Une diode est un composant électronique à deux bornes qui ne conduit l'électricité que dans un seul sens et seulement lorsqu'une certaine différence de potentiel minimum est appliquée à ses deux bornes. Les premières diodes ont été utilisées pour convertir AC en DC et pour filtrer le signal dans les radios. Les diodes sont devenues omniprésentes, utilisées pour protéger l'électronique, éclairer nos maisons et envoyer des signaux de contrôle à distance.

La structure de base

Pour comprendre la base de l'utilisation d'une diode, il est utile de regarder une structure de 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, donc des impuretés métalliques sont 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 que les électrons ont chargés positivement et les atomes récepteurs qui sont 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 le plus souvent du côté accepteur d'électrons au côté donneur d'électrons.

Diodes précoces: Radios

Cette propriété unidirectionnelle a été la première exploité 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. La diode d'une radio laisse donc passer la moitié du signal en déplaçant les électrons dans une direction, mais pas dans l'autre moitié. En bref, l'AC est transformé en DC. Les condensateurs filtrent ensuite la haute fréquence, 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 circulent autour du circuit électrique. émettra une longueur d'onde spécifique de la lumière lors de la fixation à l'impureté qui accepte un électron. C'est ainsi que les diodes électroluminescentes (LED) produisent de la lumière. Les électrons traversent alors l'interface semi-conductrice à cause du champ électrique qui les sépare, traversent le semi-conducteur qui fait don d'électrons et continuent à l'extrémité arrière de la source de tension pour compléter le circuit.

Photodiodes et sensibles à la lumière Diodes

Tout comme les diodes peuvent produire de la lumière, elles peuvent aussi créer du courant lorsqu'elles sont reçues. Les deux types fonctionnent ensemble dans un dispositif de télécommande, par exemple, pour votre téléviseur. Ce dernier est la façon dont les panneaux photovoltaïques fonctionnent. Deux diodes émettent de la lumière à partir de votre télécommande: Une émet de la lumière visible pour vous indiquer 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 peut se traduire dans une seule direction, car une seule direction du courant électrique est autorisée. C'est la même manière que les panneaux solaires fonctionnent, traduisant des photons du soleil en courant électrique dans une direction seulement.

Protection de circuit

Une diode peut protéger des circuits des batteries incorrectement insérées. La polarité sera incorrecte, mais elle n'endommagera pas le circuit au delà de la diode, ce qui ne laisse passer qu'un faible courant. Les diodes jouent également un rôle dans les parasurtenseurs. Les diodes dites "avalanche" conduisent à un fil de terre, mais elles ne laissent pas passer le courant régulier à cause de leur orientation unidirectionnelle. À une tension suffisamment élevée, une diode laisse passer la tension. Lorsque la tension dépasse de beaucoup les niveaux opérationnels, la diode à avalanche s'ouvre et laisse passer la tension supplémentaire à travers le fil de terre.