11.3 : Diode: polarisation inverse

Une diode est polarisée en inverse lorsque la borne positive d'une source de tension externe est connectée au matériau de type N et la borne négative au matériau de type P. Cette configuration s'oppose à la direction naturelle du flux de courant à travers la diode, augmentant ainsi la largeur de la région d'appauvrissement et le potentiel de barrière. La condition de polarisation inverse produit un courant de fuite minimal, principalement dû aux porteurs de charge minoritaires. Cette fuite devient significative lorsque la tension inverse dépasse la tension thermique dans des conditions ambiantes standard, conduisant à une courbe de réponse courant-tension (I-V) aplatie. Contrairement à l’augmentation exponentielle du courant observée dans la polarisation directe, l’augmentation de la polarisation inverse est négligeable.

Cependant, en pratique, le courant inverse dans les diodes dépasse souvent le courant de saturation prévu. Par exemple, les diodes conçues pour les petits signaux avec des courants de saturation inverses de niveau femtoampère peuvent présenter des courants inverses de niveau nanoampère. Bien que ce courant inverse augmente légèrement avec la tension inverse, ces changements sont trop faibles pour affecter sensiblement la courbe I-V. Ce courant inverse provient de la génération de porteurs thermiques au sein de la jonction, en fonction des dimensions physiques de la jonction de diode.

Une forte augmentation du courant inverse se produit lorsque la tension inverse appliquée atteint un seuil critique appelé tension de claquage, propre à chaque diode. Ce phénomène, représenté par le genou sur la courbe I-V, signifie une augmentation substantielle du courant avec une augmentation minimale de la tension.

Il est essentiel de reconnaître que la panne de diode n'est pas intrinsèquement dommageable, à condition que le courant reste dans sa zone de fonctionnement sûre, généralement définie par sa capacité maximale de dissipation de puissance dans la fiche technique. Des circuits externes, conçus pour limiter le courant inverse à des niveaux sûrs, sont nécessaires pour éviter des dommages potentiels. Les diodes Zener, conçues pour fonctionner dans la zone de claquage pour la régulation de la tension, sont des exemples de diodes qui fonctionnent en toute sécurité dans ces conditions.