Les diodes sont des dispositifs qui empêchent un signal électrique de les traverser dans un sens, mais permettent à un signal de passer dans l’autre. Lorsqu’une diode semi-conductrice standard bloque un signal, il est possible que la tension de ce signal devienne trop élevée pour que la diode puisse le contrôler. À ce stade, la diode tombera en panne et laissera passer le signal, et sera probablement détruite à mesure que la tension la traversera. Surnommé le point d’avalanche de la diode, une fois que cet effet commence, il ne s’arrêtera généralement pas tant qu’il n’aura pas suivi son cours, dévastant de nombreux, sinon tous, les composants du circuit sur son chemin. Une diode à avalanche est un type spécial de diode qui peut résister à l’événement d’avalanche et utiliser l’effet d’avalanche dans sa fonction normale.
Toutes les diodes semi-conductrices sont constituées de deux morceaux de matériau semi-conducteur, généralement du silicium, fusionnés ensemble. Une pièce du matériau, la cathode, aura une charge positive. La deuxième pièce, l’anode, aura une charge négative.
Ces diodes contrôlent la direction du flux de circuit dans les circuits. Lorsqu’un courant électrique est appliqué à l’anode de la diode, il traverse le matériau chargé positivement vers la cathode négative, puis sort de la cathode vers le reste du circuit. Une diode fonctionnant dans cet état est polarisée en direct.
Si le même courant est connecté à la cathode, il viendra simplement reposer avec la charge identique de la cathode et sera bloqué par la diode. Une diode dans cet état est polarisée en inverse. Si cette tension est suffisamment élevée, cependant, elle peut avoir suffisamment de puissance pour sauter à travers la cathode et atteindre l’anode positive. Si cela se produit, le courant sera conduit hors de l’anode de la diode et la diode sera dans une condition d’avalanche. Cette condition détruira généralement une diode standard, ainsi que tout autre composant de circuit situé entre la diode et un point de mise à la terre.
Une diode à avalanche est conçue de manière très spécifique pour pouvoir utiliser l’effet d’avalanche. Au lieu d’attendre que la tension devienne trop élevée pour être gérée par la diode et que l’avalanche soit incontrôlable, une diode à avalanche déclenche intentionnellement l’effet d’avalanche à une tension prédéterminée. Cette tension prédéterminée n’est pas assez forte pour endommager la diode, ce qui permet à la diode à avalanche de conduire la puissance excessive du circuit vers une masse. De cette manière, une diode à avalanche fonctionne de la même manière qu’un déversoir permet à un barrage de rediriger les eaux de crue excessives.
La diode à avalanche est fréquemment utilisée dans les circuits pour fournir une protection contre les tensions indésirables ou inattendues qui pourraient autrement endommager les circuits. De telles diodes ont généralement leurs cathodes connectées au chemin principal du courant électrique du circuit et les anodes à une masse électrique. Cette configuration leur permet de rediriger les tensions menaçantes directement vers la terre, au lieu de leur permettre de traverser le circuit et de le détruire. Les diodes à avalanche dans cette configuration agissent comme des diodes de blocage car elles fixent, ou bloquent, la tension maximale qu’un circuit subira à un niveau prédéfini.