diode
Dans les composants électroniques, un dispositif à deux électrodes qui ne permet au courant de circuler que dans un seul sens est souvent utilisé pour sa fonction de rectification. Et les diodes varactor sont utilisées comme condensateurs électroniques réglables. La directionnalité du courant possédée par la plupart des diodes est communément appelée fonction de « rectification ». La fonction la plus courante d'une diode est de permettre au courant de passer uniquement dans une seule direction (appelée polarisation directe) et de le bloquer dans l'inverse (appelée polarisation inverse). Par conséquent, les diodes peuvent être considérées comme des versions électroniques des clapets anti-retour.
Premières diodes électroniques sous vide ; C'est un appareil électronique qui peut conduire le courant de manière unidirectionnelle. Il y a une jonction PN avec deux bornes de connexion à l'intérieur de la diode semi-conductrice, et ce dispositif électronique a une conductivité de courant unidirectionnelle en fonction de la direction de la tension appliquée. D'une manière générale, une diode à cristal est une interface de jonction pn formée par frittage de semi-conducteurs de type p et de type n. Des couches de charges d'espace sont formées des deux côtés de son interface, formant un champ électrique auto-construit. Lorsque la tension appliquée est égale à zéro, le courant de diffusion provoqué par la différence de concentration des porteurs de charge des deux côtés de la jonction pn et le courant de dérive provoqué par le champ électrique auto-construit sont égaux et dans un état d'équilibre électrique, qui est également la caractéristique des diodes dans des conditions normales.
Les premières diodes comprenaient des « cristaux de moustaches de chat » et des tubes à vide (connus sous le nom de « vannes d'ionisation thermique » au Royaume-Uni). Les diodes les plus courantes de nos jours utilisent majoritairement des matériaux semi-conducteurs tels que le silicium ou le germanium.

caractéristiques
Positivité
Lorsqu'une tension directe est appliquée, au début de la caractéristique directe, la tension directe est très faible et insuffisante pour surmonter l'effet de blocage du champ électrique à l'intérieur de la jonction PN. Le courant direct est presque nul et cette section est appelée zone morte. La tension directe qui ne peut pas rendre la diode conductrice est appelée tension de zone morte. Lorsque la tension directe est supérieure à la tension de la zone morte, le champ électrique à l'intérieur de la jonction PN est surmonté, la diode conduit dans le sens direct et le courant augmente rapidement avec l'augmentation de la tension. Dans la plage normale d'utilisation du courant, la tension aux bornes de la diode reste presque constante pendant la conduction, et cette tension est appelée tension directe de la diode. Lorsque la tension directe aux bornes de la diode dépasse une certaine valeur, le champ électrique interne est rapidement affaibli, le courant caractéristique augmente rapidement et la diode conduit dans le sens direct. On l'appelle tension de seuil ou tension de seuil, qui est d'environ 0,5 V pour les tubes en silicium et d'environ 0,1 V pour les tubes en germanium. La chute de tension de conduction directe des diodes au silicium est d'environ 0,6 à 0,8 V et la chute de tension de conduction directe des diodes au germanium est d'environ 0,2 à 0,3 V.
Polarité inversée
Lorsque la tension inverse appliquée ne dépasse pas une certaine plage, le courant traversant la diode est le courant inverse formé par le mouvement de dérive des porteurs minoritaires. En raison du faible courant inverse, la diode est dans un état de coupure. Ce courant inverse est également connu sous le nom de courant de saturation inverse ou courant de fuite, et le courant de saturation inverse d'une diode est fortement affecté par la température. Le courant inverse d’un transistor au silicium typique est bien inférieur à celui d’un transistor au germanium. Le courant de saturation inverse d'un transistor au silicium de faible puissance est de l'ordre de nA, tandis que celui d'un transistor au germanium de faible puissance est de l'ordre de µ A. Lorsque la température augmente, le semi-conducteur est excité par la chaleur, le nombre de les porteurs minoritaires augmentent et le courant de saturation inverse augmente également en conséquence.

