Dans cet article, nous discuterons de la chute de tension de la diode, pourquoi elle est causée et comment nous pouvons la calculer. Une diode est un dispositif semi-conducteur qui permet un flux de courant directionnel et limite le flux de courant d'un autre côté.
La chute de tension de la diode fait essentiellement référence à la chute de tension de polarisation directe. Il se produit dans une diode présente dans un circuit électrique lorsque le courant la traverse. Cette chute de tension en direct est le résultat de l'action de la région de déplétion formée par la jonction PN sous l'effet d'une tension appliquée.
Qu'est-ce qu'une chute de tension de diode ?
La chute de tension de la diode est le résultat du flux de courant de l'anode à la cathode. Lorsque la diode est conductrice en polarisation directe, la chute de potentiel à ses bornes est appelée chute de tension de diode ou chute de tension directe.
Idéalement, il ne devrait pas y avoir de chute de tension aux bornes de la diode lorsqu'elle transporte du courant et fonctionne pour générer une tension de sortie continue. Dans la vraie vie, une petite chute de tension se produit en raison de la résistance directe et de la tension de claquage directe. Pour le silicium, la chute de tension de la diode est d'environ 0.7 volt.
Combien de tension chute une diode ?
Toute diode laisse tomber une quantité particulière de tension à ses bornes. Une chute de tension de diode de 0.7 V signifie que la tension à travers la résistance ou la charge présente dans le circuit est de (tension d'alimentation - 0.7) volt.
La chute de tension à travers différentes diodes est différente. En règle générale, il varie de 0.6 à 0.7 volts pour une petite diode au silicium. Pour les diodes schottky, la valeur de la chute de tension est de 0.2 Volt. Pour les diodes électroluminescentes ou les LED, la chute de tension varie de 1.4 à 4 volts. Les diodes au germanium ont une chute de tension de 0.25 à 0.3 volt.
Lire la suite sur….Chute de tension pour le câble : comment calculer et faits détaillés
Pourquoi une diode a-t-elle une chute de tension ?
La diode, en polarisation directe, sélectionne un niveau de tension approprié pour pouvoir pousser les charges électroniques vers la jonction PN. Cela peut être dit de manière analogue à "soulever" chaque balle jusqu'au sommet de la table depuis le sol.
La différence de niveau d'énergie nécessaire pour déplacer les charges électroniques à travers la jonction PN provoque la chute de tension. De plus, il y a une certaine résistance dans la diode responsable d'une certaine quantité de chute de tension. La chute de tension due à la résistance dépend du débit de courant admissible à la jonction PN.
Comment calculer la chute de tension d'une diode ?
Les chutes de tension des différentes diodes sont différentes. Pour une diode au silicium, il est d'environ 0.7 volt, pour une diode au germanium, il est de 0.3 volt et pour diode Schottky il est d'environ 0.2 volt. Les LED ont différentes valeurs de chute de tension.
Maintenant, si nous voulons calculer la chute de tension sur tout autre élément du circuit, nous devons soustraire la chute de tension des diodes présentes entre cet élément et la source de la tension de la source. Ainsi, la chute de tension de cet élément est (tension source - somme des chutes de tension de la diode).
Comment faire chuter la tension à l'aide d'une diode?
Les diodes Zener sont bonnes pour faire chuter la tension. Cependant, une méthode triviale pour faire chuter la tension à l'aide de diodes consiste à connecter plusieurs diodes en série avec l'alimentation. Chaque diode provoque une chute de tension de près de 0.7 Volt.
Les diodes ne permettent qu'un seul flux directionnel d'électricité, mais la diode ne conduira l'électricité que lorsque l'alimentation touche le seuil. Le seuil standard de la diode au silicium est de 0.6 volt. … Une fois que chaque diode est connectée en série, la tension chute de 0.6 volt. En utilisant cette technique, nous pouvons faire chuter la tension dans un circuit à l'aide de diodes.
A lire aussi…Comment calculer la chute de tension dans un circuit en série : faits détaillés
Chute de tension de la diode Schottky
Les diodes Schottky, dotées d'une jonction métal-semi-conducteur, ont généralement un V_f compris entre 0.15 V et 0.45 V. Cette plage est due aux variations du métal utilisé (par exemple, platine, chrome) et du type de semi-conducteur (par exemple, silicium de type n). Le V_f inférieur résulte de l'absence d'injection de porteurs minoritaires, qui prévaut dans les diodes à jonction PN.
