire, de diodes - ce sont des diodes Zener. Un peu plus d'informations à leur sujet.
Un autre groupe de diodes sont les diodes Zener. Leur but n'est pas de redresser le courant, mais de stabiliser la tension. Ils ont également une jonction p-n. Contrairement à une diode, une diode Zener est connectée dans le sens opposé. Sa caractéristique courant-tension et son symbole sont illustrés à la Fig.5. On peut voir sur la figure 5 qu'à une certaine valeur de tension aux bornes de la diode Zener inférieure à Umin, le courant est pratiquement égal à zéro. À une tension de Umin, la diode Zener s'ouvre et le courant commence à la traverser. Section de tension de Umin à Umax, c'est-à-dire entre les points 1 et 2 sur le graphique, se trouve la section de travail de la diode de référence (diode zener). Les valeurs minimale et maximale ne peuvent différer que de dixièmes de volt. Ces valeurs correspondent aux courants de stabilisation minimum et maximum. Les principaux paramètres de la diode Zener sont :
1)Tension de stabilisation Ust. Les diodes Zener sont produites avec une tension de stabilisation, le plus souvent de 6 à 12V, mais il en existe aussi de 2 à 6V, ainsi que plus rarement utilisées au-delà de 12 et jusqu'à 300V ;
2)Courant minimum de stabilisation Ist.min. Il s'agit du plus petit courant traversant la diode zener, à la suite de quoi sa tension stabilisée de passeport apparaît dessus. Habituellement, c'est 4...5mA ;
3M courant de stabilisation maximal. Il s'agit du courant maximal traversant la diode zener, qui ne doit pas être dépassé pendant le fonctionnement, car la diode zener s'échauffe de manière inacceptable. Dans les modèles à faible consommation, il s'agit le plus souvent de 20 ... 40mA.
Plus la section 1 - 2 de la caractéristique volt-ampère de la diode Zener est raide, mieux elle stabilise la tension.
L'application spécifique des stabilisateurs de tension avec calculs est donnée dans les sections "Calcul d'un stabilisateur paramétrique" et "Régulateur de tension à compensation continue".
Il existe d'autres types de diodes. Ce sont des diodes à impulsions, des diodes micro-ondes, des stabistors, des varicaps, des diodes tunnel, des diodes émettrices, des photodiodes. Mais considérons comme un fait qu'ils sont toujours utilisés non pas dans de simples appareils électriques, mais dans l'eau électronique la plus pure, nous ne concentrerons donc pas notre attention sur eux. De plus, après avoir étudié les propriétés de base des diodes considérées, les informations sur ce qui précède peuvent être facilement consultées dans la littérature technique.
Et en conclusion, quelques informations sur le marquage des diodes semi-conductrices. Concentrons-nous sur le russe.
Le premier caractère est une lettre (pour les dispositifs à usage général) ou un nombre (pour les dispositifs à usage spécial) indiquant le matériau semi-conducteur initial à partir duquel la diode est fabriquée : G (ou 1) - germanium ; K (ou 2) - silicium; A (ou 3) - GaAS. Le deuxième caractère est une lettre désignant une sous-classe de la diode: D - redresseur, haute fréquence (universel) et impulsion; B - varicaps; C - diodes Zener ; L - LED. Le troisième caractère est un nombre indiquant le but de la diode (pour les diodes Zener - puissance de dissipation): par exemple, 3 - commutation, 4 - universel, etc. Les quatrième et cinquième caractères sont un nombre à 2 chiffres indiquant le numéro de série du développement (pour les diodes Zener - la tension de stabilisation nominale). Le sixième caractère est une lettre indiquant le groupe paramétrique de l'appareil (pour les diodes Zener - la séquence de développement).
Quelques exemples de marquages ​​:
GD412A - diode au germanium (G) (D), universelle (4), numéro de développement 12, groupe A; KS196V - diode zener au silicium (K) (C), puissance de dissipation inférieure à 0,3 W (1), tension de stabilisation nominale 9,6 V, troisième développement (V).
Pour les diodes semi-conductrices avec de petites tailles de boîtier, le marquage de couleur est utilisé sous la forme de marques appliquées sur le corps du dispositif.

Nous savons tous parfaitement ce qu'est une diode à semi-conducteur, mais peu d'entre nous connaissent le principe de fonctionnement d'une diode, aujourd'hui, surtout pour les débutants, je vais expliquer le principe de son fonctionnement. La diode, comme vous le savez, passe bien le courant d'un côté, et très mal dans le sens opposé. Une diode a deux bornes - une anode et une cathode. Aucun appareil électronique n'est complet sans l'utilisation de diodes. La diode est utilisée pour redresser le courant alternatif, à l'aide d'un pont de diodes, qui se compose de quatre diodes, vous pouvez transformer le courant alternatif en courant continu, ou en utilisant six diodes pour transformer la tension triphasée en tension monophasée, les diodes sont utilisé dans une variété d'alimentations, dans des appareils audio-vidéo, presque partout. Vous pouvez voir des photos de certains ici.

