Résumé des notions fondamentales sur les diodes

Résumé des notions fondamentales sur les diodes
Une série de cinq dias permet de couvrir les notions fondamentales du cours
Dia 2:permet de comparer le modèle Uj de la diode avec la réalité. Cette comparaison s'effectue avec une
double interprétation:
• L'approche graphique exploitant la notion de droite de charge
• L'approche analytique avec une loi linéaire exploitable avec le modèle et une loi exponentielle
inexploitable avec la réalité
Dia 3: Observation des zones de fonctionnement d'une diode Zener selon sa position dans le circuit (à
l'endroit ou à l'envers par rapport au sens de conduction d'une diode normale). Quatre zones sont visibles:
• Conduit comme une diode normale avec Uj entre l'anode et la cathode
• Conduit comme une Zener avec -UZ entre l'anode et la cathode
• Ne conduit aucun courant si la tension entre l'anode et la cathode est comprise entre -UZ et Uj
• Ne peut être soumise aux tensions supérieures à Uj ou inférieures à -UZ entre l'anode et la cathode
Ces bornes correspondent évidemment à un modèle. Dans la réalité les limites évoluent selon les conditions
Dia 4: On observe 6 conditions (6 configurations de circuit) permettant à des diodes normales ou Zener de
fonctionner. Ces conditions dépendent de l'orientation de la diode dans le circuit et de la valeur de la source
de tension.
Dia 5: La dia rappelle une recette en trois étapes permettant de calculer les variations aux bornes d'une
diode.
Dia 6: On propose 5 exercices "types" couvrant l'ensemble des comportements d'une diode normale.
1
Interprétation graphique exploitant la loi réelle et le modèle de la diode
R
I0
UR0
Circuit de base mettant en évidence:
• Un outil d’interprétation
graphique (droite de charge)
• La qualité du modèle
UD0
UE0
I
I
I 0Modèle =
U E 0 !U j
R
Comparaison
modèle et réalité
Vision réelle
I0
I 0Réel = I S eU
UD0
UR0
UE0
U
D
/ nUT
Uj
U
U’R
UD0
UR0
UE0
2
Exploitation modèle de la zener selon sa position
R
UR0
UR0
UD0
UE0
UE0
On exploite les modèles
étendus aux Zeners
I
I
UD0
Droite de
charge (1/R)
Diode conduit un
courant limité
par la résistance
Diode ne conduit pas
-VZ
U
U
-Uj
Uj
VZ
Diode ne peut atteindre
ces zones de tension
3
Courants observés selon les tensions appliquées
R
I0
UR0
R
UD0
UE0
UR0
Si UE0 < -Uj
I0
UR0
R
UD0
UE0
UR0
UE0
Si UE0 < -VZ
I0
UR0
UD0
UE0
Si UE0 > Uj
R
UD0
UE0
Si UE0 > Uj
R
I0
Si UE0 < -Uj
I0
R
UD0
UR0
UE0
I0
UD0
Si UE0 > VZ
4
Recette de cuisine
DC = Polarisation, AC = Variations petits signaux
UR
R1
uE1(t)
UD
UE0
!1:
Polarisation
Modèle DC (Uj est suffisant)
Calcul de I0
UR
R1
UE0
!2: Calcul de rD = nUT/I0
R1
i
I0
Uj
uE1
rD
uS1 = UE1.rD/(R1 + rD)
!3: Variations
Modèle AC (Il faut connaître rD)
Calcul des variations uS1 avec un diviseur résistif
5
Etude de cas du montage à diode
Plusieurs analyses possibles:
1) UE0 = 5V
R1
2) uE(t) = 3sin"t [V]
UE0
US + uS(t)
3) UE0 = -3V
4) UE0 = 5V et uE(t) = 3sin"t [V]
uE(t)
5) UE0 = 3V et uE(t) = 5sin"t [V]
Interprétation avec droite de charge
• diode modélisée
• diode réelle
Analyse avec Zéner possible
6