Les commutateurs non commandés sont réalisés par les diodes de puissance. Lorsque les applications nécessitent une intervention extérieure, les composants commandables entrent en jeu : parmi ceux-ci, le document se limite à l’étude des thyristors et des transistors de puissance bipolaires ou MOS. Un bref aperçu du transistor IGBT, plus moderne, est présenté pour terminer.
L’étude de la diode de puissance commence par un rappel de ses fonctions, considérée parfaite et fonctionnant en commutation. Une extension relative aux imperfections essentielles amène naturellement aux critères de son dimensionnement tout en précisant les moyens de sa protection.
Élément majeur de l’électronique de puissance (en tous cas historiquement), le thyristor a un comportement proche de la diode avec la propriété d’une conduction commandable électriquement. Suivant le même plan que précédemment, sa description commence par l’élément parfait tandis que les moyens d’obtenir sa conduction et son blocage, par commutation naturelle ou forcée, sont précisés. Les caractéristiques réelles imposent des conditions de fonctionnement plus contraignantes. Similaires à ceux de la diode, le choix et la protection d’un thyristor en suivent les mêmes règles. Mais puisque ce composant est commandable, une large description des circuits de commande est réalisée : modèle électrique de la broche de commande, nature des signaux de contrôle et précaution de l’isolement galvanique (abordée par des moyens électromagnétiques ou électro-optiques).
Technologiquement plus récent, le transistor bipolaire supplante le thyristor pour les applications de moyenne puissance. Il peut se comporter comme un commutateur aisément contrôlable à l’ouverture et à la fermeture ce qui permet une commande plus aisée. Caractéristiques parfaites puis réelles permettent de fixer les éléments de choix et de protection de ce composant. A l’instar du thyristor, les structures et les modes de fonctionnement de la commande sont précisés à la fermeture et à l’ouverture. Les interfaces ne sont que rapidement évoquées (sans être étudiées) en s’appuyant sur des exemples industriels.
Toujours dans la lignée des transistors, le MOS apporte une facilité de mise en oeuvre accrue pour des performances très proches des bipolaires. Pour terminer la description des composants principaux, le transistor IGBT est rapidement évoqué comme fusion des avantages des deux transistors précédents.
Pour terminer totalement, la dernière partie évoque le moyen de constituer un commutateur réversible en courant par association d’un transistor et d’une diode.