Chapitre 1 Cours TD TP DIODE 2007

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I.U.T. de VELIZY UNIVERSITE DE VERSAILLES-SAINT-QUENTIN-EN-YVELINES RESEAUX ET TELECOMUNICATIONS Cours, TD, TP d’électronique : module E3 La diode à jonction Emmanuelle Peuch

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  • I.U.T. de VELIZY

    UNIVERSITE DE VERSAILLES-SAINT-QUENTIN-EN-YVELINES RESEAUX

    ET TELECOMUNICATIONS

    Cours, TD, TP dlectronique : module E3

    La diode jonction

    Emmanuelle Peuch

  • Module E3 : Les diodes jonction

    IUT Vlizy R&T / Emmanuelle Peuch 1

    Table des matires

    COURS

    I Introduction __________________________________2

    II La jonction P-N: diode jonction __________________4

    III Caractristique statique dune diode ______________5

    III.1 Relev exprimental ____________________________________5

    III.2 Interprtation de la caractristique ________________________6

    IV Modlisation de la diode_________________________8

    IV.1 Diode avec seuil et rsistance ______________________________8

    IV.2 Diode avec seuil ________________________________________10

    IV.3 Diode idale ___________________________________________10

    V Point de polarisation - Droite de charge____________11

    V.1 Droite de charge statique_________________________________11

    V.2 Fonctionnement en rgime variable : rgime dynamique ________12

    VI Utilisation des diodes __________________________15

    VI.1 Redressement (principe utilis dans les alimentations continues) _15 VI.1.1 Dtermination de ltat lectrique de la diode ____________________________ 15 VI.1.2 Diode relle_______________________________________________________ 16 VI.1.3 Calcul de la valeur moyenne__________________________________________ 16

    VI.2 Filtrage de la tension redresse____________________________17

    TRAVAUX DIRIGES 25

    TRAVAUX PRATIQUES 27

  • Module E3 : Les diodes jonction

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    Les diodes jonction

    I Introduction

    La diode est le semi-conducteur de base. Son fonctionnement est assimilable celui dun interrupteur qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens. Cest la diode qui va permettre de redresser le courant alternatif issu du secteur et autoriser la fabrication dalimentations stabilises. En transmission de donnes, elle nous permet de dmoduler simplement un signal modul en amplitude. Dans la catgorie des diodes, on trouve aussi des diodes de rgulation (diodes Zener) qui ont un comportement de source de tension. Dans ce cours, nous ntudierons que les diodes jonction dites de signal. Nous aborderons les notions de point de polarisation, droite

    de charge statique et fonctionnement dynamique.

    Les semi-conducteurs en bref Latome:

    Atome =

    Electrons en agitation permanente autour du noyau

    Noyau qui est constitu de protons et de neutrons

    Nombre de protons = nombre d'lectrons: l'atome est lectriquementneutre

    Les lectrons sont groups en couches.

    Z=6

    Les lectrons situs sur la dernire couche sont appels lectrons externes ou priphriques.

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    Les lectrons se placent successivement sur les diffrentes couches (ils remplissent une couche avant de passer la suivante): on dit que latome est dans son tat fondamental. Lorsquun lectron appartenant une couche donne dans ltat fondamental passe sur une couche plus loigne du noyau, on dit que latome est dans un tat excit qui est instable. (Ex: ceci se produit si on fournit de lnergie latome par une lvation de temprature par exemple).

    Liaison covalente: Deux atomes sassocient en mettant en commun deux lectrons priphriques.

    Conducteur: Il permet un passage facile du courant lectrique. Ceci est d au fait que les lectrons des couches externes se librent trs facilement de cette couche pour circuler de faon dsordonne travers le rseau dions fixes du cristal.

    Isolant: Il interdit le passage du courant. Ceci est d au fait quil ny a aucun lectron libre dans ldifice. Seul un champ lectrique intense permet la libration des lectrons: on dit quil y a claquage de lisolant.

    Semi-conducteurs intrinsques: Cest un corps qui est un isolant presque parfait trs basse temprature mais qui prsente une rsistivit intermdiaire entre celle des conducteurs et celle des isolants la temprature ambiante. Intrinsque = corps parfaitement pur Extrinsque = corps qui comporte des impurets Exemples de semi-conducteurs: Silicium, germanium. Rsistivit (en .m) de diffrents corps 27C:

    Conducteurs Semi-conducteurs Isolants

    Argent 1,6.10-8 Cuivre 1,7.10-8 Aluminium 2,8.10-8

    Germanium 0,5 Silicium 2400

    Diamant 1012 Mica 1010 1015

    Notion de trou: Lorsquune liaison covalente entre deux atomes se rompt, llectron libr laisse sa place un vide appel trou. Ainsi, un lectron voisin peut venir combler ce trou. Le trou est donc appel porteur positif. Ainsi, toute rupture de liaison covalente donne naissance deux mouvements dsordonns dlectrons:

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    - celui de llectron libr au sein du cristal, - celui des lectrons de liaisons covalentes circulant de trou en trou. On dit quon a un dplacement de trou pour ne pas confondre avec le dplacement de llectron libre.

