Qu’est-ce qu’une diode à petit signal ?
Les diodes à petit signal sont des diodes qui fonctionnent à des courants relativement faibles de quelques centaines de mA ou moins.
Elles sont utilisées dans le redressement et la commutation pour convertir le courant alternatif en courant continu, et dans la génération de tensions constantes. L’utilisation la plus connue est la démodulation.
La démodulation signifie que les ondes radio, qui combinent un signal porteur à haute fréquence avec un signal audio à basse fréquence, sont émises sous forme de signal audio vers un dispositif de sortie audio. Elles utilisent la capacité de la diode à ne détecter que les signaux à basse fréquence.
Utilisations des diodes à petit signal
Les diodes à petit signal sont utilisées dans les produits électroniques qui traitent de petits signaux et effectuent des opérations électriques, en particulier dans les applications à haute fréquence telles que les équipements électriques, les instruments de précision et les récepteurs radio, ainsi que dans les opérations de commutation.
Lors de la sélection des diodes, il convient de prêter attention à leurs valeurs nominales maximales et à la polarisation qui peut être appliquée en raison de leur fonctionnement à petit signal. S’il existe une possibilité de flux de courant excessif, un circuit de protection doit être installé pour empêcher le flux de courant excessif à travers la diode.
Principe des diodes à petit signal
Le principe des diodes à petit signal réside dans le fonctionnement de leur circuit caractéristique. Il utilise les phénomènes physiques se produisant à l’interface de la jonction PN des diodes à semi-conducteur et à l’interface de la jonction entre le métal et le semi-conducteur. Il utilise l’action de redressement se produisant dans les sens direct et inverse de la caractéristique I-V.
Le fonctionnement des petits circuits électriques est décrit en fonction de leurs fonctions typiques : commutation, redressement et génération d’une tension constante.
1. Fonctionnement par commutation
Lorsqu’une tension est appliquée à une diode, celle-ci est utilisée comme interrupteur, sa fonction étant de permettre au courant de circuler dans un seul sens. Lorsqu’une tension est appliquée dans le sens direct, le courant circule, ce que l’on appelle le fonctionnement à l’état passant. Dans le sens inverse, aucun courant ne circule même si une tension est appliquée, ce que l’on appelle le fonctionnement à l’état bloqué.
Les diodes à barrière Schottky et les diodes PIN sont utilisées comme diodes pour la fonction d’interrupteur avec une fréquence de fonctionnement relativement élevée. Elles permettent en effet une commutation rapide pour de faibles courants.
2. Circuits de redressement
La rectification est une opération de circuit qui convertit le courant alternatif en courant continu en utilisant la propriété de la diode de faire circuler le courant dans un seul sens. Normalement, le courant est un courant de demi-fréquence qui ne passe pas dans le sens négatif. Toutefois, lorsque des diodes sont connectées dans un circuit en pont, la partie négative du courant alternatif est convertie en positif et alimentée. Cela permet de convertir le courant en un courant continu de pleine fréquence.
3. Génération d’une tension constante
Il s’agit d’une opération de circuit dans laquelle les diodes Zener sont souvent utilisées. Une diode Zener est une diode capable de générer une tension constante sur une certaine plage, indépendamment du courant inverse. Ces diodes sont utilisées dans les circuits pour générer des tensions constantes et également comme circuits de protection.
Autres informations sur les diodes à petit signal
1. Exemples de construction de diodes à petit signal
Les structures des diodes à petit signal peuvent être classées en deux grandes catégories : les diodes planaires et les diodes mesa.
Type planaire
Le type planaire est la structure semi-conductrice la plus couramment utilisée : une couche de diffusion d’impuretés est formée près du film d’oxyde à la surface du semi-conducteur en silicium afin de créer une jonction PN pour la diode. Il est possible de construire les diodes nécessaires dans différentes parties du circuit intégré en termes de circuit. Cette structure peut être largement utilisée comme bloc de circuit à l’intérieur du circuit intégré, en plus des applications discrètes de diodes à petit signal
Type Mesa
Le type mesa a la particularité de former la jonction PN en forme de montagne verticale. En particulier, la zone de la partie de type N peut être élargie grâce à sa structure, ce qui permet d’obtenir une tension de résistance inverse relativement élevée. Cette structure est souvent utilisée dans les diodes à petit signal pour le redressement, en tirant parti de cette caractéristique.
2. Diodes à petit signal de type réseau
Lorsque des diodes à petit signal sont utilisées dans divers circuits, plusieurs diodes peuvent être utilisées. Les diodes à petit signal de type réseau conviennent dans de tels cas.
Il existe également des produits qui intègrent des diodes à petit signal dans un seul boîtier ou, par exemple, un réseau combiné de diodes Zener et de diodes à barrière Schottky. Ces produits sont utiles, par exemple, lorsque la tension Vf des diodes doit être divisée dans le circuit.