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Comprendre le fonctionnement des diodes

[Applaudissements] salut les gars c'est paul de mentalité ingénieurs points comme dans cette vidéo nous allons examiner les diodes pour comprendre les principes de base de leur fonctionnement ainsi que les raisons et les lieux où nous les utilisons qu est ce qu une diode une diode ressemble à cela et existe en différentes tailles elles ont généralement un corps cylindrique noir qui comporte une bande à une extrémité ainsi que des fils qui sortent pour nous permettre de la connecter à un circuit cette extrémité est connue sous le nom d'anna 17 extrémités et la cathode nous verrons ce que cela signifie plus tard dans la vidéo vous pouvez également obtenir d'autres formes de diodes comme une idiote nerfs ou même une led qui est une diode électroluminescente mais nous n'allons pas les voir ici dans cette vidéo une dyade permet au courant de circuler dans une seule direction au sein d'un circuit imaginé une conduite d'eau avec une vanne à bascule installé lorsque l'eau circule dans un tuyau elle pousse le clapet à battants et continue de circuler cependant si l'eau change de direction elle poussera la porte fermée et ne pourra plus écoulé par conséquent l'eau ne peut s'écouler que dans un seul sens cela ressemble beaucoup à une diode nous les utilisons pour contrôler le sens du courant au sein d'un circuit maintenant j'ai animé ceci en utilisant le flux d'électrons qui est le flux d'électrons du négatif vers le positif cependant en ingénierie électronique il est de tradition d'utiliser un flux conventionnel qui va du positif au négatif le courant conventionnel est probablement plus facile à comprendre vous pouvez utiliser l'un ou l'autre cela n'a pas vraiment d'importance mais soyez simplement conscient des 2 et de celui que nous utilisons ainsi si nous connectons une diode dans un simple circulaire comme celui ci nous voyons que la laine ne saluera que lorsque la diode saura correctement installé cela permet au courant de circuler dans une seule direction ainsi selon le sens dans lequel elle est installée elle peut agir comme un conducteur ou un isolant l'extrémité rayé est connecté au négatif et l'extrémité noir est connecté au positif afin qu'elles agissent en tant que conducteur cela permet au courant de circuler c'est ce que nous appelons la polarisation vers l'avant si nous inversons la diode elle agira comme un isolant et le courant ne pourra pas circuler c'est ce que nous appelons la polarisation inverse comment fonctionne une diode comme vous le savez peut-être l'électricité et le flux d'électrons libres entre les atomes nous utilisons des fils de cuivre parce que le cuivre contient beaucoup d'électron libre ce qui facilite le passage de l'électricité nous utilisons du caoutchouc pour isoler les fils de cuivre et assurer notre sécurité car le caoutchouc est un isolant ce qui signifie que ces électrons sont maintenus très serré et ne peuvent donc pas se déplacer entre les atom si l'on regarde un modèle de base d'un atome d'un conducteur métalliques nous avons le noyau au centre et celui ci est entouré d'un certain nombre de coquilles orbitale qui contiennent les électrons chaque coquille contient un nombre maximum d'électrons et un électron doit avoir une certaine quantité d'énergie pour être accepté dans chaque coquille les électrons les plus éloignés du noyau sont ceux qui ont le plus d'énergie la coquille la plus extérieure est appelée coquille de valence et un conducteur a entre un et trois électrons dans sa coquille de valence les électrons sont maintenues en place par le noyau mais il existe une autre enveloppe appelée bande de conduction si un électron peut l'atteindre il peut alors se libérer de l'atome et se déplacer vers une autre avec un atome de métal comme le cuivre la bande de conduction et la coquille de valence se chevauchent ce qui permet à l'électron de se déplacer très facilement avec un isolant l'enveloppent le plus extérieur est assez il n'y a pas ou très peu de place pour qu'un électron puis s'y joindre le noyau à une forte emprise sur les électrons et la bande de conduction est très éloignée de sorte que les électrons ne peuvent pas l'atteindre pour s'échapper par conséquent l'électricité ne peut pas circuler à travers ce matériau cependant il existe un autre matériau connu sous le nom de semi conducteurs le silicium est un exemple de semi conducteurs avec ce matériau il ya un électron de trop dans l' enveloppe extérieure pour qu'ils