Qu’est-ce qu’un semi-conducteur discret ?
Les semi-conducteurs discrets sont un type de produit semi-conducteur. Il s’agit de semi-conducteurs dotés d’une fonction unique mise en œuvre sur une seule puce.
Il existe de nombreux types de discrets, notamment les diodes, les transistors et les thyristors. Les modules qui combinent plusieurs puces discrètes dans un seul boîtier sont également classés comme discrets.
En revanche, par opposition aux semi-conducteurs discrets à fonction unique, les produits semi-conducteurs dans lesquels plusieurs éléments semi-conducteurs sont montés sur une seule puce et où de multiples fonctions telles que le calcul et la mémoire sont mises en œuvre sont connus sous le nom de circuits imprimés (CI).
Utilisations des semi-conducteurs discrets
Il existe différents types de semi-conducteurs discrets, chacun d’entre eux étant utilisé dans un grand nombre de domaines.
Les éléments émetteurs de lumière tels que les diodes électroluminescentes sont utilisés dans l’éclairage, les écrans, le rétroéclairage des équipements électroniques, les télécommandes, etc., tandis que les éléments récepteurs de lumière tels que les photodiodes et les phototransistors sont utilisés dans les systèmes de communication optique, les spectromètres, les portes automatiques et les capteurs.
Les semi-conducteurs de puissance tels que les diodes, les transistors et les thyristors assurent le contrôle du courant et de la puissance et sont utilisés dans les alimentations électriques des équipements de communication et de bureautique, le contrôle de la puissance dans les stations de base de communication et les centres de données, les conditionneurs d’énergie dans les centrales électriques, les systèmes d’entraînement et les systèmes de contrôle des véhicules dans les chemins de fer, les alimentations électriques embarquées et les chargeurs pour les véhicules électriques (VE), etc.
Principe des semi-conducteurs discrets
Le principe de fonctionnement des principaux semi-conducteurs discrets est le suivant.
- Diode : une diode est un élément qui permet au courant de circuler dans un seul sens.
Les diodes de type PN, constituées d’une jonction de semi-conducteurs de type N et P, sont souvent utilisées : lorsqu’une tension directe positive est appliquée au côté P et une tension directe négative au côté N, les électrons libres en excès du côté N se déplacent vers le côté P et les trous du côté P se déplacent vers le côté N, où ils se combinent et disparaissent à la surface de la jonction.
À ce stade, des électrons sont fournis par l’alimentation au côté N, des électrons sortent du côté P et le courant circule du côté P au côté N ; si une tension inverse négative est appliquée au côté P et une tension positive au côté N, ni les électrons libres ni les trous ne se déplacent vers le côté opposé au plan de jonction, de sorte qu’aucun courant ne circule.
- Transistors : les transistors sont des dispositifs ayant une fonction de commutation et existent en deux types : les types NPN (canal N) et PNP (canal P).
Dans le type à canal N, lorsqu’une tension supérieure à la tension de seuil est appliquée entre la couche P et la grille G reliée par une couche isolante à la source S, la couche P bascule en N, passant d’une structure NPN à une structure NNN et permettant au courant de circuler.
- Thyristor : le thyristor est un dispositif doté d’une fonction de redressement et d’une structure PNPN à quatre couches.
Lorsqu’un signal de déclenchement est envoyé à la porte et qu’une tension directe est appliquée entre l’anode et la cathode, le thyristor s’allume et, une fois allumé, le courant continue de circuler même si le signal de la porte est perdu. Lorsqu’une tension inverse est appliquée entre l’anode et la cathode, le thyristor s’éteint.
Ce principe est utilisé pour réaliser un fonctionnement dans lequel un courant alternatif circule entre l’anode et la cathode, fournissant de l’énergie pendant seulement la moitié du cycle de courant alternatif.