Que sont les diodes semi-conductrices?
Les diodes à semi-conducteurs sont des dispositifs à semi-conducteurs qui conduisent les électrons dans une seule direction et utilisent un semi-conducteur positif de type (P) et négatif de type (N). Lorsque le matériau de type N est négatif, les donneurs d'électrons libèrent des électrons vers le semi-conducteur de type P plus positif, ce qui entraîne une conduction en polarisation directe. Une condition de polarisation inverse se produit lorsque le matériau de type P est négatif et que le matériau de type N est positif. Les diodes semi-conductrices ressemblent beaucoup aux valves à sens unique utilisées pour les pompes à eau. Lorsque la pompe est arrêtée, l’eau ne retourne pas car la vanne unidirectionnelle l’empêche, mais lorsque la pompe est en marche, l’eau la traverse comme si la vanne n’y était plus du tout.
Les premières diodes semi-conductrices étaient gazeuses, avaient une cathode chauffée directement et une plaque et se trouvaient à l'intérieur d'un tube à vide. Lorsqu'une charge négative est disponible à la cathode, l'énergie thermique fait que les électrons traversent le vide et sont attirés par la plaque chargée positivement. Avec une cathode positive, il n'y a pas d'électrons s'écoulant de la plaque. Ce mécanisme a rendu possibles les premiers redresseurs de puissance convertissant le courant alternatif (AC) en courant continu (DC).
Les petites diodes de signal ont une très faible chute de tension directe, ce qui les rend utiles pour la détection de signal et la commutation à basse tension. Pour les applications radiofréquence, des semi-conducteurs en germanium avec une jonction métal-semi-conducteur sont utilisés pour la détection de bas niveau et d'autres conversions à faible niveau de signal. Différents types de diodes de commutation de signal sont classés en fonction de plusieurs facteurs, notamment la vitesse de commutation et la capacité de jonction.
Les diodes Schottky sont des diodes à semi-conducteurs spécialement construites à l'aide d'un semi-conducteur relié à un métal. La chute de tension directe résultante est d'environ 0,5 volt de courant continu (VDC). Les diodes Schottky sont utilisées pour les applications de verrouillage qui protègent les circuits contre les tensions transitoires supérieures à 1 VDC au-dessus du niveau d'alimentation positif en CC. Cela est possible en connectant l'anode d'une diode Schottky à la ligne de signal à protéger tout en connectant la cathode au bus d'alimentation positif.
Les diodes d'accord utilisent la capacité de polarisation inverse de la diode. Lorsque la tension de polarisation inverse est augmentée, la capacité décroît généralement du fait de la diminution pratiquement de la surface de jonction sous une tension inverse accrue. Le circuit continu peut gérer cette capacité ajustable de la diode d'accord. Cette capacité fait partie d'un circuit alternatif qui peut modifier sa fréquence centrale en partie en raison de la capacité ajustable de la diode d'accord, ce qui permet à la diode de régler son circuit.
Les diodes au silicium ont généralement une chute de tension directe de 0,7 VDC, tandis que les diodes au germanium ont une tension de 0,3 VDC. La tension inverse maximale, appelée tension de claquage, et les courants de transmission maximum dépendent de la conception de diodes spécifiques. Pour la plupart des besoins de circuit, il existe des diodes avec les caractéristiques spéciales requises. Si une seule diode ne répond pas aux exigences, plusieurs diodes en série ou en parallèle peuvent suffire.