puissent être conducteur et il agit donc en tant qu isolant mais comme la bande de conduction est assez proche si nous fournissant de l'énergie externe certains électrons gagneront assez d'énergie pour faire le saut de laval ans à la bande de conduction et se libérer par conséquent ce matériau peut agir à la fois en tant qu isolants ou conducteurs le silicium pur on n'a presque pas d'électron libre donc les ingénieurs le dup avec une petite quantité d'autres matériaux pour modifier ses propriétés électriques c'est ce que nous appelons le dopage de type p et de type n nous combinons ce matériau dopé pour former la diode ainsi à l'intérieur de la diode nous avons les deux fils l'anode et la cathode qui sont reliés à des plaques mince entre ces plaques il ya une couche de silicium dopé de type p du côté de l'anode et une couche de silicium dopé de type n du côté de la cathode l'ensemble est enfermé dans une résine pour isoler et protéger les matériaux imaginons que le matériau n'est pas encore été dopés et qu'ils ne contiennent que du silicium pur chaque atome de silicium est entouré par quatre autres atomes de silicium chaque atom v8 électrons dans sa coquille de valence mais les atomes de silicium n'ont que quatre électrons dans leur coquille de valence alors ils partagent furtivement un électron avec leurs atomes voisins pour obtenir les huit qu'il désire c'est ce qu'on appelle la liaison covalente lorsque nous ajoutons un matériau de type n tels que le phosphore il prend la place de certains atomes de silicium la tomme de phosphore à 5 électrons dans sa couche de valence comme les atomes de silicium partage des électrons pour obtenir les huit qu'il souhaite ils n'ont pas besoin de ce nombre supplémentaire il y a donc un électron supplémentaires dans le matériau et ceux ci sont donc libres de se déplacer avec le dopage de type p nous ajoutons un matériaux tels que l'aluminium cet atom n'a que trois électrons dans sa coquille de valence il ne peut donc pas fournir à ces quatre voisins un électron à partager l'un d'eux devra donc s'en passer il se crée donc un trou ou un électron peut s'asseoir et occuper avons donc maintenant deux morceaux de silicium dopé l'un avec trop d'électrons et l'autre avec pas assez d'électrons les deux matériaux se rejoignent pour former une jonction pn à cette jonction nous obtenons ce qu'on appelle une région d'appauvrissement dans cette région une partie des électrons en excès du côté n va se déplacer pour occuper les trous du côté p cette migration formera une barrière avec une accumulation d'électrons et de trous sur les côtés opposés les électrons sont chargées négativement et les trous sont donc considérés comme étant chargé positivement ainsi l'accumulation entraîne une région légèrement chargées négativement et une région légèrement chargée positivement cela crée un champ électrique et empêche les électrons de se déplacer en plus grand nombre la différence de potentiel à travers cette région est d'environ 0,7 volts dans les diodes typique lorsque nous connectons une source de tension à travers la diode avec l'anneau de type p conecteo positif et la cathode n connecté au négatif cela crée une polarisation vers l'avant et permet au courant de circuler source de tension doit être supérieur à la barre hier de 0 7 volts sinon les électrons ne peuvent pas faire le saut lorsque nous inversons l'alimentation électrique le positif est connecté à la cathode de type n est le négatif est connecté à la note de type p les trous sont tirés vers le négatif et les électrons sont tirés vers le positif ce qui provoque l'expansion de la barrière et donc la diode agit comme un isolant pour empêcher la circulation du courant les diodes sont représentés dans les dessins techniques avec un symbole comme celui ci la banque sur le corps est indiquée par une ligne verticale sur le symbole et la flèche pointent dans la direction du courant conventionnel lorsque nous regardons une diode nous voyons ces chiffres et ces lettres sur le corps ceux ci identifie la diode de sorte que vous pouvez trouver des détails techniques en ligne la diadora un diagramme iv qui est ressemble à ceci ce diagramme représentent les caractéristiques du courant et de l'attention d'une diode qui est tracée pour former une ligne courbe ce côté et celui où la diode doit se comporter comme un conducteur et ce côté et celui où elle doit se comporter comme un isolant vous pouvez voir que la diode ne peut agir en tant qu isolant que jusqu'à une certaine différence de tensions