Une diode est un composant électrique à deux bornes utilisé pour construire divers circuits électriques et électroniques . La diode se compose de deux électrodes à savoir l'anode et la cathode. La plupart des diodes sont fabriquées avec des matériaux semi-conducteurs tels que SI, Ge, etc. La fonction principale de la diode est de conduire le courant électrique dans une seule direction. Les applications de la diode comprennent les commutateurs, les régulateurs de tension, les oscillateurs, les redresseurs, les mélangeurs de signaux, etc. Il existe différents types de diodes disponibles sur le marché tels que la diode Zener, la diode à avalanche, la LED, le laser, Schottky, etc.
Diode d'avalanche
Cet article traite d'une brève information sur la construction et le fonctionnement d'une diode à avalanche. Une diode à avalanche est un type de diode conçu pour subir une panne d'avalanche à une tension de polarisation inverse particulière. La jonction de la diode est principalement conçue pour arrêter la concentration de courant afin que la diode soit à l'abri de la panne.
Qu'est-ce qu'une diode d'avalanche?
Une diode à avalanche est une sorte de dispositif semi-conducteur spécialement conçu pour fonctionner dans la région de ventilation inverse. Ces diodes sont utilisées comme soupapes de décharge qui sont utilisées pour contrôler la pression du système afin de protéger les systèmes électriques contre les surtensions. Le symbole de cela la diode est identique à la diode Zener . La diode à avalanche comprend deux bornes à savoir une anode et une cathode. Le symbole de la diode à avalanche est semblable à la diode normale mais avec les bords de rotation de la barre verticale illustrée dans la figure suivante.
Diode d'avalanche
Construction de diodes d'avalanche
Généralement, la diode à avalanche est en silicium ou en d'autres matériaux semi-conducteurs. La construction de cette diode est similaire à la diode Zener , sauf que le niveau de dopage dans cette diode change par rapport à la diode Zener. Ces diodes sont fortement dopées. Ainsi, la largeur de la région d'appauvrissement dans cette diode est très faible. En raison de cette région, une panne inverse se produit à des tensions plus basses dans cette diode.
En revanche, les diodes à avalanche sont légèrement dopées. Ainsi, la largeur de couche d'appauvrissement d'une diode à avalanche est très grande évaluée à la diode Zener. En raison de cette grande région d'appauvrissement, une panne inverse a lieu à des tensions plus élevées dans la diode. La tension de claquage de cette diode est localisée avec précaution en contrôlant le niveau de dopage lors de la fabrication.
Fonctionnement d'une diode d'avalanche
La fonction principale de la diode normale est de permettre le courant électrique dans un seul sens, c'est-à-dire le sens direct. Tandis que, diode d'avalanche permet le courant dans les deux sens. Mais, cette diode est spécialement conçue pour fonctionner en condition de polarisation inverse lorsque la tension dépasse la tension de claquage en condition de polarisation inverse. La tension à laquelle le courant électrique augmente de manière inattendue est appelée tension de claquage.
Construction de diodes d'avalanche
Lorsque la tension en condition de polarisation inverse appliquée à cette diode dépasse alors la tension de claquage, un claquage de la jonction se produit. Cette panne de jonction est appelée panne d'avalanche. Chaque fois que la tension de polarisation directe est appliquée à cette diode, elle commence à fonctionner comme une diode à jonction p-n régulière en laissant passer un courant électrique.
Quand la tension polarisée en inverse est appliqué à la diode à avalanche, puis les porteurs de charge majoritaires dans les semi-conducteurs de type P et de type N sont éloignés de la jonction PN. En conséquence, la largeur de la région d’appauvrissement augmente. Ainsi, les transporteurs majoritaires n'autoriseront pas le courant électrique. Cependant, les porteurs de charge minoritaires connaissent une force répulsive provenant de la tension extérieure.
En conséquence, le flux de porteurs de charge minoritaires du type p au type n et du type n au type p en déplaçant le courant électrique. Cependant, le courant déplacé par les porteurs de charge minoritaires est très faible. Le petit courant passé par les porteurs de charge minoritaires est appelé courant de fuite inverse. Si la tension de polarisation inverse est appliquée à cela, plus la diode est augmentée, les porteurs de charge minoritaires recevront une grande quantité d'énergie et iront plus vite à de meilleures vitesses.
Les électrons en mouvement libre à grande vitesse s'écraseront avec les atomes puis transféreront l'énergie aux électrons de valence. Les électrons de valence qui reçoivent suffisamment d'énergie des électrons rapides seront séparés de l'atome parent et se transformeront en électrons libres. Encore une fois, ces électrons sont accélérés. Lorsque ces électrons libres entrent en collision avec d'autres atomes, ils éliminent plus d'électrons. En raison de cette collision constante avec les molécules, un grand nombre d'électrons libres ou de trous sont produits. Ces énormes nombres d'électrons libres retiennent le courant de surcharge dans la diode.
Chaque fois que la tension inverse appliquée à la diode, elle augmente continuellement. À une certaine fin, la panne d'avalanche et la panne de jonction se produisent. À ce stade, une petite augmentation de la tension augmentera rapidement le courant électrique. Cette augmentation inattendue de courant peut détruire durablement la diode de jonction régulière. Cependant, les diodes d'avalanche ne peuvent pas être endommagées car elles sont conçues avec précaution pour fonctionner dans la région de rupture d'avalanche.
Tension de claquage de la diode
La tension de claquage de la diode à avalanche dépend de la densité de dopage. Augmenter la densité de dopage réduira la tension de claquage de la diode.
Tension de claquage de la diode
Applications de la diode d'avalanche
Les applications d'une diode à avalanche sont les suivantes.
- La diode Avalanche est utilisée pour protéger le circuit. Lorsque la tension de polarisation inverse commence à s'améliorer, la diode déclenche volontairement un effet d'avalanche à une tension fixe.
- Cela permet à la diode de commencer à exécuter du courant sans se blesser et de couper la puissance extrême de les circuits électriques à sa borne de terre.
- Les concepteurs utilisent davantage la diode pour protéger le circuit contre les tensions indésirables .
- Ces diodes sont utilisées comme générateurs de bruit blanc.
- Les diodes d'avalanche produisent du bruit RF, elles sont généralement utilisées comme sources de bruit dans les engrenages radio. Par exemple, ils sont fréquemment utilisés comme source de radiofréquence pour les ponts d'analyseurs d'antennes. Les diodes d'avalanche sont utilisées pour générer des micro-ondes.
Ainsi, tout est question de diodes à avalanche, de construction, de fonctionnement et d'applications. De plus, tout doute sur ce concept ou sur connaître les différents types de diodes , veuillez donner votre avis en commentant dans la section des commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la fonction de la diode à avalanche?
