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GénéralitésSon fonctionnement est identique à celui d'une diode classique : Lorsque la jonction est passante elle diffuse un rayonnement. Qu'elle soit seule ou qu'elle fasse partie d'un afficheur une diode électroluminescente ne supporte :
On constate qu'en fonction de la couleur diffusé par la diode le seuil de tension varie de 1,4V à 2,5V
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Le montage suivant est constitué d'un circuit qui transcode le binaire BCD en un code 7 segments. Ce code permet d'allumer les DEL d'un afficheur 7 segments afin de composer un des 10 chiffres.
PrincipeOn a constaté qu'un rayonnement électromagnétique de longueur d'onde convenable (lumière) pénétrant au sein d'un cristal de semi-conducteur entraîne une diminution notable de la résistance électrique du semi-conducteur. Ce phénomène dépend largement :
En choisissant le sulfure de cadmium (CdS) comme semi-conducteur on est parvenu à réaliser des résistances variant fortement lorsqu'elles sont éclairées par un rayonnement visible (maximum de sensibilité dans le rouge). On a ainsi obtenu des éléments ayant une résistance allant de quelques mégohms en obscurité à quelques centaines d'ohm pour des éclairements intenses.
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Les photo résistances sont utilisées pour la détection ou la mesure des éclairements aussi bien dans le spectre visible que dans l'infrarouge. Elles servent de capteurs dans beaucoup d'automatismes : sécurités, alarmes, etc.
PrincipeUne photodiode est constituée par une jonction PN qui peut être éclairée extérieurement. Elle travaille en polarisation inverse : figure ci-contre. mais la tension de claquage ne doit pas être atteinte. Dans l'obscurité elle laisse passer, comme toute diode, un faible courant inverse. Ce courant s'appelle le courant d'obscurité. Lorsqu'on éclaire la jonction il y a formation d'un courant Iph dit courant photoélectrique vient s'ajouter au courant d'obscurité. Ce courant, de l'ordre de quelques µA figure ci-contre, est pratiquement indépendant de la tension inverse au-delà d'un ou deux volts. PerformancesLes photodiodes ont, par rapport aux photo résistances les avantages :
En revanche leur courant photoélectrique est beaucoup plus faible.
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| Ce sont des transistors dont le boîtier comporte une extrémité
transparente munie d'une lentille qui concentre la lumière sur la
jonction collecteur-base. Cette jonction, polarisée en inverse, se
comporte comme une photodiode. Le courant qui en résulte subit l'effet
multiplicatif du transistor, d'où un courant collecteur-émetteur ß fois
plus élevé que celui d'une photodiode.
La figure ci-contre montre un réseau de caractéristique de phototransistors actuels. On remarquera la grande linéarité de ce dispositif vis-à-vis de l'éclairement et ce, sur plusieurs décades. La base du transistor peut être laissée "en l'air".
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PrincipeUne photodiode quelconque non branchée présente entre ses bornes une tension de l'ordre de 0,5 à 0,6V si elle est éclairée. Si on branche une résistance de charge Rc à ses bornes elle va se comporter comme un générateur. Le courant débité va dépendre à la fois de l'éclairement et de la résistance de charge. Les figures ci-contre montrent les courbes caractéristiques d'un tel générateur. La tension d'une seule cellule étant assez faible, on réunit volontiers plusieurs cellules en série. Les piles obtenues sont ensuite groupées en parallèle pour augmenter le courant. On obtient ainsi des batteries. ApplicationsAppareils de mesure de la lumière (luxmètres, photomètres) autonomes : la cellule peut attaquer un galvanomètre à aiguille directement sans amplification ni pile. Production d'énergie :
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Un photo coupleur est un dispositif constitué par la réunion dans un même boîtier :
L'intérêt de ce genre de montage est que l'on peut transmettre un signal d'un système relié à l'entrée vers un système relié à la sortie sans qu'il y ait liaison électrique entre les deux systèmes. L'isolement sortie entrée est de I'ordre de 3kV
Ceci résout les problèmes de masse, de ronflements parasites et de liaisons entre systèmes opérant à des tensions très différentes. Les signaux transmis peuvent être impulsionnels ou analogiques. Une application des photo coupleurs est l'isolation d'un relais statique.
