Une photodiode est polarisée en inverse tandis qu’une LED est polarisée en direct en raison de leurs différentes fonctions et principes de fonctionnement. Une photodiode est conçue pour détecter la lumière et sa polarisation inverse améliore sa sensibilité. En polarisation inverse, la région d’appauvrissement s’élargit, permettant une génération et une séparation efficaces de paires électron-trou lorsque des photons lumineux frappent la photodiode. Il en résulte un photocourant mesurable proportionnel à l’intensité lumineuse. Une LED, quant à elle, est conçue pour émettre de la lumière. En polarisation directe, le courant circule à travers la LED, provoquant la recombinaison des électrons avec les trous dans la région d’appauvrissement, libérant ainsi de l’énergie sous forme de lumière. Ce processus ne se produit pas en polarisation inverse, ce qui rend la polarisation directe nécessaire au fonctionnement des LED.
Une photodiode fonctionne en polarisation inverse car cette configuration améliore sa capacité à détecter la lumière en créant une grande région d’appauvrissement et un champ électrique puissant, essentiels à la génération et à la collecte efficaces de porteurs de charge photogénérés. Bien que le courant en polarisation directe soit beaucoup plus important que celui en polarisation inverse, ce courant n’est pas lié à la détection de la lumière mais plutôt au flux naturel de porteurs de charge dû à la tension appliquée. En polarisation inverse, le photocourant généré est directement proportionnel à l’intensité lumineuse, permettant une mesure et une détection précises.
Une photodiode ne fonctionne pas efficacement en polarisation directe car sa fonction principale est de détecter la lumière, ce qui nécessite une configuration qui maximise la sensibilité à la lumière. En polarisation directe, la région d’appauvrissement est étroite et le champ électrique est faible, ce qui conduit à une séparation inefficace des paires électron-trou photogénérées. Il en résulte un photocourant faible et incohérent qui ne convient pas à une détection précise de la lumière. La polarisation inverse, avec sa région d’appauvrissement plus grande et son champ électrique plus fort, fournit les conditions optimales pour la détection de la lumière.
Une LED n’est pas utilisée en polarisation inverse car elle est conçue pour émettre de la lumière lorsqu’elle est polarisée en direct. En polarisation directe, la LED permet au courant de circuler à travers le dispositif, provoquant une recombinaison électron-trou dans la région d’appauvrissement et entraînant l’émission de lumière. En polarisation inverse, la LED bloque le flux de courant, empêchant le processus de recombinaison et n’émettant ainsi aucune lumière. La structure et les matériaux des LED sont optimisés pour l’émission de lumière dans des conditions de polarisation directe, ce qui rend le fonctionnement de polarisation inverse inefficace.
Une diode LED est polarisée en direct lorsqu’elle est utilisée pour sa fonction principale d’émission de lumière. En polarisation directe, la LED laisse passer le courant, facilitant la recombinaison des électrons et des trous dans la région d’appauvrissement, ce qui libère de l’énergie sous forme de photons, produisant de la lumière. La polarisation inverse d’une LED empêche la circulation du courant et le processus de recombinaison, elle n’émet donc pas de lumière dans ces conditions. La polarisation directe est essentielle au fonctionnement de la LED en tant que source de lumière.