Une jonction PN est connue comme un Diode semi-conducteur. La jonction PN est utilisée à des fins de rectification car elle conduit uniquement dans une seule direction. Il est également connu sous le nom cristal diode car il est fait d’un silicium ou d’un germanium en forme de cristal. Le symbole de la diode semi-conducteurs est illustré ci-dessous.
Il a deux terminaux. Il ne se comporte que lorsqu’il est biaisé vers l’avant. Cela signifie que lorsque le terminal connecté à la pointe de flèche est à un potentiel plus élevé que le terminal connecté à la barre comme indiqué dans la figure ci-dessus. Lorsque la diode semi-conductrice est inversée biaisée, pratiquement elle ne mène aucun courant à travers lui.
Caractéristiques de Volt-Ampère d’une diode semi-conductrice
Les caractéristiques Volt-Ampère ou V- I d’une diode semi-conducteurs sont une courbe entre la tension à travers la jonction et le courant de circuit.
La disposition du circuit est illustrée ci-dessous.
La résistance R est connectée en série avec la jonction PN qui limite le courant vers l’avant diode de dépasser la valeur limite prescrite. Les caractéristiques sont étudiées sous trois têtes, c’est-à-dire une tension externe nulle, une biais directe et un biais inverse. Ils sont décrits ci-dessous en détail.
Tension externe nulle
Lorsqu’aucune tension externe n’est appliquée, c’est le circuit ouvert à la clé K, aucun courant ne circule à travers le circuit. Il est indiqué par le point 0 sur le graphique ci-dessous:
Polarisation vers l’avant
Lorsque la clé K est fermée et que l’interrupteur à double lancer est jeté à la position 1 comme indiqué dans le diagramme de circuit ci-dessus A. La jonction PN est biaisée en avant en tant que semi-conducteur de type P de l’approvisionnement. Maintenant, lorsque la tension d’alimentation est augmentée en modifiant la résistance variable RH. Le courant de circuit augmente très lentement et la courbe est non linéaire illustrée dans la figure caractéristique ci-dessus B en OA.
La lente augmentation du courant dans cette région est que la tension appliquée à l’extérieur est utilisée pour surmonter la barrière potentielle de 0,3 V pour ge et 0.7 pour Si de la jonction PN. Cependant, une fois la barrière potentielle éliminée et que la tension d’alimentation externe augmente davantage. La jonction PN se comporte comme un conducteur ordinaire et le courant de circuit augmente très fortement représenté par la région AB.
À cet instant, le courant est limité par la résistance de la série R et une petite valeur de la résistance à l’avant de la jonction Rf. La courbe est presque linéaire. Si le courant augmente plus que la valeur nominale de la diode, la diode peut être endommagée.
Tension du 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 augmenter brusquement est connu comme Tension du genou.
Polarisation inversée
Lorsque l’interrupteur à double pôle (DPDT) est jeté en position 2 comme le montre la figure A. La jonction PN est biaisée inverse en tant que semi-conducteur de type P . Dans cette condition, la barrière potentielle à la jonction est augmentée. Par conséquent, la résistance à la jonction rr devient très élevé et pratiquement aucun courant ne circule à travers le circuit.
Cependant, dans la pratique réelle, un très petit courant de l’ordre du flux de microampère dans le circuit. Ce courant est connu sous le nom Courant inversé et est dû aux porteurs minoritaires disponibles à température ambiante.
Le courant inverse augmente légèrement avec l’augmentation de la tension d’alimentation des biais inverses. Si la tension inverse est augmentée en continu, une étape atteint lorsque l’énergie cinétique des électrons (porteurs minoritaires) devient si élevée qu’ils éliminent les électrons des liaisons semi-conductrices. Au point C, la ventilation de la jonction se produit et la résistance de la région de la barrière Rr tombe soudainement.
Par conséquent, le courant inversé augmente énormément à une grande valeur. Cela peut détruire la jonction en permanence. La tension inverse à laquelle la jonction PN se casse est connue sous le nom Tension de panne.
Les points suivants sont conclus de toutes les discussions ci-dessus.
- À zéro tension externe, aucun courant ne passe à travers le circuit ou la diode.
- À un biais avant, le courant augmente légèrement jusqu’à ce que le potentiel de barrière soit essuyé.
- Après la tension du genou, le courant vers l’avant augmente considérablement.
- Le courant avant est limité par la résistance de la série R et une petite valeur de la résistance à la jonction RF.
- La diode est détruite à mesure que le courant vers l’avant augmente au-delà de la valeur nominale de la diode.
- Le courant inversé augmente légèrement avec l’augmentation de la tension en raison des porteurs minoritaires. La valeur maximale du courant inversé pour la diode SI est aussi faible que 1 microampère. Pour GE, il s’agit d’environ 100 microampères.
- La tension inverse à laquelle les ruptures de jonction sont connues sous le nom tension de panne.
- À la tension inverse, lorsque la jonction se casse, la diode peut être détruite.
Il s’agit de la diode semi-conductrice.