Les diodes sont des dispositifs semi-conducteurs qui bloquent efficacement le courant dans un sens tout en permettant la circulation du courant dans l'autre. Une diode idéale agit donc comme un interrupteur ouvert dans un sens et fermé dans l'autre. Les diodes sont enfermées dans des boîtiers tels que le verre ou le plastique qui sont marqués d'une bande pour indiquer le côté cathode. Le flux de courant de l'anode à la cathode signifie que la diode est polarisée en direct, tandis que le flux de courant de la cathode à l'anode signifie que la diode est polarisée en inverse.
Construction
Les diodes sont formées de semi-conducteurs tels que le silicium ou le germanium qui sont dopés pour former ce que l'on appelle une jonction PN. Les jonctions PN sont créées à partir d'une combinaison de semi-conducteurs de type P et de type N. P signifie positif et N négatif. Les semi-conducteurs ont des trous ou des charges positives, et des électrons libres ou des charges négatives.
Types P et N
Un semi-conducteur qui a été dopé pour former un type P a des trous comme porteurs majoritaires et les électrons sont des porteurs minoritaires. Une tension appliquée fait bouger les électrons vers la gauche et les trous vers la droite, et les trous se recombinent avec les électrons libres du circuit externe. Les électrons sont si peu nombreux que leur effet est négligeable, et donc seul le mouvement des trous est pris en compte. Les types P ont une charge positive excessive.
Un semi-conducteur qui a été dopé pour former un type N a des électrons libres comme porteurs majoritaires et des trous comme porteurs minoritaires. Une tension appliquée provoque le déplacement des électrons libres vers la gauche et les trous vers la droite. Ces trous sont comblés par les électrons d'un circuit externe. Les trous sont si peu nombreux que leur effet est négligeable, et donc seul le flux des électrons libres est pris en compte. Les types N ont une charge négative excessive.
Caractéristiques
Une diode est symbolisée par une flèche qui indique le sens de circulation du courant autorisé. On parle de polarisation directe lorsque le courant circule de cette façon. La flèche a une barre pour indiquer que le courant est bloqué en allant dans la direction opposée. Une diode dont le courant circule dans le mauvais sens est appelée polarisation inverse. Dans la vraie vie, les diodes polarisées en inverse bloqueront le flux de courant, mais en autoriseront finalement certains lorsqu'il y en a trop dans le mauvais sens. Lorsque cela se produit, les diodes normales s'autodétruisent.
Types spéciaux
Les LED sont des diodes électroluminescentes spécialement conçues pour émettre de la lumière. Les diodes Zener sont rendues conductrices lorsqu'elles sont polarisées en inverse, au lieu d'être détruites. Les varistances se comportent comme des diodes Zener dos à dos et peuvent supporter jusqu'à 1 000 volts. Les varactors fonctionnent comme des condensateurs à tension variable.
Les usages
Les diodes sont utilisées de nombreuses manières. Certains d'entre eux changent le courant alternatif en courant continu, en supprimant une partie du signal. À ce titre, ils sont appelés redresseurs. Ils fonctionnent comme des interrupteurs électriques et sont utiles dans les parasurtenseurs car ils peuvent empêcher les pointes de tension. Ils sont utilisés dans l'exécution de la logique numérique. Ils sont également utilisés pour créer des alimentations et des doubleurs de tension.
Les LED sont utilisées comme capteurs, ainsi que pour l'éclairage dans les appareils d'éclairage et les lasers. Les diodes Zener fonctionnent comme des régulateurs de tension, les varactors sont utilisés dans le réglage électronique et les varistances sont utilisées pour supprimer les transitoires dans les lignes AC.
Les diodes sont à la base des transistors et des amplificateurs opérationnels.