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Conducteurs ohmiques et non ohmiques

1900
Technicien mesurant les caractéristiques courant-tension de composants électriques ohmiques et non ohmiques en laboratoire.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Les chefs d'orchestre sont classés selon leur adhésion à Loi d'Ohm. Ohmic materials, like most metals at a constant temperature, exhibit a constant resistance, leading to a linear current-voltage (I-V) graph. Non-ohmic materials and devices, such as diodes and transistors, have a resistance that varies with voltage or current, resulting in a non-linear I-V characteristic curve.

La distinction entre comportement ohmique et non ohmique est fondamentale en électronique. La caractéristique courant-tension (I-V) d'un composant ohmique est une droite passant par l'origine, de pente égale à 1/R. Cette réponse linéaire et prévisible est utile pour les composants tels que les résistances, dont la fonction principale est d'empêcher le passage du courant d'une valeur déterminée.

À l'inverse, les dispositifs non ohmiques constituent le fondement de l'électronique active. Une diode semi-conductrice, par exemple, présente une très faible résistance au courant circulant dans un sens (polarisation directe) mais une très forte résistance dans le sens inverse (polarisation inverse). Cette caractéristique courant-tension non linéaire et asymétrique lui permet de fonctionner comme une grille unidirectionnelle pour le courant. De même, la résistance d'une diode semi-conductrice est très faible lorsqu'elle est polarisée en direct (polarisation directe) et très élevée lorsqu'elle est polarisée en inverse (polarisation inverse). Cette caractéristique non linéaire et asymétrique lui permet de fonctionner comme une grille unidirectionnelle pour le courant. De même, la résistance d'une diode semi-conductrice est très faible lorsqu'elle est polarisée en inverse (polarisation inverse). transistor Il peut être commandé par une faible tension ou un faible courant d'entrée, ce qui lui permet de fonctionner comme un amplificateur ou un interrupteur. La non-linéarité de ces composants rend possible le traitement complexe de l'information, des récepteurs radio aux ordinateurs numériques.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Physique de l'état solide

Taper

Système abstrait

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • La loi d'Ohm, qui a fourni la relation linéaire de base
  • La découverte des matériaux semi-conducteurs et de la jonction pn
  • Invention du tube à vide, un des premiers dispositifs non ohmiques
  • Développement de la physique du solide pour expliquer le transport de charge dans différents matériaux

Applications

  • diodes semi-conductrices pour la conversion du courant alternatif en courant continu (redressement)
  • transistors pour l'amplification et la commutation du signal
  • thermistances comme capteurs de température
  • varistances pour la protection des circuits contre les surtensions
  • diodes électroluminescentes (DEL) pour un éclairage efficace

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • memristors for informatique neuromorphique chips that mimic the human brain
  • LED organiques (OLED) avec caractéristiques IV réglables pour écrans flexibles
  • peltier devices with non-linear properties optimized for thermoelectric cooling
  • transistors au nitrure de gallium (GAN) pour alimentations à haut rendement
  • cellules photovoltaïques avec courbes IV conçues pour maximiser la puissance de sortie dans des conditions de lumière variables
  • limiteurs de courant de défaut supraconducteurs qui passent instantanément de zéro à une résistance élevée
  • capteurs chimiques où la courbe IV d'un matériau change lors de l'exposition à des analytes spécifiques
  • dispositifs spintroniques présentant une magnétorésistance non linéaire pour le stockage de données
  • diodes tunnel pour générer des oscillations à haute fréquence
  • polymères auto-cicatrisants dont les propriétés non ohmiques changent à mesure qu'ils réparent les dommages
En lien avec : ohmique, non ohmique, courbe IV, semi-conducteur, diode, transistor, thermistance, résistance, linéarité, électronique.

Contexte historique

Conducteurs ohmiques et non ohmiques

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(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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