À la sortie de la diode, vous pouvez remarquer une baisse du niveau de tension initial de 0,5 à 0,7 volt. Pour les dispositifs d'alimentation à basse tension, une diode Schottky est utilisée; sur une telle diode, la plus petite chute de tension est observée - environ 0,1 V. Fondamentalement, les diodes Schottky sont utilisées dans les émetteurs et récepteurs radio et dans d'autres appareils fonctionnant principalement à haute fréquence. Le principe de fonctionnement de la diode à première vue est assez simple: une diode est un dispositif semi-conducteur à conduction unidirectionnelle du courant électrique.

La sortie de la diode connectée au pôle positif de la source d'alimentation s'appelle l'anode, au négatif - la cathode. Le cristal de diode est principalement constitué de germanium ou de silicium, dont une région a une conductivité électrique de type n, c'est-à-dire une région de trou, qui contient un manque d'électrons créé artificiellement, l'autre a une conductivité de type n, c'est-à-dire qu'il contient un excès d'électrons, la frontière entre eux est appelée jonction n-n , p - en latin la première lettre du mot positif, n - la première lettre du mot négatif. Si une tension positive est appliquée à l'anode de la diode et qu'une tension négative est appliquée à la cathode, alors la diode passera du courant, c'est ce qu'on appelle une connexion directe, dans cette position la diode est ouverte, si le contraire est appliqué, la diode ne passera pas de courant, dans cette position la diode est fermée, c'est ce qu'on appelle une connexion inverse.

La résistance inverse de la diode est très grande et dans les circuits, elle est considérée comme un diélectrique (isolant). Pour démontrer le fonctionnement d'une diode semi-conductrice, vous pouvez assembler un circuit simple composé d'une source d'alimentation, d'une charge (par exemple, une lampe à incandescence ou un moteur électrique de faible puissance) et de la diode semi-conductrice elle-même. Nous connectons tous les composants du circuit en série, nous fournissons un plus de la source d'alimentation à l'anode de la diode, en série avec la diode, c'est-à-dire que nous connectons une extrémité de l'ampoule à la cathode de la diode, et connectez l'autre extrémité de la même lampe au moins de la source d'alimentation. On observe la lueur de la lampe, maintenant on retourne la diode, la lampe ne brillera plus car la diode est reconnectée, la transition est fermée. J'espère que cela vous aidera d'une manière ou d'une autre à l'avenir, nouveaux arrivants - A. Kasyan (AKA).

La conception la plus simple de la famille des semi-conducteurs sont les diodes, qui n'ont que deux électrodes dans la conception, entre lesquelles il y a une conduction de courant électrique dans une direction. Ce type de conductivité dans les semi-conducteurs est créé en raison de leur structure interne.

Caractéristiques de l'appareil

Sans connaître les caractéristiques de conception de la diode, il est impossible de comprendre son principe de fonctionnement. La structure de la diode se compose de deux couches avec différents types de conduction.

La diode se compose des éléments principaux suivants :

• Cadre. Il est réalisé sous la forme d'un cylindre à vide, dont le matériau peut être de la céramique, du métal, du verre et d'autres matériaux durables.
• Cathode. Il est situé à l'intérieur du ballon, sert à former l'émission d'électrons. Le dispositif cathodique le plus simple est un filament fin qui chauffe pendant l'action. Les diodes modernes sont équipées d'électrodes chauffées indirectement, qui se présentent sous la forme de cylindres métalliques ayant la propriété d'une couche active pouvant émettre des électrons.
• Chauffage. Il s'agit d'un élément spécial sous la forme d'un fil qui est chauffé par un courant électrique. Le réchauffeur est situé à l'intérieur de la cathode chauffée indirectement.
• Anode. C'est la seconde électrode de la diode qui sert à recevoir les électrons émis par la cathode. L'anode a un potentiel positif par rapport à la cathode. La forme de l'anode est le plus souvent la même que celle de la cathode, cylindrique. Les deux électrodes sont similaires à l'émetteur et à la base des semi-conducteurs.
• Cristal. Son matériau de fabrication est le germanium ou le silicium. Une partie du cristal est de type p avec un manque d'électrons. L'autre partie du cristal a une conductivité de type n avec un excès d'électrons. La frontière située entre ces deux parties du cristal s'appelle la jonction p-n.

Ces caractéristiques de conception de la diode lui permettent de conduire le courant dans une direction.

