la-diode

I) But du TP :
Etude des caractéristiques d’une diode
II) Partie Théorique :
Diode, composant électronique autorisant le passage d’un courant électrique dans un seul
sens. Les diodes sont utilisées pour le redressement et la détection d’un courant.
TUBES À VIDE
Les premières diodes étaient des tubes à vide constitués d’une ampoule vidée d’air contenant
deux électrodes — une cathode et une anode. Comme les électrons ne peuvent circuler que
dans un seul sens, de la cathode à l’anode, ce type de diode pouvait être utilisé pour le
redressement du courant électrique.
DIODES À SEMI-CONDUCTEUR
Aujourd’hui, les diodes les plus courantes sont à semi-conducteur, généralement au
germanium ou au silicium. Ce type de diode autorise le passage du courant de la zone P vers
la zone N (voir Semi-conducteur). Les plus simples, les diodes au germanium datent des
débuts de la radio : les signaux radio étaient détectés au moyen d’un cristal de germanium.
3.1 Diode Zener
Une diode Zener est une diode au silicium qui présente à ses bornes une tension indépendante
du courant qui la traverse. C’est pourquoi elle est utilisée comme stabilisateur de tension.
3.2 Diode DEL
Une diode électroluminescente, dite diode DEL, offre la particularité d’émettre un signal
lumineux lorsqu’une tension est appliquée à ses bornes. On l’emploie sur la plupart des
appareils dotés d’un affichage numérique, comme les montres à quartz et les calculatrices de
poche.
Une classification grossière fait apparaître les types suivants :
Diode classique (pour usages multiples)





Fréquence maximale de fonctionnement qq 100 MHz,
Puissance maximale qq W,
courant direct maximum qq A.
tension inverse maximale qq 10V,
temps de commutation moyen qq 10 ns.
Diode de Puissance :


Fréquence maximale de fonctionnement qq kHZ,
Puissance maximale qq kW,



tension inverse maximale qq 10 kV.
courant direct maximal qq 100 A.
temps de commutation grand qq µs.
Diode Hyperfréquences :





Fréquence maximale de fonctionnement qq GHZ,
Puissance maximale qq 100 mW,
tension inverse maximale qq 100V.
courant direct maximal qq 10 A.
temps de commutation faible qq 100 ps.
Diode de commutation (en voie de disparition):





Fréquence maximale de fonctionnement qq GHZ,
Puissance maximale qq mW,
tension inverse maximale qq 100V.
courant direct maximal qq 10 mA.
temps de commutation faible qq ns.
LES DIODES INVERSE :
Les diodes inverses (diodes Z) sont utilisées en polarisation inverse dans la zone de claquage.
Pour cela, les caractéristiques thermiques du composant (Résistance thermique, capacité
thermique) sont étudiées afin que le dégagement de chaleur provoqué par la puissance
dissipée importante ne soit pas destructif pour la structure.
Suivant les valeurs des dopages P et N, le claquage se fait par effet Zener ou effet
d'avalanche.

Pour des tensions de claquage de l'ordre de 6 V (diodes au silicium) l'effet Zener et
l'effet d'avalanche se produisent simultanément :



coude bien prononcé;
résistance dynamique plus faible;
coefficient de température relativement faible.
Utilisation des diodes Z : stabilisation de tension, (la tension inverse de la diode varie peu
lorsque le courant inverse qui la traverse évolue notablement).
Caractéristiques et point de fonctionnement des diodes inverses.
Paramètres d'utilisation :



tension Zener pour un courant donné;(de 3.3 V à 75 V)
tolérance à une tension Zéner donnée (5 %, 10 % sont les plus courantes.
Puissance maximale supportable (power handling capability) (1/4, 1/2, 1, 5,
10, 50, W).
III) Partie Expérimentale :
1)
a- On réalise le montage suivant :
On fait variée la tension de 0 a 10 v et on note le courant et la tension,et il faut respecté notre
remarque donc on a augmenté le nombre de mesure dans l’intervalle [0-1] les résultas sont
représenté dans le tableau suivant
E (v)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
I (m.a)
0
0
0.4
2.1
9
31
115
182
0
0.1
0.2
0.2
0.4
0.44
0.56
0.6
2
3
4
6
8
10
V (v)
Suite du tableau :
0.8
0.9
1
188
1.55
3.86
12.2
19.4
31.3
47.1
67.3
79.5
0.6
0.6
0.6
0.7
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
Le passage du courant dans le circuit indique que notre diode est passante dans notre système
donc la tension au borne de l’anode a été supérieure a celle de la cathode Ve > Vs
La diode utiliser est une diode faite a la base du Silicium
b- Dans cette partie on va inverser le sens de la diode comme il est indiqué dans le circuit
suivant :
On fait variée E de 0 a 10 v et on note le courant et la tension dans le tableau suivant :
E (v)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
I (m.a)
0
0.09
0.19
0.28
0.4
0.49
0.58
0.71
V (v)
0
0.1
0.2
0.2
0.4
0.44
0.56
0.6
0.8
0.9
1
2
3
4
6
8
10
0.81
0.89
1
1.9
3.1
3.9
5.7
7.7
9.9
0.6
0.6
0.7
0.8
0.8
0.8
0.6
0.8
0.8
 Pour la courbe de I en fonction de V regarder la feuille millimétrique.
On peut expliquer cette caractéristique si on retour a la caractéristique statique d’une diode au
silicium
Polarisation directe : pour les faible valeurs de la tension le courant a un chemin exponentiel
puis il devient linéaire a partir de 0.7 v la croissance linéaire devienne très nette a partir d’une
certaine tension cette tension est nommée le seuil de redressement cette tension dans notre
cas est presque égale a 0.7 v (silicium) ce phénomène est due a la résistance non négligeable
du semi conducteur
Polarisation inverse : dans ce cas le courant augmente avec la tension on attribue cela a
l’existence dune résistance de fuite Rf placée en parallèle sur la jonctions P-N.
2)
On réalise le montage suivant :
Ce schéma représente une figure d’un écreteur positive a un seul seuil
Dans notre cas la diode est réel alors la diode conduit a partir de 0.7 v (silicium)
 Au court de l’alternance positive on a un cour circuit.
 Au cours de l’alternance négative on a un circuit ouvert.
Vs = (R2 / R1+R2)*Ve
Et si
R2 >> R1 alors Vs=Ve=2V
Dans ce cas le Ve est un signal sinusoïdal
Ve(t) = 2v sin wt
 Pour la courbe regarder la feuille millimétrique