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Sommaire INTRODUCTION .........................................................

Sommaire INTRODUCTION .................................................................................. 2 chapitre1 :diodejonction pn.................................................... 3  définition : ................................................................................... 3  diode a l'état passante : .............................................................. 4  diode à l'état bloqué : ................................................................. 4  Caractéristiques d'une diode Réel : ............................................. 5  Influence de la température :...................................................... 6 chapitre 2 : type des diodes .................................................... 6  Diode Laser : ............................................................................... 6  Diode à effet tunnel : ................................................................ 9  Diode pin : ............................................................................... 10  Photodiode : .............................................................................. 13  Diode électroluminescente : ..................................................... 16  diode zener : ............................................................................. 18  diode schottky : ......................................................................... 20  diode varicap : ........................................................................... 22  diode gunn : .............................................................................. 25 chapitre 3 : les applications des diodes ......................... 28 INTRODUCTION chapitre1 :diode jonction pn  définition : une diode à jonction (PN) est un composant électronique fabriquer par l'association de deux semi-conducteurs une partie dopé P (anode) et une partie dopé N (cathode). l'usage le plus courant d'une diode est de ne laisser passe le courant que dans un seule sens, le cathode vers l'anode mais pas dans l'autre sens. les matériaux les plus utilisée pour fabriquer les diode (PN) sont le Silicium (Si) et le Germanuim (Ge ). à l'équilibre les deux partie P et N sont dansl'etat non polarisé : la diode est composant dit de commutation qui posséde 2 régimes de fonctionnement: --- diode à l'état : passante. --- diode à l'état : bloqué.  diode a l'état passante : -- Région N est à un potentiel -Vpn par rapport à la région P d'ou le diagramme de bande ci-dessous -- La barrière de potentiel pour les porteurs majoritaires est plus faible, il en résulte un fort courant de trous majoritaires (dû à la diffusion). -- Ie courant de trous minoritaires reste inchangé.  diode à l'état bloqué : -- région N est à un potentiel +Vpn par rapport à la région P . -- La barrière de potentiel est plus haute, elle empêche le passage de tous les trous majoritaires. -- le courant de trous minoritaires reste inchangé.  Caractéristiques d'une diode Réel :  Pour Vd < 0 , la diode se comporte comme un bon isolant: o la diode est dite (bloquée). o dans ce domaine son comportement est approximativement linéaire. o le courant “ inverse”, Is , augmente avec la température.  Pour Vd >> ~0.6v, le courant augmente rapidement avec une variation à peu près linéaire : o la diode est dite (passante). o mais Id n'est pas proportionnel à Vd (il existe une “tension seuil” ~ Vo). avec 1 ≤ m ≤ 2 ( facteur d'idéalité ). VT = k • T/e à T = 300 K (26,85°C), VT = 26mV. e= 1.6 Coulomb. T la température en °Kelvin. k = 1,38 10-23 J/K= cte de Boltzmann. Is = courant inverse.  Influence de la température : Tous les composants à semi-conducteur sont sensibles à la température. Le courant de saturation Is double tous les 7 °C pour une diode au silicium. La tension de seuil diminue avec la température 0. Autour de 25 °C. chapitre 2 : type des diodes  Diode Laser : Le LASER est un procédé d’amplification de la lumière, défini en anglais parLight Amplification by ( Stimulated ) Emission of Radiation. L’amplification de la lumière par émission stimulée de photons produit une lumière qui est monochromatique, directionnelle, cohérente et de haute intensité. Différentes sortes de lasers existent. Ils comprennent tous trois éléments nécessaires qui sont : le milieu émetteur, l’excitation et l’amplification. Parmi ces lasers nous distinguons le laser à semi-conducteur ou la diode laser. La diode laser à semi-conducteur émet de la lumière monochromatique cohérente (une puissance optique) destinée, entre autres, à transporter un signal contenant des informations sur de longue distances (dans le cas d'un système de télécommunications) ou à apporter de l'énergie lumineuse pour le pompage de certains lasers (lasers à fibre, laser DPSS) et amplificateurs optiques (OFA, Optical Fibre Amplifier). Avec un symbole La diode laser est un composant similaire à la diode électroluminescente, car elle est constituée d'une jonction p-n réalisée sur des matériaux à gap direct avec une