Qu'est-ce qu'une diode de puissance?
Une diode de puissance est un dispositif semi-conducteur cristallin utilisé principalement pour convertir le courant alternatif (AC) en courant continu (DC), un processus connu sous le nom de rectification. Présent dans les circuits d'alimentation de presque tous les équipements électriques et électroniques modernes, la fonction d'une diode de puissance s'apparente à une vanne mécanique à une voie. Il conduit le courant électrique avec une résistance minimale dans un sens, appelé sens avant, tout en empêchant le courant de circuler dans le sens opposé. Habituellement capables de transmettre plusieurs centaines d’ampères vers l’avant, les diodes de puissance ont des jonctions PN beaucoup plus grandes et donc une capacité de transport de courant direct supérieure à leurs diodes apparentées plus petites utilisées dans l’électronique grand public pour réguler et réduire le courant. Cela rend les diodes de puissance mieux adaptées aux applications où des courants et des tensions plus élevés sont impliqués.
Les fabricants produisent généralement une gamme de diodes de puissance adaptées à des utilisations particulières. Ils sont évalués en fonction du courant maximal qu’ils peuvent transporter dans le sens direct et de la tension inverse maximale qu’ils peuvent supporter. En raison de la résistance, une légère chute de tension survient lors du passage d'un courant électrique à travers une diode de puissance dans le sens direct. Inversement, une diode de puissance ne peut supporter qu'une certaine quantité de tension circulant dans le sens inverse avant de tomber en panne et de cesser de fonctionner.
Les diodes de puissance sont principalement constituées de silicium, bien que de petites quantités d’autres matériaux, tels que le bore, l’arséniure de gallium, le germanium ou le phosphore soient également utilisées. Une seule diode de puissance peut être utilisée pour convertir le courant alternatif en courant continu, mais cela produit ce que l’on appelle le courant continu variant d’une demi-onde. Plus généralement, deux ou trois diodes ou plus sont connectées en circuit pour produire un courant continu à pleine onde variant. Le plus important d'entre eux est le pont redresseur, dans lequel quatre diodes connectées convertissent les sections positives et négatives d'une onde alternative en courant continu, produisant ainsi un redressement pleine onde.
Les services d’électricité du monde entier utilisent généralement un courant alternatif triphasé pour distribuer l’électricité. Bien qu'il fournisse une tension continue variable par rapport au courant alternatif entrant, un redresseur à double alternance ou en pont ne fournit pas une tension continue à la tension constante nécessaire pour alimenter la plupart des équipements électriques et électroniques modernes. Par conséquent, un condensateur réservoir est généralement connecté à l'extrémité de sortie du redresseur afin de lisser la tension ondulée. Par exemple, dans un foyer américain typique, le courant alternatif triphasé provenant des circuits électriques principaux passe par trois paires de diodes de puissance. La CC résultante est ensuite lissée et délivrée à une tension suffisamment constante pour pouvoir être utilisée en la faisant passer à travers un condensateur de lissage.