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement d'une diode est caractérisé par ses différents états, et les propriétés du semi-conducteur lorsqu'il se trouve dans ces états. Examinons plus en détail les principaux types de connexions de diodes et les processus qui se produisent à l'intérieur du semi-conducteur.

Diodes au repos

Si la diode n'est pas connectée au circuit, des processus particuliers se produisent toujours à l'intérieur. Il y a un excès d'électrons dans la région "n", ce qui crée un potentiel négatif. Une charge positive est concentrée dans la région "p". Ensemble, ces charges créent un champ électrique.

Comme des charges de signes différents sont attirées, les électrons de "n" passent dans "p", tout en remplissant les trous. À la suite de tels processus, un courant très faible apparaît dans le semi-conducteur, la densité de la substance dans la région «p» augmente jusqu'à une certaine valeur. Dans ce cas, les particules divergent uniformément sur le volume de l'espace, c'est-à-dire qu'une diffusion lente se produit. En conséquence, les électrons retournent dans la région "n".

Pour de nombreux appareils électriques, le sens du courant n'a pas vraiment d'importance, tout fonctionne bien. Pour une diode, le sens de circulation du courant est d'une grande importance. La tâche principale de la diode est de faire passer le courant dans une direction, ce qui est favorisé par la transition p-n.

Inclusion inverse

Si les diodes sont connectées à l'alimentation conformément au schéma illustré, le courant ne traversera pas la jonction p-n. Le pôle d'alimentation positif est connecté à la zone "n" et le pôle négatif est connecté à la zone "p". En conséquence, les électrons de la zone "n" vont au pôle de puissance positif. Les trous sont attirés par le pôle négatif. Un vide apparaît à la transition et il n'y a pas de porteurs de charge.

Lorsque la tension augmente, les trous et les électrons s'attirent plus fortement et il n'y a pas de porteurs de charge à la jonction. Lorsque la diode est inversée, aucun courant ne circule.

L'augmentation de la densité d'une substance près des pôles crée une diffusion, c'est-à-dire le désir de répartir la substance sur le volume. Cela se produit lorsque l'alimentation est coupée.

courant inverse

Rappelons-nous le travail des porteurs de charges mineures. Lorsque la diode est fermée, une petite quantité de courant inverse la traverse. Il est formé de porteurs minoritaires se déplaçant en sens inverse. Ce mouvement se produit lorsque l'alimentation est inversée. Le courant inverse est généralement négligeable, car le nombre de porteurs minoritaires est très faible.

Lorsque la température du cristal augmente, leur nombre augmente et provoque une augmentation du courant inverse, ce qui entraîne généralement des dommages à la jonction. Afin de limiter la température de fonctionnement des semi-conducteurs, leur boîtier est monté sur des radiateurs de refroidissement évacuant la chaleur.

Connexion directe

Échangez les pôles d'alimentation entre la cathode et l'anode. Du côté "n", les électrons s'éloigneront du pôle négatif et passeront à la jonction. Du côté "p", les trous qui ont une charge positive se repousseront de la borne d'alimentation positive. Par conséquent, les électrons et les trous commenceront à se déplacer rapidement les uns vers les autres.

Des particules de charges différentes s'accumulent près de la transition et un champ électrique se forme entre elles. Les électrons traversent la jonction p-n et se déplacent dans la région "p". Certains des électrons se recombinent avec des trous, tandis que les autres passent au pôle de puissance positif. Il y a un courant direct de la diode, qui est limité par ses propriétés. Si cette valeur est dépassée, la diode peut tomber en panne.

Avec un circuit à diode directe, sa résistance est négligeable, contrairement au circuit inverse. On suppose que le courant inverse à travers la diode ne passe pas. En conséquence, nous avons découvert que les diodes fonctionnent sur le principe d'une vanne: tournez le bouton vers la gauche - l'eau coule, vers la droite - il n'y a pas d'eau. Par conséquent, elles sont également appelées valves à semi-conducteurs.

Tension directe et inverse

Lors de l'ouverture de la diode, il y a une tension directe à ses bornes. La tension inverse est considérée comme la valeur lors de la fermeture de la diode et du passage d'un courant inverse à travers elle. La résistance d'une diode avec une tension directe est très faible, contrairement à la tension inverse, qui augmente à des milliers d'ohms. Cela peut être vérifié en mesurant avec un multimètre.

La résistance d'un cristal semi-conducteur peut varier avec la tension. Lorsque cette valeur augmente, la résistance diminue, et vice versa.

Si des diodes sont utilisées pour travailler avec du courant alternatif, alors avec une demi-onde positive du sinus de tension, elle sera ouverte et avec une négative, elle sera fermée. Cette propriété des diodes est utilisée pour redresser la tension. Par conséquent, ces dispositifs sont appelés redresseurs.

