Une diode électroluminescente (DEL) brille et émet de la lumière lorsqu’elle est polarisée vers l’avant en raison de ses matériaux semi-conducteurs et de sa construction uniques. Lorsque le courant traverse une LED dans le sens direct (anode vers cathode), les électrons et les trous se recombinent dans la jonction semi-conductrice de la LED, libérant de l’énergie sous forme de photons. Ce processus est connu sous le nom d’électroluminescence, où la différence de niveau d’énergie entre les bandes de conduction et de valence du matériau semi-conducteur détermine la longueur d’onde (couleur) de la lumière émise. En revanche, une diode de redressement n’est pas conçue pour émettre de la lumière mais plutôt pour permettre au courant de circuler dans une seule direction avec une chute de tension minimale lorsqu’elle est polarisée en direct, ou pour bloquer entièrement le courant lorsqu’elle est polarisée en inverse.
La raison pour laquelle une LED émet de la lumière alors qu’une diode à jonction PN standard ne le fait pas est principalement due aux matériaux semi-conducteurs spécifiques utilisés dans leur construction. Les LED sont fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs avec une bande interdite directe, tels que l’arséniure de gallium (GaAs) ou le phosphure de gallium (GaP), qui permettent une émission efficace de lumière lorsque les électrons se recombinent avec les trous à travers la jonction. En revanche, les diodes à jonction PN standard utilisent généralement des matériaux à bandes interdites indirectes, tels que le silicium, dans lequel les électrons se recombinant avec des trous n’émettent pas de photons mais libèrent plutôt de l’énergie thermique. Cette différence fondamentale entre les matériaux semi-conducteurs explique pourquoi les LED émettent de la lumière alors que les diodes à jonction PN ne le font pas.
Certaines LED peuvent ne pas briller ou émettre de la lumière pour plusieurs raisons. Une cause courante est une mauvaise polarité : les LED sont des dispositifs polarisés, ce qui signifie qu’elles nécessitent une orientation correcte (tension positive sur l’anode et négative sur la cathode) pour conduire le courant et émettre de la lumière. Inverser la polarité empêchera le courant de circuler à travers la LED, l’empêchant ainsi de briller. Une autre raison pourrait être une tension directe insuffisante : les LED nécessitent une tension directe spécifique (généralement entre 1,8 V et 3,3 V selon la couleur) pour s’allumer et émettre de la lumière. Si la tension appliquée est inférieure à ce seuil, la LED peut ne pas s’allumer. Enfin, les LED endommagées ou défectueuses peuvent également ne pas s’allumer même avec une polarité appropriée et une tension suffisante.
Les LED ne peuvent pas être utilisées comme diodes de redressement, principalement en raison de leurs caractéristiques de tension directe et de leur incapacité à gérer efficacement les tensions inverses. Les LED sont optimisées pour l’émission de lumière et présentent des chutes de tension directe relativement élevées par rapport aux diodes de redressement standard, qui sont conçues pour de faibles chutes de tension directe afin de minimiser la perte de puissance. De plus, les LED ont de mauvaises performances lorsqu’elles sont soumises à des tensions de polarisation inverse typiques des circuits redresseurs. Ils peuvent être endommagés ou présenter des courants de fuite élevés lorsqu’ils sont polarisés en inverse, ce qui les rend impropres aux tâches de rectification où une faible chute de tension directe et une gestion robuste de la tension inverse sont essentielles.
Les LED sont évitées en tant que diodes de redressement ou convertisseurs dans les circuits redresseurs, principalement parce qu’elles ne sont pas optimisées pour les exigences spécifiques du redressement. Les diodes de redressement doivent convertir efficacement le courant alternatif en courant continu en minimisant les chutes de tension dans le sens direct et en bloquant le courant dans le sens inverse. Les LED, cependant, sont conçues pour émettre de la lumière plutôt que pour une rectification efficace. Ils ont des chutes de tension directe plus élevées et sont moins efficaces pour gérer les tensions inverses que les diodes de redressement standard. L’utilisation de LED dans des circuits redresseurs entraînerait des pertes de puissance plus élevées, une efficacité réduite et des problèmes de fiabilité potentiels en raison de leurs différentes caractéristiques électriques et limitations de fonctionnement.
