Diode à vide et diode à jonction
Les diodes à vide ont été les premières diodes réalisées au début du XXème siècle.
Une diode à vide est formée de deux électrodes planes parallèles, de surface
et distantes de
.
Par chauffage, l'électrode
(la cathode, au potentiel nul) libère des électrons.
L'anode
est au potentiel
.
Question
Les diodes au Silicium ou au Germanium utilisées désormais peuvent être parcourues par des courants d’intensités maximales de l'ordre de
.
Quel est l'ordre de grandeur de l'intensité du courant dans une diode à vide ?
L'intensité du courant est le flux du vecteur densité de courant :
La densité volumique de charge mobile
, qui se confond ici avec le densité de charges totale entre les électrodes, se calcule à partir de l'équation de Maxwell-Gauss :
Soit, en ordre de grandeur :
La vitesse se calcule à l'aide du théorème de l'énergie cinétique. En ordre de grandeur :
où
est la masse d'un électron.
En utilisant ces deux équations, on détermine l'expression suivante de
:
Applications numériques :
Si l'on choisit
et
, alors, avec
:
Valeur beaucoup plus faible que celle obtenue avec les diodes en semi-conducteurs.