    Semi-conducteur extrinsque: Cest donc un semi-conducteur qui comporte des impurets. Il a subit ce que lon nomme dopage: cest dire quon a rajout des atomes dimpuret au cristal pour augmenter le nombre dlectrons ou de trous, ceci afin daugmenter la conduction au sein du semi-conducteur (la conductivit est donc due majoritairement aux impurets). On distingue deux types de semi-conducteurs: - type N: Il y a eu ajout datomes dimpuret afin davoir un excs

    dlectrons. Ainsi, les lectrons sont dits porteurs majoritaires. Les dopeurs utiliss pour le germanium et le silicium sont des lments voisins : azote, phosphore, arsenic, antimoine.

    - type P: Il y a eu ajout datomes dimpuret afin davoir un excs de

    trous. Ainsi, les trous sont dits porteurs majoritaires. Les dopeurs utiliss pour le germanium et le silicium sont des lments voisins : bore, aluminium, gallium, indium.

    II La jonction P-N: diode jonction

    Une diode jonction est la juxtaposition de deux semi-conducteurs, lun de type P et lautre de type N:

    +++

    ++

    +-

    P

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    +N

    Jonction = zone de rencontre

    Anode (A) Cathode (K)

    Trous majoritaires Electrons majoritaires

    Symbole lectrique:

    Vd

    Id

    Nous allons tudier le comportement lectrique de la diode: que se passe t-il lorsquon applique une tension aux bornes de la diode ?

    Convention rcepteur : VD et ID sont positifs.

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    Le comportement dune diode peut se dduire de sa caractristique lectrique courant tension.

    III Caractristique statique dune diode

    Caractristique courant tension

    III.1 Relev exprimental

    On observe lvolution du courant traversant la diode en fonction de la tension ses bornes laide du montage exprimental suivant:

    A

    VE =

    R

    VdId

    En polarisation directe: La tension varie de 0 +Emax. Les mesures nous donnent:

    0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

    0.01

    0.02

    0.03

    0.04

    0.05

    0.06

    0.07

    0.08

    Tension Vd (V)

    Cou

    ran

    t Id

    (A)

    Caractristique courant - tension d'une diode de signal

    Premire constatation: la caractristique est non linaire

    La tension continue E est variable.

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    En TP, comme la tension aux bornes de la diode va tre relativement faible, on placera le voltmtre directement aux bornes de la diode.

    En polarisation inverse: La tension E varie de -Emax 0.

    En TP, comme le courant dans la diode va tre trs faible, on placera lampremtre en srie avec la diode (le voltmtre sera donc en parallle sur lensemble diode + ampremtre).

    Les mesures nous donnent:

    III.2 Interprtation de la caractristique

    La caractristique nous indique que la diode est un diple non linaire. On ne pourra donc pas utiliser le thorme de superposition !

    En polarisation directe: La croissance du courant en fonction de la tension est dabord exponentielle, puis elle tend devenir linaire : en prolongeant la partie rectiligne AB, cette droite coupe laxe des tensions en un point dabscisse Vo (voir figure ci aprs) :

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    Pour une diode au silicium Vo = 0,6V 0,7V. Pour une diode au germanium Vo = 0,3V.

    On constate la prsence dun seuil rel de tension Vs au dessous de laquelle le courant ID reste nul. Pour la diode 1N914, on a Vs = 0,5V. On prfre utiliser le seuil pratique de tension qui est labscisse Vo dfinie prcdemment. Cette valeur est plus importante que Vs : elle va nous permettre de linariser la caractristique.

    On dit que la diode est passante ou conductrice (elle laisse passer le courant) ds que la tension VD aux bornes de la diode devient suprieure ou gale Vo. La diode est alors polarise en directe et le courant crot

    assez rapidement au del de la tension Vo.

    En polarisation inverse: Le courant crot trs lentement avec la tension inverse. Cet effet est d un mauvais isolement de la jonction donnant naissance des courants de fuite. Le courant inverse est trs faible (de lordre du nano ampre) et on pourra le ngliger (Id = 0).

    On dit que la diode est bloque : elle ne laisse pas passer le courant, Id=0. La diode est alors polarise en inverse.