Applications: Leur faible V_f les rend idéaux pour les applications haute fréquence et le redressement de puissance, où l'efficacité énergétique est critique.
Chute de tension de la diode Zener
Les diodes Zener sont conçues pour fonctionner en polarisation inverse, avec une chute de tension stable (V_z) pouvant aller de 2 V à plus de 200 V. Le V_z dépend du niveau de dopage ; les diodes fortement dopées ont un V_z inférieur. Les diodes Zener suivent le mécanisme de claquage Zener jusqu'à environ 5.6 V, et au-delà, le claquage par avalanche domine.
Applications: Ils sont largement utilisés dans les applications de régulation de tension et de référence en raison de leur capacité à maintenir une tension constante sur une large plage de courant.
Chute de tension de la diode au germanium
Les diodes au germanium, avec une énergie de bande interdite d'environ 0.66 eV, présentent un V_f d'environ 0.3 V. Leurs performances sont affectées à des températures plus élevées en raison de la concentration intrinsèque accrue de porteurs, conduisant à des courants de fuite plus élevés par rapport aux diodes au silicium.
Applications: Bien que moins courantes, les diodes au germanium sont utilisées dans les applications basse tension et dans la restauration d'équipements électroniques vintage.
Chute de tension de la diode au silicium
Les diodes au silicium, avec une énergie de bande interdite d'environ 1.1 eV, ont un V_f d'environ 0.7 V. Cette valeur peut varier légèrement en fonction de la concentration de dopage et de la construction de la diode. Les diodes au silicium conservent leurs caractéristiques sur une plage de températures plus large que les diodes au germanium.
Applications: Leur fiabilité et leur stabilité les rendent adaptés à une large gamme d'applications, du redressement de puissance au traitement du signal.
Diodes en série Chute de tension
Dans une configuration en série, la chute de tension directe totale est la somme cumulée des chutes de diodes individuelles. Par exemple, trois diodes au silicium en série à des niveaux de courant identiques auront un V_f total d'environ 2.1 V. Le courant traversant chaque diode doit être identique, car des courants différents peuvent entraîner des chutes de tension inégales et une défaillance potentielle de la diode.
Applications: Les configurations de diodes en série sont utilisées dans les applications nécessitant des chutes de tension plus élevées qu'une seule diode ne peut fournir.
Diodes en chute de tension parallèle
Dans les connexions parallèles, la chute de tension aux bornes de chaque diode est la même que celle d’une seule diode. Cependant, l'adaptation des diodes est cruciale, car les différences entre les caractéristiques V_f et I/V peuvent conduire à un partage inégal du courant, surchargeant potentiellement une diode et sous-utilisant les autres.
Applications : Des configurations de diodes parallèles sont utilisées pour augmenter la capacité de gestion du courant tout en maintenant une chute de tension spécifique.
FAQ
Comment réduire la tension avec la diode zener ?
La diode Zener est un cas particulier de diodes qui permet au courant de circuler en sens inverse dans une certaine tension, appelée tension Zener. Il peut également réduire l'inverse tension et fonctionne comme un régulateur de tension efficace.
Pour utiliser une diode Zener pour réduire la tension, nous devons la connecter en parallèle avec la charge dans le circuit. La tension d'alimentation doit être supérieure à la tension Zener et la diode doit être en polarisation inverse. Cette connexion aide à réduire la tension inverse à une valeur spécifique et agit comme un régulateur de tension.
Formule de chute de tension de diode
Par souci de simplicité, la chute de tension directe à travers une diode est supposée être de 0.7 V. Maintenant, s'il n'y a qu'une seule diode dans un circuit avec une charge, la chute de tension à travers la charge est de (tension d'alimentation - 0.7) Volt.
Dans le cas de plusieurs diodes en série dans un circuit, la chute de tension aux bornes de la charge est (tension d'alimentation - le nombre de diodes * 0.7). Par exemple, dans l'image 1, la chute de tension aux bornes de la diode D1= (5-0.7) = 4.3 V. La chute de tension aux bornes de la diode D2= (5-2 * 0.7) = 3.6 V. La chute de tension aux bornes de la diode D3 = (5-3 * 0.7) = 2.9 V.
