III.1 Polarisation de la jonction
Considérons une diode polarisée par une tension .
Pour déterminer l'état de polarisation, il faut savoir si la tension appliquée va s'ajouter ou se retrancher à la hauteur de la barrière de potentiel.
Nous allons donc représenter ci-dessous le schéma de bandes d'une diode et superposer à celui ci la tension de polarisation résultant de la source externe.
Courbes du haut : polarisation en direct; cela correspond à une diminution de la hauteur de la barrière. La nouvelle barrière vaut : .
Courbes du bas : polarisation en inverse; cela correspond à une augmentation de la hauteur de la barrière. La nouvelle barrière vaut: .
Attention : Diode en direct
On diminue la hauteur de barrière: cela favorise la diffusion des porteurs majoritaires: les électrons de la zone N vont vers la zone P et les trous de la zone P vont vers la zone N.
Attention : Diode en inverse
On augmente la hauteur de barrière: on favorise cette fois le phénomène de conduction: la diffusion des majoritaires est bloquée. Seule les porteurs minoritaires qui atteignent la zce peuvent traverser sous l'action du champ électrique.
Remarque :
En raison des différences de densité de population : .
Pour calculer le courant qui traverse la jonction, on se place dans l'hypothèse de la faible injection : dans chacune des régions, les porteurs en excès sont en nombre important devant les minoritaires mais négligeables devant les majoritaires et ce, quel que soit .
La polarisation de la jonction modifie la hauteur de barrière donc la largeur de la zce qui devient:
Fondamental :
Avec
si la diode est polarisée en direct
si la diode est polarisée en inverse.
Remarque :
La diode est un composant non linéaire.