Caractéristiques des diodes

La caractéristique d'une diode est exprimée par un graphique, qui montre la dépendance du courant, de la tension et de sa polarité. L'axe de coordonnées vertical dans la partie supérieure détermine le courant direct, dans la partie inférieure - l'inverse.

L'axe horizontal à droite indique la tension directe, à gauche - inverse. La branche droite du graphique exprime le courant de passage de la diode, passe près de l'axe vertical, car elle exprime l'augmentation du courant direct.

La deuxième branche du graphique montre le courant avec la diode fermée et est parallèle à l'axe horizontal. Plus le graphique est raide, mieux la diode redresse le courant. Lorsque la tension directe augmente, le courant augmente lentement. Ayant atteint la région du saut, sa valeur augmente fortement.

Sur la branche inverse du graphique, on peut voir qu'avec une augmentation de la tension inverse, la valeur du courant n'augmente pratiquement pas. Mais, lorsque les limites des normes admissibles sont atteintes, un saut brusque du courant inverse se produit. En conséquence, la diode surchauffera et tombera en panne.

Le nom diode se traduit par "deux électrodes". Historiquement, l'électronique est issue des appareils à électrovide. Le fait est que les lampes dont beaucoup de gens se souviennent des anciens téléviseurs et récepteurs s'appelaient diode, triode, pentode, etc.

Le nom comprenait le nombre d'électrodes ou de pattes de l'appareil. Les diodes semi-conductrices ont été inventées au début du siècle dernier. Ils ont été utilisés pour détecter les signaux radio.

La principale propriété d'une diode est sa caractéristique de conductance, qui dépend de la polarité de la tension appliquée aux bornes. La désignation de la diode nous indique le sens conducteur. Le flux de courant coïncide avec la flèche sur l'UGO de la diode.

UGO - désignation graphique conditionnelle. En d'autres termes, il s'agit d'une icône qui désigne un élément sur le diagramme. Voyons comment distinguer la désignation de la LED dans le schéma des autres éléments similaires.

Les diodes, c'est quoi ?

En plus des diodes de redressement individuelles, elles sont regroupées en fonction de leur domaine d'application dans un seul boîtier.

Désignation du pont de diodes

Par exemple, voici comment pont de diodes pour redresser la tension alternative monophasée. Et ci-dessous, l'apparition de ponts et d'assemblages de diodes.

Un autre type de redresseur est Diode Schottky– Conçu pour fonctionner dans des circuits à haute fréquence. Disponible à la fois sous forme discrète et en assemblages. Ils peuvent souvent être trouvés dans des alimentations à découpage, telles qu'un bloc d'alimentation pour un ordinateur personnel AT ou ATX.

Habituellement, sur les assemblages Schottky, son brochage et son schéma de câblage interne sont indiqués sur le boîtier.

Diodes spécifiques

Nous avons déjà couvert la diode de redressement, jetons un coup d'œil à diode zener, qui dans la littérature nationale s'appelle - diode zener.

Désignation de la diode Zener (diode Zener)

Extérieurement, cela ressemble à une diode ordinaire - un cylindre noir avec une étiquette sur un côté. Souvent trouvé dans une version basse consommation - un petit cylindre de verre rouge avec une marque noire sur la cathode.

Il a une propriété importante - la stabilisation de la tension, il est donc allumé en parallèle avec la charge dans le sens opposé, c'est-à-dire la cathode est connectée à la puissance positive et l'anode à la puissance négative.

Le prochain appareil est varicap, le principe de son fonctionnement repose sur une variation de la valeur de la capacité barrière, en fonction de la valeur de la tension appliquée. Il est utilisé dans les récepteurs et dans les circuits où il est nécessaire d'effectuer des opérations avec la fréquence du signal. Il est désigné comme une diode combinée à un condensateur.

Varicap - désignation sur le schéma et apparence

- dont la désignation ressemble à une diode barrée. En fait, c'est - c'est un dispositif semi-conducteur à 3 transitions et 4 couches. En raison de sa structure, il a la propriété de laisser passer le courant lorsqu'il franchit une certaine barrière de tension.

Par exemple, des dinistors de 30 V environ sont souvent utilisés dans les lampes "à économie d'énergie", pour faire fonctionner un oscillateur et d'autres alimentations construites selon ce schéma.

Désignation du dinistor

LED et optoélectronique

Puisque la diode émet de la lumière, alors la désignation LED devrait indiquer cette fonctionnalité, donc deux flèches sortantes ont été ajoutées à la diode habituelle.

En réalité, il existe de nombreuses façons différentes de déterminer la polarité, plus à ce sujet est l'ensemble Ci-dessous, par exemple, le brochage de la LED verte.

En règle générale, le marquage des broches LED est effectué soit avec une étiquette, soit avec des pattes de différentes longueurs. La jambe courte est un moins.