région active où les porteurs injectés, par forte polarisation directe de la diode, se recombinent de façon radiative, produisant une lumière cohérente issue d’émissions stimulées de photons. Une telle diode laser s'appelle laser à homojonction, sa structure de base est représentée sur la figure (1). Son faisceau lumineux de sortie est latéral. Il est très directif et de fréquence très précise. La région active de la diode, comprise entre les régions n et p, est quasi neutre. Elle est équivalente à une cavité optique résonnante (Fabry- Pérot cavité) qui consiste en un guide d’ondes délimité par deux faces clivées perpendiculairement au plan de la jonction qui forment deux miroirs semi-transparents de facteurs de réflexion R1 et R2 (figure 2), le clivage consistant à réaliser une cassure nette et parallèle à un plan réticulaire. Les autres côtés de la structure sont rugueux pour éviter des réflexions sur les autr es face s de la stru ctur e. Electriquement, une diode laser s'alimente comme une LED. Comme toute diode, elle est polarisée. Le courant qui circule dans la diode laser doit être maîtrisé avec une beaucoup plus grande précision que pour une LED. En effet, une pointe de courant, même très brève, ou une décharge d'électricité statique sont fatales à une diode laser. En tension inverse, une diode laser ne supporte que 2 ou 3V, donc attention à la polarité ! Comme une LED, la caractéristique courant-tension fait qu'il s'établit une tension aux bornes de la diode laser qui varie assez peu avec le courant. La diode laser doit donc être contrôlée en courant.  La figure ci-dessous montre la courbe caractéristique d'une diod e laser : Ici, la ligne horizontale indique les courants etla ligne verticale indique la puissance optique de la lumière produite. La figure montre clairement qu'une augmentation progressive de la puissance est constatée jusqu'à ce qu'un seuil soit atteint. Après la valeur seuil, une augmentation rapide dela puissance est remarquée même pour une légère augmentation du courant. La puissance produite par la diode laser dépend également de la température associée à l'appareil.  Diode à effet tunnel : Une jonction normale utilise des semi-conducteurs faiblement dopés, un atome d’impureté par 10 millions d’atomes, ce qui donne une assez large région désertée. La conduction dans une diode formée par une telle jonction pn se produit seulement quand la polarisation directe atteint un seuil déterminé permettant de vaincre le potentiel électrostatique de la barrière. En 1958, le physicien japonais Leo Esaki découvrit que la jonction des semi-conducteurs fortement dopés permettra d’éliminer ce seuil et en plus aura une région de résistance négative. La diode tunnel est très conductrice, fortement diode à jonction PN dopée dans laquelle le courant induit en raison du tunneling. Le tunneling est le phénomène de conduction dans le matériau semi-conducteur dans lequel le porteur de charge frappe la barrière au lieu de la franchir. La diode tunnel est une diode à jonction PN fortement dopée. La concentration d'impuretés dans la diode à jonction PN normale est d'environ 1 partie sur 108. Et dans la diode tunnel, la concentration de l'impureté est d'environ 1 partie sur 103. En raison du fort dopage, la diode conduit courant à la fois dans le sens avant et dans le sens inverse. C'est un appareil de commutation rapide ; ainsi, il est utilisé dans les oscillateurs haute fréquence, les ordinateurs et les amplificateurs. Avec un symbole En polarisation directe, la conduction immédiate se produit dans la diode en raison de son dopage important. Le courant dans une diode a atteint sa valeur maximale IP quand le Vp tension appliquée à travers elle. Plus la tension augmente, plus le courant entre les bornes diminue. Et il diminue jusqu'à atteindre leur valeur minimale. Cette valeur minimale de courant est appelée le courant de vallée Iv. Le graphique ci-dessous montre que, du point A au point B la valeur du courant diminue avec l'augmentation de la tension. Ainsi, de A à B, le graphique montre la région de résistance négative de la diode tunnel. Cette région montre la propriété la plus importante de la diode. Ici, dans cette région, la diode tunnel produit l'énergie au lieu de l'absorber.  Diode pin : Une diode PIN est formée de deux régions assez minces de semi-conducteurs mais fortement dopées prenant en sandwich un morceau assez large et faiblement dopé de cristal appelé région intrinsèque. Comme le nom le suggère les régions fortement dopées sont de types p et n. Cette diode se comporte comme une diode ordinaire aux fréquences allant jusqu’à 100 mégahertz mais change complètement de caractéristiques ensuite. La diode p-i-n est utilisée dans un grand nombre d’applications allant de la bande UHF aux fréquences micro-ondes. Elle fonctionne comme résistance variable aux fréquences RF et micro-ondes en ´étant contrôlée principalement par son courant de polarisation directe. Dans les applications de commutation et d’atténuation, la diode doit idéalement piloter le niveau uploads/Geographie/ sommaire.pdf