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    Claquage dune jonction (polarisation en inverse): Le courant inverse augmente trs fortement au del dune certaine tension inverse, appele tension de claquage (elle varie entre 10 et 1000 Volts suivant le type de diode). Lemballement thermique quentrane la tension de claquage dtruit la diode dans la plupart des cas.

    Cest par le dopage quon rgle les seuils de claquage (seuil de tenue en tension inverse). Plus il y a dimpurets, plus faible est le seuil de claquage. Exemple: les diodes utilises pour le redressement dans les alimentations ont une bonne tenue en inverse (peu dopes).

    Equation de la caractristique Id=f(Vd)

    )1(eIId VtVd

    s = avec Vt kTq

    =

    T = temprature en Kelvin q = charge de llectron = 1,6.10-19C k = constante de Boltzman = 1,38.10-23 J/K Is = courant inverse de jonction = courant de fuite (de lordre de 10 nA)

    A la temprature ambiante (26C), on a Vt 26mV

    En directe, on peut crire: Id Is*eVdVt

    = En inverse, on peut crire: Id = -Is

    IV Modlisation de la diode en rgime statique

    Lquation de la caractristique statique de la diode nest pas trs simple ni trs pratique. On va donc chercher modliser la diode. Le modle doit tre un compromis entre la simplicit et la fidlit.

    Simple : on ne retient que les caractristiques, grandeurs importantes pour le montage tudi.

    Fidle : le modle utilis doit fournir des rsultats valables, ralistes.

    IV.1 Diode avec seuil et rsistance

    En directe, la caractristique est une exponentielle au dpart, puis elle tend devenir linaire. On peut donc assimiler la caractristique une droite partir de Vd = Vo.

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    On rappelle que Vo est labscisse obtenue en prolongeant la partie rectiligne AB de la courbe relle.

    On prend donc en compte la rsistance interne statique RD de la diode. En inverse, on nglige le courant qui est trs faible : ID = 0

    ID

    (mA)

    VD(V)Vo

    VD

    ID

    En directe:

    ID

    Vo

    ID

    VD

    =

    VD

    RD

    Rd = Vd/Id (jusqu une centaine

    dOhm). La diode conduit ds que Vd Vo

    En inverse:

    ID

    VD VD < Vo et ID = 0

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    IV.2 Diode avec seuil

    On nglige la rsistance interne de la diode et on ne tient compte que de sa tension de seuil. La diode est alors quivalente une source de tension continue idale Vo (en directe) : VD = Vo quel que soit la valeur du courant ID.

    ID(mA)

    VD(V)Vo

    En directe:

    ID

    VD = VoVD

    =

    La diode conduit ds que Vd Vo

    En inverse:

    ID

    VD VD < Vo et ID = 0

    IV.3 Diode idale

    On nglige la tension de seuil et la rsistance interne de la diode. Ce modle est utile pour des pr-calculs, surtout si les diodes sont dans des circuits o les tensions sont leves (Vo est alors ngligeable devant les autres tensions du circuit). La diode est assimile un court-circuit en polarisation directe et

    un circuit ouvert en polarisation inverse.

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    ID(mA)

    VD (V)

    Extrait de la documentation constructeur de la diode de signal 1N4148

    VR = 75V (tension inverse maximale) R comme Reverse (inverse) IF = 150 mA (Courant direct maximum) F comme Forward (direct) VF = 1V en IF = 10mA (tension directe pour un courant direct de 10 mA)

    Extrait de la documentation constructeur de la diode de redressement 1N4007

    VR = 1000V (tension inverse maximale) VRRM = 1000V (tension inverse de pointe rptitive) = valeur maximale instantane de la tension inverse qui peut tre applique chaque priode. IF0 = 1 A (Courant direct moyen (valeur maximale)) VF = 1,1V en IF = 1 A (tension directe pour un courant direct de 10 mA)

    V Point de polarisation, droite de charge, rgime dynamique

    V.1 Droite de charge statique

    Soit le montage suivant:

    E =

    R

    VdId

    La droite dquation Vd = E - R.Id reprsente la droite de charge statique du montage.

    Diode passante: Vd = 0 et Id > 0

    Diode bloque: Vd < 0 et Id = 0

    Le courant ID et la tension VD sont imposs par le circuit lectrique plac autour de la diode. En effet, nous avons:

    E - Vd = R.Id

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    0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

    0.01

    0.02

    0.03

    0.04

    0.05

    0.06

    0.07

    0.08

    Vd (V)

    Id (A

    )

    Lintersection Po entre la droite de charge statique et la caractristique de la diode reprsente le point de fonctionnement du circuit encore appel

    point de polarisation.