Photodiode, le dispositif est inverse dans son action de la LED. Il change l'état de sa conductivité en fonction de la quantité de lumière qui frappe sa surface. Sa désignation :

Ces appareils sont utilisés dans les téléviseurs, les magnétophones et autres équipements contrôlés par une télécommande dans le spectre infrarouge. Un tel dispositif peut être réalisé en sciant le boîtier d'un transistor classique.

Il est souvent utilisé dans les capteurs de lumière, sur les dispositifs d'allumage et d'extinction automatique des circuits d'éclairage, par exemple :

L'optoélectronique est un domaine qui s'est largement répandu dans les dispositifs de transmission de données et de communication et de contrôle. En raison de sa réponse rapide et de sa capacité d'isolation galvanique, il assure la sécurité des appareils alimentés en cas de surtension élevée du côté primaire. Cependant, pas sous la forme indiquée, mais sous la forme d'un optocoupleur.

Au bas du schéma, vous voyez un optocoupleur. La LED est allumée ici en fermant le circuit d'alimentation à l'aide d'un optotransistor dans le circuit LED. Lorsque vous fermez l'interrupteur, le courant circule à travers la LED dans l'optocoupleur, dans le carré en bas à gauche. Il s'allume et le transistor, sous l'influence du flux lumineux, commence à faire passer du courant à travers la LED LED1, marquée en vert.

La même application est utilisée dans les circuits de retour de courant ou de tension (pour les stabiliser) de nombreuses alimentations. Le champ d'application va des chargeurs de téléphones portables et des alimentations pour bandes LED aux puissants systèmes d'alimentation.

Il existe un grand nombre de diodes, certaines d'entre elles sont similaires dans leurs caractéristiques, certaines ont des propriétés et des applications complètement inhabituelles, elles sont unies par la présence de seulement deux conclusions fonctionnelles.

Vous pouvez trouver ces éléments dans n'importe quel circuit électrique, leur importance et leurs caractéristiques ne peuvent être sous-estimées. La sélection correcte d'une diode dans un circuit d'amortissement, par exemple, peut affecter de manière significative l'efficacité et la dissipation thermique des interrupteurs de puissance et, par conséquent, la durabilité de l'alimentation.

Si vous n'avez pas compris quelque chose, laissez des commentaires et posez des questions, dans les articles suivants, nous révélerons certainement toutes les questions incompréhensibles et les points intéressants !

La diode est l'une des variétés de dispositifs conçus sur une base semi-conductrice. Il a une jonction p-n, ainsi qu'une sortie anode et cathode. Dans la plupart des cas, il est conçu pour la modulation, le redressement, la conversion et d'autres actions avec des signaux électriques entrants.

Principe d'opération:

1. Électricité agit sur la cathode, le radiateur commence à briller et l'électrode émet des électrons.
2. Entre deux électrodes un champ électrique se forme.
3. Si l'anode est positive, puis il commence à attirer des électrons vers lui-même et le champ résultant est un catalyseur de ce processus. Dans ce cas, un courant d'émission est généré.
4. Entre les électrodes il y a formation d'une charge négative spatiale qui peut interférer avec le mouvement des électrons. Cela se produit si le potentiel d'anode est trop faible. Dans ce cas, certaines parties des électrons ne parviennent pas à surmonter l'effet de la charge négative et commencent à se déplacer dans la direction opposée, retournant à nouveau à la cathode.
5. Tous les électrons, qui a atteint l'anode et n'est pas revenu à la cathode, déterminer les paramètres du courant cathodique. Par conséquent, cet indicateur dépend directement du potentiel d'anode positif.
6. Le flux de tous les électrons, qui pourrait atteindre l'anode, s'appelle le courant d'anode, dont les indicateurs dans la diode correspondent toujours aux paramètres du courant de cathode. Parfois, les deux indicateurs peuvent être nuls, cela se produit dans des situations où l'anode a une charge négative. Dans ce cas, le champ apparu entre les électrodes n'accélère pas les particules, mais au contraire les ralentit et les renvoie vers la cathode. La diode dans ce cas reste à l'état verrouillé, ce qui conduit à un circuit ouvert.