en son sein si vous dépassez cette différence elle devient alors un conducteur et permet au courant de circuler cela détruira la diode est probablement votre circuit vous devez donc vous assurer que la diode soit correctement dimensionnée pour l'application de même la diode ne peut supporter qu'une certaine tension où un certain courant dans la polarisation direct la valeur est différente pour chaque diode vous devrait consulter ces données pour trouver les détails la dyade nécessite un certain niveau de tension pour s'ouvrir et permettre au courant de circuler dans la polarisation direct la plupart sont de l'ordre de 0,6 volts si nous appliquons une tension inférieure à ce niveau elle ne s'ouvrira pas pour permettre au courant de circuler mais à mesure que nous dépassons ce niveau la quantité de courant qui peut circuler augmentera rapidement les diodes fourniront également une chute de tension dans le circuit par exemple lorsque j'ai ajouté cette drogue dans un simple circuit le led monté sur un panneau d'affichage j'ai obtenu une chute de tension de 0,71 volts pourquoi nous les utilisons comme mentionné nous utilisons des diodes pour contrôler la direction du flux de courant dans un circuit c'est utile par exemple pour protéger notre circuit si l'alimentation électrique est branché à l'envers la diode peut bloquer le courant et protéger nos composants nous pouvons également les utiliser pour convertir le courant alternatif en courant continu comme vous le savez peut-être le courant alternatif ou c&a déplace les électrons d'avant en arrière créant une onde sinusoïdale avec une moitié positive et une moitié négative mais le courant continu ou cdd place les électrons dans une seule direction ce qui donne une ligne plate dans la région positive si nous connectons le côté primaire d'un transformateur à une alimentation en courant alternatif et que nous connectons ensuite le côté secondaire à une seule diodes celle-ci ne laissera pas c'est que la moitié de l'an débloquera le courant dans la direction opposée ainsi le côté secondaire du circuit ne subit que la moitié positif du cycle il s'agit donc maintenant d'un circuit de courant continu très grossier bien que le courant pullulent mais nous pouvons améliorer cela une façon d'y parvenir est de connecter quatre diodes aux côtés secondaire ce qui crée un redresseur plein hand les diodes contrôler quels chemins le courant alternatif peut suivre en le bloquant ou en le laissant passer comme nous venons de le voir la moitié positive de l'ong sinistre idal et laissez passer mais cette fois ci la moitié négative est également laissée passer bien qu'elle ait été inversé pour la transformer en une moitié positive cela nous donne une meilleure alimentation en courant continu car les pulsations ont été fortement réduites mais nous pouvons encore l'améliorer il suffit d'ajouter des condensateurs pour lisser l'ondulation et finalement l'amener en ligne lice pour imiter de près le courant continu nous avons décrit en détail le fonctionnement des condensateurs dans notre vidéo précédente comment tester une diode nous prenons donc notre diodes et notre multi m nous connectons la sonde noir à l'extrémité de la dyade avec la bande ensuite nous connectons la cendre rouge à l'extrémité opposée lorsque nous faisons cela nous devrions obtenir une lecture à l'écran par exemple ce dionne modèle un n 4 001 donne une lecture de 0,5 sans cesse volt c'est le voltage minimum nécessaire pour ouvrir la diode afin de permettre au courant de circuler si nous inversons maintenant les fils connecter aux diodes nous devrions voir ol sur l'écran ce qui signifie woodside limite cela ne dit qu'elle n'est pas capable de faire une mesure c'est une bonne chose car elle mesure qu'elle ne peut pas compléter le circuit donc la diode fait son travail si nous obtenons un relevé de connexion sur les deux configurations alors le composant est défectueux et ne doit pas être utilisé pour tester la chute de tension d'une diode dans un circuit il suffit de placer le multimètre dans la fonction de tensions continues puis de placer la sonde noir à l'extrémité de la bande et la sonde rouge à l'extrémité noir cela nous donnera une lecture par exemple de 0.71 volts qui est la chute de tension ok c'est tout pour cette vidéo mais pour continuer à apprendre regarder une des vidéos à l'écran maintenant et je vous y retrouverez pour la prochaine leçon n'oubliez pas de nous suivre sur facebook instagram twitter est ainsi que sur www.la était ingénieur point com