panne
Lorsque la tension inverse appliquée dépasse une certaine valeur, le courant inverse augmente soudainement, ce qu'on appelle un claquage électrique. La tension critique qui provoque un claquage électrique est appelée tension de claquage inverse de la diode. Lorsqu'une panne électrique se produit, la diode perd sa conductivité unidirectionnelle. Si la diode ne surchauffe pas en raison d'une panne électrique, sa conductivité unidirectionnelle ne peut pas être définitivement détruite. Ses performances peuvent encore être restaurées après avoir supprimé la tension appliquée, sinon la diode sera endommagée. Par conséquent, une tension inverse excessive appliquée à la diode doit être évitée pendant l’utilisation.
Une diode est un dispositif à deux bornes à conductivité unidirectionnelle, qui peut être divisé en diodes électroniques et diodes à cristal. Les diodes électroniques ont un rendement inférieur à celui des diodes à cristal en raison de la perte de chaleur du filament, elles sont donc rarement vues. Les diodes à cristal sont plus courantes et couramment utilisées. La conductivité unidirectionnelle des diodes est utilisée dans presque tous les circuits électroniques et les diodes semi-conductrices jouent un rôle important dans de nombreux circuits. Ils constituent l’un des premiers dispositifs semi-conducteurs et ont une large gamme d’applications.
La chute de tension directe d'une diode au silicium (type non lumineux) est de 0,7 V, tandis que la chute de tension directe d'une diode au germanium est de 0,3 V. La chute de tension directe d'une diode électroluminescente varie selon les différentes couleurs lumineuses. Il existe principalement trois couleurs, et les valeurs de référence spécifiques de chute de tension sont les suivantes : la chute de tension des diodes électroluminescentes rouges est de 2,0 à 2,2 V, la chute de tension des diodes électroluminescentes jaunes est de 1,8 à 2,0 V et la tension la chute de diodes électroluminescentes vertes est de 3,0 à 3,2 V. Le courant nominal lors d'une émission lumineuse normale est d'environ 20 mA.
La tension et le courant d'une diode ne sont pas liés de manière linéaire, donc lors de la connexion de différentes diodes en parallèle, des résistances appropriées doivent être connectées.

courbe caractéristique
Comme les jonctions PN, les diodes ont une conductivité unidirectionnelle. Courbe caractéristique volt-ampère typique d'une diode au silicium. Lorsqu'une tension directe est appliquée à une diode, le courant est extrêmement faible lorsque la valeur de tension est faible ; Lorsque la tension dépasse 0,6 V, le courant commence à augmenter de façon exponentielle, ce qui est communément appelé tension d'activation de la diode ; Lorsque la tension atteint environ 0,7 V, la diode est dans un état totalement conducteur, généralement appelé tension de conduction de la diode, représentée par le symbole UD.
Pour les diodes au germanium, la tension d'allumage est de 0,2 V et la tension de conduction UD est d'environ 0,3 V. Lorsqu'une tension inverse est appliquée à une diode, le courant est extrêmement faible lorsque la valeur de tension est faible, et sa valeur actuelle est le courant de saturation inverse IS. Lorsque la tension inverse dépasse une certaine valeur, le courant commence à augmenter fortement, ce qu'on appelle un claquage inverse. Cette tension est appelée tension de claquage inverse de la diode et est représentée par le symbole UBR. Les valeurs UBR de tension de claquage des différents types de diodes varient considérablement, allant de quelques dizaines de volts à plusieurs milliers de volts.

Panne inversée
Panne Zener
La panne inversée peut être divisée en deux types en fonction du mécanisme : la panne Zener et la panne Avalanche. Dans le cas d'une concentration de dopage élevée, en raison de la petite largeur de la région barrière et de la grande tension inverse, la structure de liaison covalente dans la région barrière est détruite, provoquant la libération des électrons de valence des liaisons covalentes et la génération de paires d'électrons-trous. ce qui entraîne une forte augmentation du courant. Cette panne est appelée panne Zener. Si la concentration de dopage est faible et la largeur de la région barrière est large, il n'est pas facile de provoquer une panne de Zener.

Répartition des avalanches
Un autre type de panne est la panne d'avalanche. Lorsque la tension inverse augmente jusqu'à une valeur élevée, le champ électrique appliqué accélère la vitesse de dérive des électrons, provoquant des collisions avec les électrons de valence dans la liaison covalente, les faisant sortir de la liaison covalente et générant de nouvelles paires d'électrons-trous. Les trous d'électrons nouvellement générés sont accélérés par un champ électrique et entrent en collision avec d'autres électrons de valence, provoquant une augmentation semblable à une avalanche des porteurs de charge et une forte augmentation du courant. Ce type de panne est appelé panne d'avalanche. Quel que soit le type de panne, si le courant n'est pas limité, cela peut provoquer des dommages permanents à la jonction PN.