Dispositif

Ce qui suit est une description détaillée du dispositif à diodes, l'étude de ces informations est nécessaire pour une meilleure compréhension des principes de fonctionnement de ces éléments :

1. Cadre est une bouteille à vide qui peut être faite de variétés de matériaux en verre, en métal ou en céramique durable.
2. A l'intérieur du ballon il y a 2 électrodes. Le premier est une cathode chauffée, qui est conçue pour assurer le processus d'émission d'électrons. La cathode la plus simple de conception est un filament de petit diamètre, qui chauffe pendant le fonctionnement, mais les électrodes chauffées indirectement sont plus courantes aujourd'hui. Ce sont des cylindres en métal et ont une couche active spéciale capable d'émettre des électrons.
3. A l'intérieur de la cathode chauffage indirect il y a un élément spécifique - un fil qui brille sous l'influence d'un courant électrique, on l'appelle un radiateur.
4. Deuxième électrode est une anode, elle est nécessaire pour recevoir les électrons qui ont été libérés par la cathode. Pour ce faire, il doit avoir un potentiel positif par rapport à la deuxième électrode. Dans la plupart des cas, l'anode a également une forme cylindrique.
5. Les deux électrodes les dispositifs à vide sont complètement identiques à l'émetteur et à la base de la variété d'éléments semi-conducteurs.
6. Pour la fabrication d'un cristal de diode le silicium ou le germanium est le plus couramment utilisé. L'une de ses parties est électriquement conductrice de type p et manque d'électrons, qui sont formés par une méthode artificielle. Le côté opposé du cristal a également une conductivité, mais est de type n et a un excès d'électrons. Il existe une frontière entre les deux régions, appelée jonction p-n.

De telles caractéristiques du dispositif interne confèrent aux diodes leur propriété principale - la capacité de conduire le courant électrique dans une seule direction.

Objectif

Vous trouverez ci-dessous les principaux domaines d'application des diodes, sur l'exemple desquels leur objectif principal devient clair:

1. ponts de diodes sont 4, 6 ou 12 diodes interconnectées, leur nombre dépend du type de circuit, qui peut être monophasé, triphasé en demi-pont ou triphasé en pont complet. Ils remplissent les fonctions de redresseurs, cette option est le plus souvent utilisée dans les générateurs automobiles, car l'introduction de tels ponts, ainsi que l'utilisation d'ensembles balais-collecteurs avec eux, a considérablement réduit la taille de cet appareil et augmenté sa fiabilité. Si la connexion est réalisée en série et dans un sens, cela augmente la tension minimale qui sera nécessaire pour déverrouiller l'ensemble du pont de diodes.
2. Détecteurs à diodes obtenu par l'utilisation combinée de ces dispositifs avec des condensateurs. Ceci est nécessaire pour pouvoir isoler la modulation basse fréquence de divers signaux modulés, y compris la version modulée en amplitude du signal radio. De tels détecteurs font partie de la conception de nombreux consommateurs domestiques, tels que les téléviseurs ou les radios.
3. Assurer la protection des consommateurs contre l'inversion de polarité lorsque les entrées du circuit sont activées contre les surcharges émergentes ou les clés contre les pannes par force électromotrice qui se produit lors de l'auto-induction, qui se produit lorsqu'une charge inductive est désactivée. Pour assurer la sécurité des circuits contre les surcharges, une chaîne est utilisée, composée de plusieurs diodes connectées aux bus d'alimentation dans le sens opposé. Dans ce cas, l'entrée dont la protection est assurée doit être connectée au milieu de cette chaîne. Pendant le fonctionnement normal du circuit, toutes les diodes sont à l'état fermé, mais si elles ont enregistré que le potentiel d'entrée a dépassé les limites de tension autorisées, l'un des éléments de protection est activé. De ce fait, ce potentiel admissible est limité à la tension d'alimentation admissible en plus de la chute de tension continue aux bornes du dispositif de protection.
4. Commutateurs, créés à base de diodes, sont utilisés pour effectuer la commutation de signaux à hautes fréquences. Le contrôle d'un tel système est effectué à l'aide d'un courant électrique continu, d'une séparation des hautes fréquences et de la fourniture d'un signal de commande, qui se produit en raison de l'inductance et des condensateurs.
5. Création d'une protection contre les étincelles à diode. Des barrières à diode shunt sont utilisées, qui assurent la sécurité en limitant la tension dans le circuit électrique correspondant. Avec eux, des résistances de limitation de courant sont utilisées, qui sont nécessaires pour limiter les indicateurs du courant électrique traversant le réseau et augmenter le degré de protection.

L'utilisation des diodes dans l'électronique est aujourd'hui très large, car pratiquement aucun type d'équipement électronique moderne ne peut se passer de ces éléments.

Connexion directe des diodes

La jonction p-n de la diode peut être affectée par la tension fournie par des sources externes. Des indicateurs tels que la magnitude et la polarité affecteront son comportement et le courant électrique qui le traverse.

