Qu'est-ce qu'une diode de jonction?
Une diode à jonction est un cristal semi-conducteur, généralement en silicium, auquel sont connectées deux bornes électriques. Une diode à jonction PN est le type le plus courant de diode à semi-conducteur. Les caractéristiques de la diode de jonction lui permettent généralement de conduire le courant facilement dans un sens mais pas dans l’autre. Les diodes de jonction peuvent être utilisées pour convertir le courant alternatif (AC) en courant continu (DC), détecter la température et protéger les circuits des tensions dommageables. Ils peuvent également créer et détecter de la lumière, former des portes logiques et effectuer de nombreuses autres fonctions. Différents types de diodes de jonction sont utilisés dans des dispositifs tels que les radios, les téléviseurs et les lecteurs de CD, parmi de nombreux autres dispositifs électroniques.
Lorsqu'une diode de jonction est réalisée, son cristal est implanté sur un côté de porteurs de charge positive de type p, appelés trous. L'autre côté est implanté avec des porteurs de charge négatifs de type n, qui sont des électrons. La région mince située entre les deux est appelée jonction PN. Certains électrons errent à travers la jonction pour se combiner à des trous, et inversement. Cela crée une zone étroite de charge neutre autour de la jonction, appelée couche d'épuisement.
Lorsqu'une tension de polarisation directe est appliquée aux bornes de la diode à jonction, elle force généralement plus d'électrons dans la région de type n. Cela force également plus de trous dans la région de type p. Lorsque cette tension augmente, la couche d'appauvrissement se rétrécit. Cela facilite le passage du courant dans la jonction. Une fois que la polarisation directe dépasse une certaine tension, le courant peut circuler assez facilement.
Si le contraire est appliqué, une tension de polarisation inverse est appliquée, plusieurs trous peuvent être extraits de la région de type p et plusieurs électrons de la région de type n. Les trous et les électrons sont retirés de la jonction, élargissant la couche d'appauvrissement. Cela rend généralement plus difficile la circulation du courant. Lorsque la tension de polarisation inverse augmente, le courant traversant la jonction ralentit presque à zéro. Le courant de "fuite" restant est souvent très faible mais peut augmenter avec la température de jonction de la diode.
Une diode à jonction a de nombreuses utilisations liées à sa capacité à conduire le courant dans une seule direction. Par exemple, il peut convertir le courant alternatif en courant continu, également appelé rectification. Il peut également séparer le signal audio du signal radiofréquence (RF) dans un récepteur radio. Dans les circuits de commande, les diodes de jonction peuvent offrir une protection contre les pointes de puissance lorsqu'un dispositif à forte intensité, tel qu'un moteur ou une bobine de relais, est activé ou désactivé. De nombreux types de circuits intégrés utilisent des diodes sur chaque broche pour empêcher des tensions extérieures excessives d’endommager la puce.
Les diodes de jonction peuvent être très sensibles à la lumière sans le plastique sombre dans lequel elles sont généralement encastrées. Elles sont couramment utilisées comme photodiodes pour détecter la lumière et dans les cellules solaires pour convertir la lumière en électricité. Une diode électroluminescente (LED) est une diode à jonction qui génère des photons. Les LED existent dans une variété de couleurs et peuvent produire de la lumière de l'infrarouge au presque ultraviolet. Ils sont souvent utilisés comme indicateurs d'état dans les appareils électroniques. Une diode laser génère une lumière d'une seule longueur d'onde qui est généralement focalisée à travers une cavité polie dans son emballage. Les diodes laser sont fréquemment utilisées dans les communications à haute vitesse et les lecteurs de CD / DVD grand public.
Les autres applications des diodes de jonction comprennent les portes logiques, les matrices de clavier, les capteurs de température et les régulateurs de tension. Une diode à jonction peut également servir de condensateur à tension variable; un circuit de syntonisation radio ou télévision peut faire varier la taille de la couche d'appauvrissement de la diode, ce qui modifie à son tour la capacité.