Apprendre l'électronique. Leçon 4: Les diodes

Les diodes

On continue la tournée des composants fondamentaux, et on s’attaque à notre premier semi-conducteur. La diode est un dipôle polarisé qui laisse passer le courant dans un sens, et l’en empêche dans le sens contraire.

On peut décomposer la diode en trois parties. N, la cathode, a été chimiquement altérée pour être saturée en électrons. P, l’anode, au contraire, est chimiquement appauvrie en électrons. Au milieu, la zone de déplétion est à l’équilibre. La zone de déplétion joue le rôle de résistance.

Diode bloquée

Lorsque l’on applique le côté positif d’une tension à la cathode d’une diode, la zone de déplétion va s’agrandir et augmenter la résistance de la diode jusqu’à complètement bloquer le courant.

Diode passante

À l’inverse, si cette fois, on applique le côté positif d’une tension à l’anode d’une diode, la zone de déplétion devient tellement fine, que les électrons en surplus côté N arrivent à passer la frontière et passent du côté P. Fermant ainsi le circuit.

Leurs usages

Les deux principaux rôles qui découlent naturellement de ces propriétés sont, la protection des circuits contre une inversion de polarités et le redressement d’un courant alternatif en courant continu. (Voir le pont de diode ci-dessous). Un dernier usage très répandu dû à ses propriétés physiques est celui d’émettre de la lumière (LED).

Propriétés physiques/électroniques

En fonction du matériau qui les composent, les diodes auront une tension de chute différente.

Type	Tension de chute
Silicium Schottky	0.15 V à 0.45 V
Germanium	0.25 V à 0.3 V
Silicium	0.6 V à 0.7 V
Infra rouge	~1.2 V
LED	1.6 V (rouge) à 4 V (violet)

Quand une diode est passante, la tension aux bornes de la diode ne peut dépasser sa tension de chute. Si vous alimentez la diode avec une tension supérieure à sa tension de chute, elle convertira le surplus de tension en chaleur et cela entraînera sa destruction. Il est donc obligatoire de protéger la diode et de ne pas dépasser sa tension de chute.

Le passage des électrons de la cathode vers l’anode émet de l’énergie. Dans les diodes standard, le surplus de tension sera converti en chaleur et dissipé par la résistance de protection et la diode elle-même. Cependant, si on altère la chimie de la diode, et que l’on s’arrange pour émettre l’énergie sur des fréquences spécifiques, c’est alors que l’on obtient ces fameuses LED (Light Emitting Diode).

Symboles et polarités