Qu'est-ce qu'une diode inversée?

Une diode est un dispositif électronique qui contrôle la direction du courant dans un circuit. La diode standard permet au courant électrique de circuler dans le sens aller, mais pas dans le sens inverse. Un type de diode peut toutefois conduire le courant dans le sens inverse dans certaines conditions. Ce type spécial de diode est la diode inverse.

La construction de diodes implique deux segments d'un matériau semi-conducteur, tel que le silicium. Un segment a une charge positive, appelée l'anode. L'autre segment a une charge négative, appelée la cathode. En fabrication, ces deux segments sont fusionnés, formant une jonction PN, qui identifie une partie comme positive et l'autre comme négative. Des conducteurs métalliques sont ensuite généralement fixés aux extrémités, à l'opposé de la jonction, pour former une diode.

La jonction PN est le point central du fonctionnement d'une diode. Lorsque les deux segments de matériau fusionnent, ils annulent leurs charges électriques mutuellement dans une bande étroite passant par la jonction PN, appelée région de déplétion. Cette zone de la diode ne favorise ni une charge électrique positive ni une charge électrique négative et agit comme isolant entre les deux segments de la diode.

En fonctionnement normal, une diode fonctionne un peu comme un clapet anti-retour électronique. Si une tension négative est appliquée à la cathode de la diode, la charge se combine à la charge électrique interne de la diode. Lorsque cela se produit, l'isolation de la région d'appauvrissement à la jonction PN est maintenue, empêchant ainsi le courant électrique de traverser la diode. Une diode fonctionnant dans cet état est en fonctionnement à diode inverse ou à polarisation inverse.

Si, toutefois, une tension négative est appliquée à l'anode de la diode, la tension se déplace dans la section chargée positivement de la diode. Quand il atteindra la jonction, la charge aura assez d’énergie électrique pour combler la région d’épuisement. À ce stade, la diode conduira le courant électrique et lui permettra de continuer à s'écouler jusqu'à ce que la tension soit supprimée. Les diodes fonctionnant dans cet état fonctionnent en diode directe ou en polarisation directe.

L'isolation de la zone d'épuisement ne peut cependant supporter qu'un certain niveau de tension. Si la tension devient trop élevée alors que l'appareil fonctionne dans un état de diode inversé, la région d'appauvrissement sera défaillante et permettra à une surtension de passer du courant électrique. Ce phénomène s'appelle une avalanche et détruit généralement une diode standard quand il se produit.

Bien que le phénomène d'avalanche soit généralement à éviter, les ingénieurs ont découvert que bloquer la tension jusqu'à ce qu'elle atteigne un niveau prédéterminé, puis la laisser passer, pourrait être un outil utile pour le développement de la technologie électronique. Ils ont ensuite commencé à concevoir des diodes avec des zones d’appauvrissement très spécifiques capables de supporter les effets horribles d’une avalanche. Depuis leur création, ces types de diodes ont trouvé leur place dans pratiquement tous les domaines de l'électronique.

En fonctionnement, une diode inverse fonctionne comme une diode standard. Une tension négative est appliquée à sa cathode et la diode la bloque. Si toutefois cette tension continue à augmenter jusqu'à un niveau prédéterminé, appelée tension de claquage, la diode subira une avalanche contrôlée et commencera à conduire le courant électrique dans le sens inverse en toute sécurité. Ces diodes portent de nombreux noms, notamment les diodes à avalanche, les diodes de claquage ou les diodes inversées.