Ci-dessous, nous examinons en détail l'option dans laquelle le plus est connecté à la région de type p et le pôle négatif à la région de type n. Dans ce cas, une inclusion directe se produira :

1. Sous contrainteà partir d'une source externe, un champ électrique se formera dans la jonction p-n, tandis que sa direction sera opposée au champ de diffusion interne.
2. Tension de champ diminuera de manière significative, ce qui entraînera un rétrécissement brutal de la couche barrière.
3. Sous l'influence de ces processus un nombre important d'électrons pourront se déplacer librement de la région p à la région n, ainsi que dans la direction opposée.
4. Courants de dérive au cours de ce processus restent les mêmes, car ils ne dépendent directement que du nombre de porteurs chargés minoritaires situés dans la région de la jonction p-n.
5. Électrons ont un niveau de diffusion accru, ce qui conduit à l'injection de porteurs minoritaires. En d'autres termes, une augmentation du nombre de trous se produira dans la région n et une concentration accrue d'électrons sera enregistrée dans la région p.
6. Déséquilibre et augmentation du nombre de transporteurs minoritaires les fait pénétrer profondément dans le semi-conducteur et se mélanger à sa structure, ce qui conduit finalement à la destruction de ses propriétés de neutralité électrique.
7. Semi-conducteur en même temps, il est capable de restaurer son état neutre, cela est dû à la réception de charges provenant d'une source externe connectée, ce qui contribue à l'apparition d'un courant continu dans le circuit électrique externe.

Diode inversée

Maintenant, une autre manière d'allumer sera considérée, au cours de laquelle la polarité de la source externe à partir de laquelle la tension est transférée change:

1. La principale différence avec l'inclusion directe est que que le champ électrique généré aura une direction qui coïncide complètement avec la direction du champ de diffusion interne. Ainsi, la couche barrière ne va plus se rétrécir, mais au contraire se dilater.
2. Le champ situé dans la jonction p-n, aura un effet accélérateur sur un certain nombre de porteurs de charge minoritaires, pour cette raison, les indicateurs de courant de dérive resteront inchangés. Il déterminera les paramètres du courant résultant qui traverse la jonction p-n.
3. Au fur et à mesure que tu grandis tension inverse, le courant électrique traversant la jonction aura tendance à atteindre sa performance maximale. Il a un nom spécial - courant de saturation.
4. Selon la loi exponentielle, avec une augmentation progressive de la température, le courant de saturation augmentera également.

Tension directe et inverse

La tension qui affecte la diode est divisée selon deux critères :

1. tension directe- c'est celui où la diode s'ouvre et le courant continu commence à la traverser, alors que les indicateurs de résistance de l'appareil sont extrêmement bas.
2. tension inverse- c'est celui qui a une polarité inversée et garantit que la diode est fermée avec le passage du courant inverse à travers elle. Dans le même temps, les indicateurs de résistance de l'appareil commencent à augmenter fortement et de manière significative.

La résistance de la jonction p-n est un indicateur en constante évolution, tout d'abord, elle est influencée par la tension continue fournie directement à la diode. Si la tension augmente, les indicateurs de résistance de jonction diminueront proportionnellement.

Cela conduit à une augmentation des paramètres du courant direct traversant la diode. Lorsque cet appareil est fermé, alors pratiquement toute la tension agit dessus, c'est pourquoi les indicateurs du courant inverse traversant la diode sont insignifiants et la résistance de transition atteint en même temps les paramètres de crête.

Le fonctionnement de la diode et sa caractéristique courant-tension

La caractéristique courant-tension de ces dispositifs est comprise comme une ligne courbe qui montre la dépendance du courant électrique traversant la jonction p-n sur le volume et la polarité de la tension agissant sur elle.

Un tel graphique peut être décrit comme suit :

1. Axe vertical: la zone supérieure correspond aux valeurs de courant direct, la zone inférieure aux paramètres de courant inverse.
2. Axe horizontal: la zone de droite correspond aux valeurs de tension directe ; la zone de gauche est réservée aux options de tension inverse.
3. Branche directe de la caractéristique courant-tension réfléchit le courant électrique à travers la diode. Il est dirigé vers le haut et passe à proximité immédiate de l'axe vertical, car il représente l'augmentation du courant électrique continu qui se produit avec une augmentation de la tension correspondante.
4. Deuxième branche (inverse) correspond et affiche l'état du courant électrique fermé, qui traverse également l'appareil. Sa position est telle qu'elle s'étend pratiquement parallèlement à l'axe horizontal. Plus cette branche se rapproche de la verticale, plus les capacités de redressement d'une diode particulière sont élevées.
5. Vous pouvez voir sur le graphique qu'après une augmentation de la tension directe traversant la jonction p-n, il y a une lente augmentation du courant électrique. Cependant, progressivement, la courbe atteint une zone dans laquelle un saut est perceptible, après quoi il y a une augmentation accélérée de ses indicateurs. Cela est dû à l'ouverture de la diode et à la conduction du courant à une tension directe. Pour les appareils en germanium, cela se produit à une tension de 0,1 V à 0,2 V (valeur maximale 1 V), et pour les éléments en silicium, une valeur supérieure de 0,5 V à 0,6 V (valeur maximale 1,5 V) est requise.
6. Augmentation actuelle affichée peut entraîner une surchauffe des molécules semi-conductrices. Si l'évacuation de la chaleur, qui se produit en raison de processus naturels et du fonctionnement des radiateurs, est inférieure au niveau de sa libération, la structure des molécules peut être détruite et ce processus sera déjà irréversible. Pour cette raison, il est nécessaire de limiter les paramètres de courant direct afin d'éviter une surchauffe du matériau semi-conducteur. Pour ce faire, des résistances spéciales sont ajoutées au circuit qui ont une connexion en série avec des diodes.
7. Explorer la branche arrière on peut voir que si la tension inverse commence à augmenter, qui est appliquée à la jonction p-n, alors l'augmentation des paramètres de courant est en fait imperceptible. Cependant, dans les cas où la tension atteint des paramètres dépassant les limites autorisées, un saut soudain du courant inverse peut se produire, ce qui surchauffera le semi-conducteur et contribuera à la panne ultérieure de la jonction p-n.

