LES DIODES

Une diode est un composant dit actif, qui fait partie (comme le transistor) de la famille des semi-conducteurs. Par définition, une diode fait référence à tout composant électronique doté de deux électrodes. Il s'agit d'un composant polarisé qui possède donc deux contacts (une anode et une cathode), et qui ne laisse pas passer le courant de la même façon selon qu'on la branche dans un sens ou dans l'autre (le courant Anode vers Cathode peut être plus important que le courant Cathode vers Anode, à une tension donnée, par exemple). Cette caractéristique permet à la diode d'être utilisée pour redresser un courant alternatif, c'est à dire de ne laisser passer que l'alternance positive ou que l'alternance négative (selon son orientation). Le matériau le plus utilisé pour fabriquer les diodes "standards" est à ce jour le silicium, le germanium étant désormais bien moins utilisé que par le passé.

 

Principales caractéristiques d'une diode
Il existe une multitude de diodes. Le type à utiliser dépend de l'application (détection de signaux RF dans un récepteur radio, redressement dans une alimentation linéaire, amélioration de la vitesse de commutation de transistors de puissance dans une alimentation à découpage, protection contre les surtensions, par exemple).

La tension de seuil
Correspond à la tension à partir de laquelle la diode commence à conduire quand elle est polarisée dans le sens passant. Il s'agit donc de la tension minimale de fonctionnement en-dessous de laquelle la diode ne peut pas être utilisée. Cette tension de seuil correspond aussi à la tension de déchet, c'est à dire la tension qui sera perdue à cause de l'usage même de la diode (tension qui reste à ses bornes quand elle conduit). Plus le courant qui traverse la diode est important, et plus la chute de tension est importante. L'évolution de la chute de tension reste cependant assez faible comparée à l'évolution du courant.

La tension inverse
Appelée aussi tension de claquage. Il s'agit de la tension maximale que l'on peut appliquer à la diode dans le sens bloquant (c'est à dire diode branchée à l'envers), avant qu'elle ne conduise. Une diode "normale" risque de griller quand cette tension inverse maximale est dépassée, mais certaines diodes supportent ce fonctionnement et ont même été conçues pour travailler de cette façon. Les diodes zener, par exemple, se comportent comme des diodes normales quand on les branche dans le sens direct, et présentent une tension à juste titre appelée tension de zener, quand on les branche dans le sens inverse. Cette tension inverse (de zener) est utilisée comme référence de tension, pour de la régulation d'alimentation par exemple.

Le courant direct
Il s'agit de l'intensité maximale qui peut parcourir le composant de façon continue quand il est polarisé dans le sens passant, sans que ce dernier ne grille. La diode peut en général supporter une pointe de courant (très brêve) bien supérieure au courant maximal.

La vitesse
Certaines diodes sont dites rapides. On peut donc imaginer qu'il en existe des lentes. Et c'est bien le cas. Alors qu'entend-on donc par rapide ? Et bien comme dans tout contexte d'utilisation, tout est relatif. Une même diode peut être considérée comme rapide dans une application donnée, et être considérée comme lente dans une autre application. Une diode de type 1N4007 par exemple, convient pour effectuer un redressement en sortie secondaire d'un transformateur d'alimentation (50Hz), mais ne convient pas pour une utilisation en diode de recouvrement dans une alimentation à découpage (diode de recouvrement : diode connectée au transistor de puissance qui travaille en commutation à une fréquence élevée - par exemple 150 KHz, pour accélerer les temps de commutation et limiter ainsi l'échauffement). Les diodes Schottky sont dites rapides, et peuvent même parfois être préférées pour des applications "lentes".

 

 

La led est un composant dit passif, de la famille des semi-conducteurs (comme la diode et le transistor). Il s'agit d'une diode un peu particulière, qui a la propriété d'émettre de la lumière quand un courant la parcourt (de l'Anode vers la Cathode). Il en existe de plusieurs sortes, fabriquées avec des matériaux différents, qui seront choisi par le constructeur en fonction du rendement et du type de lumière désirés. Certaines leds ont un rendement très supérieur à d'autres, on les réserve à de l'affichage en extérieur (feux tricolores, feux stop des voitures, panneaux d'affichage vidéo), ou pour de la signalisation critique en intérieur (voyant d'alarme par exemple).

Particularité de la led
La led est un semi-conducteur, et son sens de branchement est important. La tension inverse d'une led étant très faible (de l'ordre de quelques volts), ne branchez jamais une led à l'envers sous peine de la détruire. De même, une led est prévue pour fonctionner à un courant nominal donné, par exemple 10mA ou 20mA. Faire parcourir à la led un courant trop intense risque également de la détruire. Une led doit toujours être alimentée au travers d'un système de régulation de courant, qui se résumera la plupart du temps à une simple résistance. Le calcul de la valeur de la résistance est très simple, et s'effectue en fonction de la tension d'alimentation disponible, du courant qui doit traverser la led, et de la chute de tension qu'elle présente à ses bornes à son courant nominal. La chute de tension d'une led dépend de sa structure. Une led rouge standard présente une tension de seuil de 1,6 à 2V, tandis que pour une led bleue ou pour certaines leds haute luminosité, cette tension se situe plutôt autour de 3V, voire 3,6V. Lorsque la chute de tension sur la résistance chutrice est importante, vous devez prévoir une résistance capable de dissiper la puissance nécessaire. Car si un courant consommé de 20mA peut sembler faible à première vue, calculez donc la puissance que la résistance devra dissiper pour une chute de tension de 30V... Et oui, il faut une résistance de 1W ! La classique 1/4W ne résistera pas longtemps à la chaleur ! Un conseil : montez deux résistances en parallèle de 0,5W pour faciliter la dissipation thermique.