Contenu
- La structure de base
- Diodes anciennes: radios
- LED
- Photodiodes et Diodes Sensibles à la Lumière
- Protection de circuit
Une diode est un composant électronique à deux bornes qui ne conduit l’électricité que dans un sens, et uniquement lorsqu’une certaine différence de potentiel minimale, ou tension, est appliquée à ses deux bornes. Les premières diodes ont été utilisées pour convertir le courant alternatif en courant continu et pour filtrer le signal dans les radios. Les diodes sont depuis devenues omniprésentes et sont utilisées pour protéger les appareils électroniques, éclairer nos maisons et les signaux de télécommande.
La structure de base
Pour comprendre la base de l’utilisation d’une diode, il est utile de regarder la structure d’une diode standard. La diode p-n standard a deux semi-conducteurs qui établissent un contact, formant une interface. Les semi-conducteurs purs ne conduisent pas, des impuretés métalliques sont donc ajoutées. Dans un semi-conducteur de la diode p-n, le métal contaminant cède facilement un électron; l'autre est également dopé (impurifié) avec un métal qui accepte facilement un électron. À l'interface, les électrons se déplacent d'un côté à l'autre, ce qui rend les atomes laissés chargés positivement et les atomes récepteurs négatifs. Cet écart par rapport à la neutralité ne se produit qu’à l’interface. Il crée un champ électrique de sorte que les électrons provenant d'un courant extérieur passent principalement du côté accepteur d'électrons au côté donneur d'électrons.
Diodes anciennes: radios
Cette propriété unidirectionnelle a été exploitée pour la première fois dans les radios AM. Le signal radio oscille d'avant en arrière, créant un courant alternatif dans l'antenne. Avant l'amplification, le signal doit être rendu unidirectionnel. Une diode radio laisse donc passer la moitié du signal en déplaçant les électrons dans un sens, mais pas dans l’autre. En bref, le courant alternatif est transformé en courant continu. Les condensateurs filtrent ensuite les hautes fréquences, ne laissant que le signal audio, prêt pour l'amplification.
LED
Si vous appliquez une tension aux bornes d'une diode, les électrons du courant électrique circulant dans le circuit électrique émettront une longueur d'onde de lumière spécifique lors de la fixation à l'impureté qui accepte un électron. C’est ainsi que les diodes électroluminescentes (DEL) produisent de la lumière. Les électrons se déplacent ensuite à travers l'interface du semi-conducteur en raison du champ électrique qui les sépare, traversent le semi-conducteur qui donne des électrons et continuent jusqu'à l'extrémité arrière de la source de tension pour compléter le circuit.
Photodiodes et Diodes Sensibles à la Lumière
Tout comme les diodes peuvent produire de la lumière, elles peuvent également créer du courant quand elles la reçoivent. Les deux types fonctionnent ensemble dans un périphérique de contrôle à distance, par exemple pour votre téléviseur. Ce dernier mode de fonctionnement des panneaux photovoltaïques. Deux diodes émettent de la lumière à partir de votre télécommande: l’une émet de la lumière visible pour vous informer que le signal est envoyé; l'autre émet un signal binaire à une longueur d'onde invisible (d'où la nécessité de la photodiode visible). Les photons frappent le semi-conducteur donneur d'électrons, libérant des électrons et leur donnant de l'énergie cinétique. L'énergie cinétique ne peut se traduire que dans un sens, car un seul sens de courant électrique est autorisé. Les panneaux solaires fonctionnent de la même manière, traduisant les photons du soleil en courant électrique dans une seule direction.
Protection de circuit
Une diode peut protéger les circuits des piles mal insérées. La polarité sera incorrecte, mais cela n'endommagera pas le circuit situé au-delà de la diode, ce qui ne laisse passer qu'un faible courant. Les diodes jouent également un rôle dans les protecteurs de surtension. Les diodes dites "à avalanche" conduisent à un fil de terre, mais elles ne laissent pas passer le courant régulier en raison de leur orientation unidirectionnelle. À une tension suffisamment élevée, une diode laissera passer la tension. Lorsque la tension dépasse de beaucoup les niveaux opérationnels, la diode à avalanche s'ouvre et laisse la tension supplémentaire sortir par le fil de terre.