Le terme diode dérive d’un mot grec que l’on peut traduire par « passage étroit ». Le concept est utilisé dans le domaine de l’électricité pour nommer la vanne qui possède une paire d’électrodes et ne permet le passage du courant que dans un sens.
Pour comprendre ce qu’est une diode, il faut donc savoir ce que sont les électrodes. C’est le nom donné à l’extrémité d’un conducteur électrique qui est relié à un milieu, dont il reçoit ou auquel il transmet un courant.
Les diodes sont des composants électroniques à deux électrodes qui permettent au courant électrique d’avancer dans un seul sens. Jusqu’à une certaine différence de potentiel, les diodes fonctionnent comme un circuit ouvert qui ne conduit pas l’électricité ; d’autre part, elles agissent comme un circuit fermé dont la résistance est très faible.
Les premières diodes étaient connues sous le nom de diodes à vide, car il s’agissait de tubes de cristal formés par deux électrodes qui étaient entourées de vide. Ces diodes ont été conçues par l’ingénieur anglais John Ambrose Fleming (1848-1945) au début du XXe siècle.
Avec le temps, les diodes à vide sont devenues obsolètes et ont été remplacées par des diodes semi-conductrices. Dans ce cas, les vannes ont un matériau semi-conducteur qui est relié aux électrodes. Les types de diodes semi-conductrices comprennent les diodes au silicium, les diodes à cristaux, les diodes électroluminescentes, les diodes à avalanche et les diodes thermiques.
Les diodes électroluminescentes, connues sous l’acronyme anglais LED, se caractérisent par la possibilité d’émettre de la lumière, produisant une longueur d’onde allant de l’infrarouge au quasi ultraviolet. En raison de leur faible consommation d’énergie, de leur faible émission de chaleur, de leur longue durée de vie et de leur petite taille, les diodes électroluminescentes sont une source lumineuse de plus en plus utilisée.
Comme mentionné dans les paragraphes précédents, la diode ne conduit le courant que dans un seul sens, ce qui représente sa caractéristique la plus caractéristique. Comme pour beaucoup d’autres créations révolutionnaires à leur époque, il n’est pas nécessaire de bien comprendre le fonctionnement physique de la diode pour pouvoir l’utiliser, même dans des circuits très complexes.
L’équation non linéaire que l’on peut voir dans la deuxième image nous montre comment modéliser la courbe dite i-v d’une diode, où i est la diode, Is est le courant de saturation inverse (dans le cas du silicium, il est généralement de 10 ampères au moins 12), q représente la charge de l’électron, k est la constante de Boltzmann et T, la température en kelvin.
L’un des concepts fondamentaux dans ce contexte est le courant d’avance, qui se produit si une tension positive est fixée à l’aide d’une diode en silicium, ce qui nous place à droite de la courbe i-v. Pour une valeur basse, telle que +0,2 volts, il n’y a pratiquement pas de courant de marche avant, alors que lorsque nous atteignons +0,6 volts, il est déjà possible d’effectuer une mesure. Après cette valeur, le courant augmente rapidement, rendant la courbe pratiquement verticale.
Ceci nous permet de comprendre que la courbe i-v de la diode n’est pas linéaire. La polarisation est directe lorsque la tension entre ses deux bornes est positive, comme dans l’exemple précédent.
Pour représenter une diode il faut exprimer la direction dans laquelle le courant et la tension avancent (qui doit aussi présenter les signes + et – pour indiquer l’orientation, étant l’extrémité positive celle qui reçoit le courant d’avance). Une courbe orange doit également être tracée pour mettre en évidence la polarité de la tension. Tout cela est visible sur la deuxième image.
