Biais direct ou inverse : différence et comparaison

Faits marquants

1. La polarisation directe se produit lorsque la borne positive d'une source de tension est connectée au semi-conducteur de type P. Cela réduit le potentiel de barrière et permet la circulation du courant.
2. La polarisation inverse connecte la borne positive au semi-conducteur de type n, augmentant le potentiel de barrière et empêchant la circulation du courant.
3. La polarisation directe allume une diode, permettant au courant de circuler, tandis que la polarisation inverse l'éteint, bloquant ainsi le courant.

Qu’est-ce que le biais direct ?

La polarisation directe est un terme utilisé en électronique pour décrire l'application d'une tension qui permet au courant de circuler à travers une diode ou une jonction semi-conductrice. En polarisation directe, la borne positive d'une source d'alimentation est connectée à la région P (région positive) de la diode ou de la jonction, tandis que la borne négative est connectée à la région N (région négative).

Lorsqu’une diode est polarisée en direct, elle permet au courant de la traverser facilement. En effet, la tension positive appliquée à la région P repousse les porteurs de charge majoritaires (trous) vers la jonction, tandis que la tension négative appliquée à la région N repousse les porteurs de charge minoritaires (électrons) de la jonction. En conséquence, la région d'appauvrissement (la région proche de la jonction sans porteurs de charge) se rétrécit, permettant au courant de passer à travers.

Qu’est-ce que le biais inversé ?

La polarisation inverse est l'application d'une tension qui s'oppose au flux normal de courant à travers une diode ou une jonction semi-conductrice. En polarisation inverse, la borne positive d'une source d'alimentation est connectée à la région N (région négative) de la diode ou de la jonction, tandis que la borne négative est connectée à la région P (région positive).

Lorsqu’une diode est polarisée en inverse, elle inhibe la circulation du courant qui la traverse. En effet, la tension positive appliquée à la région N attire les porteurs de charge majoritaires (électrons) loin de la jonction, tandis que la tension négative appliquée à la région P attire les porteurs de charge minoritaires (trous) vers la jonction. En conséquence, la région d’appauvrissement (la région proche de la jonction sans porteurs de charge) s’élargit, créant une barrière qui empêche la circulation du courant.

Différence entre la polarisation directe et la polarisation inverse

1. En polarisation directe, la diode ou la jonction permet au courant de circuler facilement dans le sens direct, de l'anode à la cathode. En polarisation inverse, la diode ou la jonction inhibe la circulation du courant et l'empêche de circuler dans le sens inverse.
2. En polarisation directe, la borne positive de la source d'alimentation est connectée à la région P de la diode ou de la jonction, tandis que la borne négative est connectée à la région N. En polarisation inverse, la polarité est inversée, la borne positive étant connectée à la région N et la borne négative connectée à la région P.
3. La polarisation directe rétrécit la région d'appauvrissement (la région proche de la jonction sans porteurs de charge) dans une diode ou une jonction, permettant ainsi au courant de passer à travers. La polarisation inverse élargit la région d'appauvrissement, créant une barrière qui empêche la circulation du courant.
4. La polarisation directe nécessite une tension supérieure à la chute de tension directe (environ 0.6 à 0.7 volts pour une diode au silicium) pour surmonter la barrière et permettre la circulation du courant. La polarisation inverse nécessite une tension supérieure à la tension de claquage inverse pour créer un flux de courant inverse significatif.
5. La polarisation directe permet à une diode de se comporter comme un interrupteur fermé, conduisant le courant dans le sens direct. La polarisation inverse amène une diode à se comporter comme un interrupteur ouvert, bloquant le flux de courant dans le sens inverse.

Comparaison entre la polarisation directe et la polarisation inverse

Paramètre de comparaison	Biais en avant	Biaisage inversé
Flux de courant	Permet la circulation du courant dans le sens direct	Bloque le flux de courant dans le sens inverse
Polarité de tension	Borne positive connectée à la région P	Borne positive connectée à la région N
Région d'appauvrissement	Rétrécit la région d'épuisement, permettant la conduction du courant	Élargit la région d'épuisement, créant une barrière pour le flux de courant
Exigence de tension	Nécessite une tension supérieure à la chute de tension directe	Nécessite une tension supérieure à la tension de claquage inverse
Comportement des diodes	Agit comme un interrupteur fermé, permettant la circulation du courant	Agit comme un interrupteur ouvert, bloquant le flux de courant

Bibliographie

1. https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.363935
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201302818

Dernière mise à jour : 26 août 2023