Dysfonctionnements de base des diodes

Parfois, les appareils de ce type tombent en panne, cela peut être dû à la dépréciation naturelle et au vieillissement de ces éléments ou pour d'autres raisons.

Au total, il existe 3 grands types de défauts courants :

1. rupture de transition conduit au fait que la diode au lieu d'un dispositif à semi-conducteur devient, par essence, le conducteur le plus ordinaire. Dans cet état, il perd ses propriétés de base et commence à faire passer le courant électrique dans absolument toutes les directions. Une telle panne est facilement détectée à l'aide d'une panne standard, qui commence à émettre un bip et montre un faible niveau de résistance dans la diode.
2. En pause le processus inverse se produit - l'appareil cesse généralement de transmettre le courant électrique dans n'importe quelle direction, c'est-à-dire qu'il devient intrinsèquement un isolant. Pour déterminer avec précision une rupture, il est nécessaire d'utiliser des testeurs avec des sondes de haute qualité et réparables, sinon ils peuvent parfois diagnostiquer à tort ce dysfonctionnement. Dans les variétés de semi-conducteurs alliés, une telle panne est extrêmement rare.
3. Une fuite, au cours de laquelle l'étanchéité du boîtier de l'appareil est violée, à la suite de quoi il ne peut pas fonctionner correctement.

Panne jonction p-n

De telles pannes se produisent dans des situations où les indicateurs du courant électrique inverse commencent à augmenter soudainement et brusquement, cela se produit du fait que la tension du type correspondant atteint des valeurs élevées inacceptables.

Il en existe généralement plusieurs types :

1. Défaillances thermiques, qui sont causées par une forte augmentation de la température et une surchauffe subséquente.
2. Pannes électriques survenant sous l'influence du courant sur la transition.

Le graphique de la caractéristique courant-tension vous permet d'étudier visuellement ces processus et la différence entre eux.

panne électrique

Les conséquences causées par les pannes électriques ne sont pas irréversibles, car elles ne détruisent pas le cristal lui-même. Par conséquent, avec une diminution progressive de la tension, il est possible de restaurer l'ensemble des propriétés et des paramètres de fonctionnement de la diode.

Dans le même temps, les pannes de ce type sont divisées en deux types:

1. pannes de tunnel se produisent lorsqu'une haute tension passe à travers des jonctions étroites, ce qui permet à des électrons individuels de s'y glisser. Ils surviennent généralement s'il existe un grand nombre d'impuretés différentes dans les molécules semi-conductrices. Lors d'une telle panne, le courant inverse commence à augmenter brusquement et rapidement, et la tension correspondante est à un niveau bas.
2. Types de pannes en avalanche sont possibles en raison de l'influence de champs puissants capables d'accélérer les porteurs de charge au niveau limite, grâce auxquels ils éliminent un certain nombre d'électrons de valence des atomes, qui s'envolent ensuite dans la région conductrice. Ce phénomène est de nature avalancheuse, ce qui a donné son nom à ce type de pannes.

claquage thermique

L'apparition d'une telle panne peut survenir pour deux raisons principales: une dissipation thermique insuffisante et une surchauffe de la jonction p-n, qui se produit en raison du passage du courant électrique à travers elle avec des débits trop élevés.

Une augmentation du régime de température dans la transition et les zones voisines entraîne les conséquences suivantes :

1. Croissance de la vibration des atomes inclus dans le cristal.
2. succèsélectrons dans la bande de conduction.
3. Une forte hausse de température.
4. Destruction et déformation structures cristallines.
5. Répartition complète et défaillance de l'ensemble du composant radio.