À quoi sert une photodiode ? Conversion lumière-courant pour solaire, télécoms & capteurs
Une photodiode est un composant semi-conducteur à jonction PN qui convertit la lumière (photons) en courant électrique. C'est le cœur des cellules solaires, récepteurs fibre optique, et capteurs de lumière.
Principe de fonctionnement
- Photon frappe zone de déplétion → crée paire électron-trou.
- Champ électrique interne balaie électrons côté n, trous côté p.
- Courant circule (photocourant) proportionnel à l'intensité lumineuse.
Modes de fonctionnement
- Photovoltaïque (polarisation nulle) : Génère tension/courant comme cellule solaire. Utilisé panneaux solaires, posemètres.
- Photoconductif (polarisation inverse) : Réponse plus rapide, courant linéaire vs lumière. Utilisé télécoms optiques, LiDAR, détection d'impulsions.
Applications clés
| Application | Rôle |
|---|---|
| Cellules photovoltaïques | Génération énergie (photodiodes grande surface) |
| Récepteurs fibre optique | Convertir impulsions lumineuses en signaux électriques (PIN/APD haute vitesse) |
| Capteurs optiques | Proximité, lumière ambiante, fréquence cardiaque (PPG), détection fumée |
| Imagerie médicale | Détecteurs CT, oxymétrie de pouls |
| Capteurs caméra | Chaque pixel est une photodiode (CMOS/CCD) |
Matériau = Gamme de longueurs d'onde
- Silicium (Si) : 400–1100 nm (visible + proche IR)
- Germanium (Ge) : 800–1600 nm (bandes télécom C/L)
- InGaAs : 900–1700 nm (SWIR, télécom)
- GaAs/AlGaAs : 850 nm (liaisons VCSEL)
Petites, rapides, fiables, sans pièces mobiles — les photodiodes sont les yeux du monde optoélectronique.