Lire la suite sur….Chute de tension pour monophasé : comment calculer et faits détaillés
Diagramme de chute de tension de diode
Le tableau ci-dessous décrit les limites de chute de tension de différents types de diodes.
| Type de diode | Chute de tension |
| Diode au silicium | 0.6-0.7 Volt |
| Diode au germanium | 0.25-0.3 Volt |
| Diode Schottky | 0.15-0.45 Volt |
| LED rouge | 1.7-2.2 Volt |
| LED Bleu | 3.5-4 Volt |
| LED jaune | 2.1-2.3 Volt |
| LED verte | 2.1-4 Volt |
| LED blanche | 3.3-4 Volt |
| LED orange | 2.03-2.20 Volt |
| DEL violette | 2.76-4 Volt |
Chute de tension de diode en fonction de la température
Les diodes au silicium ont un coefficient de température négatif d'environ -2 mV/°C. Cette diminution de la chute de tension avec l'augmentation de la température est due à une mobilité accrue des porteurs. Les diodes Schottky, avec une hauteur de barrière inférieure, présentent un coefficient de température plus faible, généralement autour de -1 mV/°C.
Aperçu des applications : Cette propriété est importante dans les applications sensibles à la température, où les diodes peuvent agir comme capteurs de température ou compensateurs dans les circuits.
Chute de tension de la diode par rapport au courant
La chute de tension aux bornes d'une diode augmente avec le courant de manière non linéaire. Mais comme la résistance différentielle est moindre, l'augmentation est très lente. Nous pouvons considérer la tension directe par rapport aux caractéristiques de courant.
Dans les diodes au silicium, lorsque le courant augmente de 1 mA à 1 A, V_f (chute de tension directe) varie généralement de 0.7 V à 0.8 V en raison de l'augmentation du flux d'électrons. Les diodes au germanium montrent une augmentation de V_f de 0.3 V à 0.4 V dans des conditions similaires. L'équation de Shockley détaille la relation : V_f = nV_t ln(I/I_s + 1). Ici, n (facteur d'idéalité) va de 1 (diode idéale) à 2 (conditions réelles), V_t (tension thermique) est d'environ 26 mV à température ambiante et I_s (courant de saturation) est de l'ordre du nanoampère.
À partir de la courbe IV, nous pouvons voir qu'une grande quantité d'augmentation du courant produit initialement une augmentation négligeable de la tension. Puis plus rapidement la tension monte, et finit par grimper très rapidement. La courbe IV montre une croissance exponentielle de la tension avec le courant. Au moment où Vd croise 0.6/0.7 V, il monte rapidement.
Quand chute de tension aux bornes d'une diode à jonction PN ?
Lorsque le courant traverse un composant présent dans un circuit, une chute de tension se produit. De même, lorsque le courant traverse la diode en polarisation directe, il y a un chute de tension, connue sous le nom de chute de tension directe.
La diode à jonction pn ne peut pas envoyer le courant de la jonction en polarisation inverse pour une résistance très élevée. La jonction pn agit comme un circuit ouvert, de sorte que la chute de tension à travers cette diode de jonction pn idéale reste la même. Elle est égale à la tension de la batterie.
Veuillez également cliquer pour en savoir plus sur Diodes électroluminescentes organiques.
Chute de tension MOSFET connecté à une diode
Un MOSFET connecté en diode, avec la grille et la source en court-circuit, présente une chute de tension égale à sa tension de seuil (V_th), généralement comprise entre 0.7 V et 1 V. Cette chute est plus élevée en raison de l'exigence V_gs (tension grille-source) du MOSFET. Le V_th spécifique dépend du type et de la construction du MOSFET, avec des variations observées dans différents nœuds technologiques.
Applications : Les MOSFET connectés par diodes sont utilisés dans les circuits analogiques comme références de tension et dans les circuits numériques pour le décalage de niveau logique, bénéficiant de l'impédance d'entrée élevée et de la chute de tension contrôlée du MOSFET.
Salut……Je m'appelle Kaushikee Banerjee et j'ai terminé ma maîtrise en électronique et communications. Je suis un passionné d'électronique et je me consacre actuellement au domaine de l'électronique et des communications. Mon intérêt réside dans l'exploration des technologies de pointe. Je suis un apprenant enthousiaste et je bricole avec l'électronique open source.