Une diode est un dispositif électronique qui contrôle le sens du courant dans un circuit. La diode standard permet au courant électrique de circuler dans le sens direct, mais pas dans le sens inverse. Cependant, un type de diode peut conduire le courant dans le sens inverse dans certaines conditions. Ce type spécial de diode est la diode inverse.
La construction de la diode 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 cathode. Lors de la fabrication, ces deux segments sont fusionnés, formant une jonction PN, qui identifie une partie comme positive et l’autre comme négative. Des fils métalliques sont ensuite généralement attachés aux extrémités, à l’opposé de la jonction, pour former une diode.
La jonction PN est le point focal du fonctionnement d’une diode. Lorsque les deux segments de matériau fusionnent, ils s’annulent mutuellement dans une bande étroite à travers la jonction PN appelée région d’appauvrissement. Cette zone de la diode ne favorise ni une charge électrique positive ni une charge électrique négative, et agit comme un 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 avec la charge électrique interne de la diode. Lorsque cela se produit, l’isolation de la région d’appauvrissement au niveau de la jonction PN est maintenue, empêchant le courant électrique de traverser la diode. Une diode fonctionnant dans cet état est en fonctionnement diode inverse, ou polarisation inverse.
Si, cependant, une tension négative est appliquée à l’anode de la diode, la tension se déplace dans la section chargée positivement de la diode. Lorsqu’elle atteint la jonction, la charge aura suffisamment d’énergie électrique pour combler la région d’épuisement. À ce stade, la diode conduira le courant électrique et lui permettra de continuer à circuler jusqu’à ce que la tension soit supprimée. Les diodes fonctionnant dans cet état sont en fonctionnement de diode directe, ou polarisation directe.
L’isolation de la zone d’appauvrissement, cependant, ne peut supporter qu’un certain niveau de tension. Si la tension devient trop élevée alors que l’appareil fonctionne dans un état de diode inversée, la région d’épuisement échouera et laissera passer une surtension de courant électrique. Ce phénomène est appelé avalanche et détruit généralement une diode standard lorsqu’il se produit.
Bien que le phénomène d’avalanche soit généralement évité, 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 dans le développement de la technologie électronique. Ils ont alors commencé à concevoir des diodes avec des régions d’appauvrissement très spécifiques qui pourraient résister aux 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 cette tension, cependant, continue d’augmenter jusqu’à un niveau prédéterminé, appelé 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, y compris les diodes à avalanche, les diodes à claquage ou les diodes inverses.