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Electricité - Electronique | |
LES DIODES |
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Une diode est un dispositif qui laisse passer le courant que dans un sens.
Il y a 2 connexions: une anode (+) et une cathode(-). C'est le sens normal, dit direct. En même temps il faudra une certaine tension pour qu'elle laisse passer un courant conséquent ( 0.7 v environ)
Si on la branche à l'envers (dit inverse) il va y avoir un léger courant de fuite.
Le circuit équivalent s'assimile à un résistance très élevée.
Si on mets trop de tension la diode va devenir brusquement conductrice pour une certaine valeur.
Si on trace la caractérisque courant en fonction de la tension on obtient des pentes diffèrentes ( équivalent à des résistances)
En partant de 0 vers le positif , une pente presque horizontale (résistance elevee) jusqu'au coude de conduction où la pente devient verticale (résistance très faible)
En partant de 0 vers le négatif, une pente presque horizontale (résistance très élevée)puis à une valeur de tension forte un coude et de niveau une pente verticale (résistance faible)
Ces caractéristiques varient suivant les modèles.
Paramètres important:
Tension inverse: V RRM
IF(av) moyen
IFSM courant impusionnel non répétitif
IFRM courant impusionnel répétitif
VF max @ IF
Trr temps de commutation (pas donné pour redressement normal)
Boitier: métallique (attention dans ce cas l'anode ou la cathode est relié au corps) , verre ou dit plastique
Ex: 1N4001
VRRM 50V, IF(av) 1A, IFSM 20A, VF max 1.1V @ IF 1A
Un classement d'utilisation suivant les modèles Commutation, Redressement normal (secteur), Redressement rapide, haute tension....
Pour application redressement voir CALCULS D'ALIMENTATION
redressement:
courant 1 A, 1 N4001 tension inverse 50v,1 N4007 tension inverse 1000V
commutation:
1N4148 courant 100 mA, tension inverse 50V.
zener:
En fait la diode est utilisée en inverse et c'est l'effet d'avalanche qui est maitrisée a une certaine valeur qui
donnera la tension de la diode.
LED:
En conduction normale le courant crée une lumière.
autres diodes: photo, PIN, Varicap, détection ....
Les LEDs ne sont rien d'autres que des diodes dont la barrière de potentiel (~tension de seuil) correspond à une énergie de rayonnement visible (grossièrement entre 1V et 4V (Uf)). En fait toute diode parcourue par un courant en sens direct (If) émet un rayonnement électromagnétique, par l'énergie libérée lors de la recombinaison de porteurs de charges au niveau de la jonction PN. La seule différence avec une diode 'normale' est que la LED est conçue pour optimiser le rendement en lumière et voir la puce. Par ailleurs les semiconducteur et les dopages des LEDs (notamment en lumière visible) sont très différents pour atteindre cette tension de seuil élevée. (Ex: infrarouge : Si,GaAs dopé Zn, rouge, orange et jaune : GaAs dopé P, Vert : GaP dopé N, bleu: SiC ou GaN )
contraintes mécaniques trop importantes au niveau des pattes
courant trop fort: l'intensité lumineuse varie linéairement jusqu'à une certaine valeur. Pour plus de lumière prendre un modèle plus performant.
puissance trop forte: (0.1 à 0.2W a 25°C)
attaquer en tension: du fait de la caractéristique presque verticale, il faut au contaire l'attaquer en courant.
courant inverse trop fort:
le fabricant donne en général une valeur min (Ur)de 5 V pour 100uA (Ir)mais cela peut atteindre 20 V. Le principal problème est un risque de sur-puissance dissipée bien que les fabricants indiquent que si l'on travaille en inverse on risque des dégradations permanentes ou à court terme. Donc s'abstenir d'un branchement en inverse ( une protection serait de mettre une diode en // sur la diode même).
(pour voir si la diode a souffert il faut tracer sa caractéristique If(V), une pente entre 0 et la tension de seuil est un mauvais signe (équivaut à une résistance de fuite)
sur-échauffement à la soudure
choc thermique
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Pour la commander un moyen très simple est d'utiliser une résistance en série mais voir applications pour d'autres circuits de commandes.
Ex: Vf typ 1.6V pour rouge, If 10 mA d'où Rl=340 Ohms soit 330 Ohms valeur normalisée.
Egalement au niveau utilisation , certaines sont optimisées pour un fonctionnement en impulsion pour des panneaux en matrice dit "multiplexé" qui simplifie la commande.
Il existe beaucoup de modèles de diodes en forme et taille, diffusantes et non diffusantes ....
Afin de réaliser des points lumineux fins une solution peut-etre d'utiliser une fibre optique car les diodes les plus petites seront de l'ordre de 2 bons mm. De plus une diode peut avoir plusieurs fibres.
détail d'une LED rectangulaire de 2*5 mm (avec échelle graduée en mm en fait c'est faux de 20%, donc rajouter 20 % )
avec éclairage extérieur
la puce fait environ 0.4*0.4 mm, on voit bien la connexion (anode) fil d'or sur le dessus ce qui explique que l'on ne peut pas raccourcir la diode trop près. On remarque aussi que la base (cathode) en forme de cône inverse aide à reflèchir le rayonnement latéral de la puce. Sur une diode à bout rond l'effet lentille est de l'ordre de *2. Le corps est teinté rouge et l'on remarque que le bout est opaque pour améliorer la diffusion. Ce genre de diodes sert pour des vu-mètre ou "bargraph".
Pour le cablage quand on peut voir l'intérieur , c'est facile de repérer la cathode. (partie interne la plus grosse). C'est aussi la patte la plus courte coté cablage.
encore plus gros
éclairage extérieur et léger courant, la diode émets
émission diode seule
on voit bien l'effet réflecteur du cône inversé.
Photos prise avec une binoculaire Bausch & Lomb (rapport entre la 1ere et les suivantes * 4.2 ), l'objectif de l'appareil photo étant mis sur un des occulaires et cela va à peu près !!!
LIENS DIVERS (sur le sujet)
http://www.ptitrain.com/jide/techno/tech04.htm
