Diode à semi-conducteur
Une jonction p n est connue sous le nom de Diode semi-conductricee. La jonction pn est utilisée à des fins de rectification car elle ne conduit que dans un sens. Il est également connu comme cristal diode comme il est fait de silicium ou de germanium cristallin. Le symbole de la diode à semi-conducteur est présenté ci-dessous.
Caractéristiques de voltampère d'une diode à semi-conducteur
Les caractéristiques en volt-ampère ou V-I d'une diode à semi-conducteur sont une courbe entre la tension aux bornes de la jonction et le courant du circuit.
La disposition du circuit est indiquée ci-dessous.
La résistance R est connectée en série avec le pn jonction qui empêche le courant direct de la diode de dépasser la valeur limite prescrite. Les caractéristiques sont étudiées sous trois aspects, à savoir tension externe nulle, polarisation directe et polarisation inverse. Ils sont décrits ci-dessous en détail.
Tension externe nulle
Lorsqu'aucune tension externe n'est appliquée et que le circuit est ouvert à la touche K, aucun courant ne circule dans le circuit. Il est indiqué par le point 0 sur le graphique ci-dessous.
Polarisation en avant
Lorsque la clé K est fermée et que le commutateur à double course estmis à la position 1 comme indiqué dans le schéma de circuit A ci-dessus. La jonction pn est polarisée en direct puisqu'un semi-conducteur de type p est connecté à la borne positive et le type n à la borne négative de l'alimentation. Maintenant, lorsque la tension d'alimentation est augmentée en changeant la résistance variable Rh. Le courant de circuit augmente très lentement et la courbe non linéaire est représentée sur la figure B ci-dessus en tant que OA.
La lente augmentation du courant dans cette région estparce que la tension externe appliquée est utilisée pour surmonter la barrière de potentiel de 0,3 V pour Ge et de 0,7 pour Si. De la jonction p n. Cependant, une fois la barrière de potentiel éliminée et la tension d'alimentation externe augmentée. La jonction p n se comporte comme un conducteur ordinaire et le courant du circuit augmente très fortement, représenté par la région AB.
A cet instant, le courant est limité par la résistance série R et une petite valeur de la résistance de jonction RF. La courbe est presque linéaire. Si le courant augmente plus que la valeur nominale de la diode, celle-ci peut être endommagée.
Tension de genou
La tension directe (0,3 V pour Ge et 0,7 V pour les diodes Si) à laquelle le courant à travers la diode ou la jonction pn commence à monter brusquement est appelée Tension de genou.
Biais inverse
Lorsque le commutateur bipolaire double portée (DPDT)est projeté en position 2 comme indiqué sur la figure A. La jonction pn est polarisée en inverse car le semi-conducteur de type p est connecté à la borne négative et le type n à la borne positive de l'alimentation. Dans ces conditions, la barrière potentielle à la jonction est augmentée. Par conséquent, la résistance de jonction Rr devient très élevé et pratiquement aucun courant ne circule dans le circuit.
Cependant, dans la pratique, un très petit courant de l'ordre du micro ampère circule dans le circuit. Ce courant est appelé Courant inverse et est due aux porteurs minoritaires disponibles à la température ambiante.
Le courant inverse augmente légèrement lorsque leaugmentation de la tension d'alimentation de polarisation inverse. Si la tension inverse augmente continuellement, un étage atteint le moment où l'énergie cinétique des électrons (porteurs minoritaires) devient si élevée qu'ils neutralisent les électrons des liaisons semi-conductrices. Au point C se produit la rupture de la jonction et la résistance de la région de barrière Rr tombe soudainement.
Par conséquent, le courant inverse augmente considérablement pour atteindre une valeur élevée. Cela pourrait détruire la jonction de façon permanente. La tension inverse à laquelle la jonction p n se rompt est appelée Tension de claquage.
Les points suivants sont tirés de toute la discussion ci-dessus.
- À une tension externe nulle, aucun courant ne circule dans le circuit ou la diode.
- En polarisation directe, le courant augmente légèrement jusqu'à ce que le potentiel de barrière soit éliminé.
- Après la tension du genou, le courant direct augmente considérablement.
- Le courant direct est limité par la résistance série R et une petite valeur de résistance de jonction Rf.
- La diode est détruite lorsque le courant direct augmente au-delà de la valeur nominale de la diode.
- Le courant inverse augmente légèrement avec leaugmentation de la tension en raison des transporteurs minoritaires. La valeur maximale du courant inverse pour une diode Si est aussi basse que 1 micro ampère. Pour Ge, il s'agit d'environ 100 micro ampères.
- La tension inverse à laquelle la jonction se rompt est appelée tension de claquage.
- À la tension inverse, lorsque la jonction se rompt, la diode peut être détruite.
