diodes - ESPCI - Catalogue des Cours

ÉLECTRONIQUE
DES CIRCUITS INTÉGRÉS
DIODES
DOCUMENT DE SYNTHÈSE
Ressources pédagogiques:
http://cours.espci.fr/site.php?id=37
Forum aux questions :
https://iadc.info.espci.fr/bin/cpx/mforum
et cliquer sur Électronique dans la liste des forums

1
I. PROPRIÉTÉS
1) Caractéristique courant-tension
Définitions des régimes de fonctionnement
Polarisation directe : potentiel de la zone p > potentiel de la zone n.
Polarisation inverse : potentiel de la zone p < potentiel de la zone n.
Propriétés
Polarisation directe : le courant varie exponentiellement en fonction de la tension.
Polarisation inverse : le courant est très petit (≈ nA − µA), et varie peu avec la
tension appliquée, tant que la valeur absolue de la tension appliquée est inférieure à
celle de la tension de rupture inverse.
Figure 1
2) Modèle de la diode pour les nuls
Régimes de fonctionnement
Diode passante : parcourue par un courant positif, tension à ses bornes égale à 0,6
Volt indépendamment du courant.
Diode bloquée : courant nul, tension à ses bornes inférieure à 0,6 Volts.
Figure 2

2
3) Modèle réaliste de la diode en polarisation directe
Caractéristique courant-tension (à connaître par cœur) :
I=ISexp qV
kT −1
⎛
⎝
⎜⎞
⎠
⎟
q charge de l’électron 1,6 10-19 Coulomb, k constante de Boltzmann (1,4 10-23 J K-1),
T température absolue.
IS dépend de la géométrie et du dopage de la diode considérée.
Ordre de grandeur à connaître par cœur
kT/q ≈ 25 mV à la température ambiante (300 K).
Justification du modèle de la diode pour les nuls : pour IS = 0,5 pA
I
V
1 mA
0,53 Volt
10 mA
0,59 Volt
100 mA
0,65 Volt
1000 mA
0,71 Volt
Mise en œuvre du modèle réaliste de la diode :
Figure 3
4) Grandeurs caractéristiques d’une diode
! Tension de rupture inverse
! Courant direct en fonction de la tension
! Courant inverse
! Capacité différentielle
! Temps de « recouvrement inverse »
Voir Figure 4.

3
Figure 4
II. APPLICATIONS
1) Redressement
a/ Redressement simple alternance
Nécessite une seule diode (Figure 5).
Propriétés
Une alternance sur deux est supprimée.
50% de l’énergie fournie par le générateur est perdue.
Seuls des signaux d’amplitude supérieure à 0,6 Volts peuvent être redressés.

4
Figure 5
b/ Redressement double alternance
Nécessite au moins deux diodes. On utilise fréquemment un « pont de diodes »
constitué de 4 diodes (Figure 6).
Propriétés
Une alternance sur deux est redressée.
Seuls des signaux d’amplitude supérieure à 1,2 Volts peuvent être redressés.
Animation :
http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/ipes/red_mono/red_mono.htm
2) Redressement et filtrage
Objectif
Engendrer une tension continue à partir d’une tension alternative.
Utilisation la plus fréquente : engendrer une tension continue pour l’alimentation de
composants actifs à partir de la tension alternative du secteur (« alimentation
stabilisée »).