Les diodes Exercice 1 Un relevé expérimental sur une diode

Electronique générale
Instrumentation pétrolière
TD N°2 : Les diodes
Exercice 1
Un relevé expérimental sur une diode au silicium a donné le tableau suivant :
Vd (V)
0,58
0,6
0,7
0,75
Id (A)
0,6
1
3
4
1. Tracer la caractéristique de cette diode.
2. Quelle est la valeur de la résistance dynamique rd pour 0.6  I d ( A)  3
3. Déterminer la tension de seuil de la diode V d .
4. Si la puissance maximale dissipable par la diode est Pmax  3W ,
calculer V max et I max .
5. Si la diode est utilisée dans le montage ci-contre (R=0,325Ω), déterminer la valeur de E pour que la
droite de charge passe par le point (0V ,4 A) et déduire le point de fonctionnement P .
Exercice 2
A fin de redresser une tension e(t )  VM sin( wt ) , on utilise une diode au
silicium de tension de seuil V d  0.7V .
Représenter la tension redressée s (t ) pour V M  10V ,1V ,0.3V avec R  1k .
Exercice 3
Dans les circuits ci-dessous, les diodes sont idéales, la tension d’entrée est e(t )  VM sin( wt ) avec V M  E .
Tracer dans chaque cas les graphes s (t ) et s  f (e) .
Exercice 4
Dans le circuit limiteur suivant, les diodes sont parfaites, la tension
d’entrée e(t )  E0 sin( wt ) et E 2  E1  E0 . représenter la tension
de sortie s (t ) et s  f (e)
Exercice 5
Soit D une diode à jonction PN au silicium. Sa caractéristique peut être approchée par la courbe ci-contre.
1.
2.
-
La diode D est utilisée dans le circuit (1)
Ecrire l’équation de la droite de charge de la diode et la tracer dans le plan (i, v) .
Déterminer graphiquement le point de polarisation P de la diode. On donne R1  400 , R 2  100 ,
E  12V
La diode est utilisée dans le circuit (2). R3  820 , R 4  82 , R5  25.45 , E  8V
En utilisant sa caractéristique, déterminer les éléments du schéma équivalent de la diode dans les deux
sens.
Calculer les valeurs eth , Rth du générateur de Thévenin alimentant la diode D et la résistance
d’utilisation R u . On donne : e(t )  150 sin( wt ) .
Pour la diode passante, représenter la schéma équivalent du circuit. Exprimer s et I d en fonction de eth
A quelle condition I d s’annule t-il ? donner le circuit équivalent dans ce cas.
Trouver la nouvelle expression de s en fonction de eth .
2011-2012
1
Electronique générale
Instrumentation pétrolière
Exercice 6
On considère le circuit ci-dessous : ( E  5V , R  500 )
1.
2.
3.
4.
5.
Donner l’expression de la droite de charge v  f (i ) du dipôle ( E , R ) qui alimente la diode Zener.
Déterminer graphiquement le point de fonctionnement P ( I 0 , v 0 ) de la tension aux bornes de la diode.
On envisage une faible variation E de la f.e.m. E . Etablir une relation entre les variation I ,
v et E .
v
Déduire la valeur du rapport  
en fonction de R et  (  est la résistance dynamique de la diode
E
polarisée en inverse)
Déduire l’expression de v en fonction de E ,  et V z .
Exercice 7
Un récepteur résistif de résistance Ru  2k est mis en parallèle avec une diode Zener D z ; l’ensemble est mis
en série avec une résistance R  2k et alimenté par un générateur de f.e.m. E et de résistance interne
négligeable.
La caractéristique de la diode est assimilée à un segment de droite entre les poins (8.5V ,20mA) et (7.5V ,2mA) .
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Etablir une relation entre E , v , i
Calculer les valeurs extrêmes de E pour que D z reste dans la plage régulation ( 2  i (mA)  20 ).
On adopte E  30V , déterminer le point de fonctionnement de la diode Zener.
E subit un accroissement de 20%, déterminer la variation relative correspondante de v .
On fixe E  30V et on fait varier la résistance Ru .quelle valeur doit-on donner à R pour que
i  2mA lorsque la résistance Ru est débranchée.
Quelle est la valeur de iu lorsque i  2mA ? déduire la valeur de Ru .
7.
Calculer la résistance interne du stabilisateur
2011-2012
v
lorsque iu reste dans la plage de régulation.
iu
2