    Rappel : si on associe un diple rcepteur avec un diple gnrateur, on aura une tension et un courant bien dtermin dans ces diples. Ce point doit appartenir la fois la caractristique du diple rcepteur et la caractristique (droite de charge) du diple gnrateur. Le point dintersection de ces deux caractristiques est appel point de polarisation ou point de fonctionnement.

    V.2 Fonctionnement en rgime variable : rgime dynamique

    On superpose la tension continue E un petit signal alternatif damplitude maximale eo (eo est faible):

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    Le point de polarisation Mo se dplace , sur la caractristique de la diode, au maximum entre M1 et M2. On constate que iD(t) et vD(t) sont sensiblement sinusodaux. On peut alors considrer que le systme travaille en rgime linaire. La tension aux bornes de la diode subit donc de petites variations autour du point de fonctionnement Po (de mme que le courant). La portion de courbe entre M1 et M2 peut en effet tre assimile un segment de droite dont la pente est appele rsistance dynamique (ou rsistance diffrentielle) de la diode :

    rd = )(t)dI(t)dV(

    d

    d = ( )

    vdid autour de Po

    On a alors e(t) = E + eo.sin(t) Et on observe un courant Id(t) sinusodal (de mme pour la tension Vd(t)).

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    Tant que lon travaille sur la petite portion M1, M2 de la caractristique de la diode, on peut modliser cette dernire, en rgime dynamique, par sa rsistance rd.

    Attention :

    La rsistance dynamique est une caractristique qui dpend du point de polarisation considr. Si on modifie le point de polarisation, la rsistance dynamique va varier. Cette notion

    na de sens que pour des petits signaux (eo

  • Module E3 : Les diodes jonction

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    Lapproximation qui consiste assimiler la portion de caractristique un segment de droite nest videmment plus possible. On dit que le systme travaille en rgime de grands signaux (rgime non linaire).

    VI Utilisation des diodes

    VI.1 Redressement (principe utilis dans les alimentations continues)

    Nous allons tudier le principe de fonctionnement du redressement simple alternance. Le montage est le suivant:

    ve(t) ~ R VsId

    ve(t) = Ve*sin(t)

    VI.1.1 Dtermination de ltat lectrique de la diode

    On suppose que la diode est idale. On utilise donc la caractristique idale qui nous donne:

    Condition de blocage: Vd 0

    Lquation propre au circuit est: ve(t) = Vd + R.Id = Vd + Vs Hypothse: la diode est bloque Id = 0 do Vs = 0 do Vd = Ve < 0

    La diode est bloque pour lalternance ngative de ve(t) et on a alors Vs = 0.

    Hypothse: la diode est passante Vd = 0 do ve(t) = R.Id et Id >0

    do Vs = R.Id = ve(t)

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    La diode est passante pour lalternance positive de ve(t) et on a alors Vs = ve(t).

    0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

    x 10-3

    -1

    -0.5

    0

    0.5

    1ve

    (t)

    t

    0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

    x 10-3

    0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1

    t

    vs(t

    )

    VI.1.2 Diode relle

    La diode sera passante ds que Vd Vo (Vo = 0,7V) et on a alors

    Vs = ve(t) - Vo. La plupart du temps nous avons Ve >> Vo et on peut donc ngliger la chute de tension due la tension de seuil de la diode. Lapproximation de la diode idale est donc valable et largement suffisante pour cette application.

    VI.1.3 Calcul de la valeur moyenne

    = 1T

    vs(t).dt 1T

    Vesin( t).dt Ve0

    T2

    0

    T

    = = pi

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    VI.2 Filtrage de la tension redresse

    La tension redresse est fortement ondule. Pour rduire cette ondulation, on procde un filtrage de la tension redresse laide dune capacit place en parallle sur la charge R. Le circuit tudi est donc:

    ve(t) ~ R Vs

    Id

    CIr Ic

    A t=0 (mise sous tension), la capacit est dcharge. On a donc vs(t) = vc(t) = 0.

    Do ve(t) = vD(t) > 0: la diode est donc passante.

    La diode est passante vd = 0 et id >0

    do ve(t) = vs(t) > 0 Ainsi, la capacit C se charge.

    Au del de Te/4, la tension ve(t) commence dcrotre (il y a changement de pente). Elle dcrot plus rapidement que ne peut le faire la tension aux bornes de la capacit. On dit que la capacit freine lvolution de vs(t). On a donc ve(t) < vs(t) ce qui bloque la diode (vd < 0). Ainsi, partir de t=T/4 la diode est bloque iD = 0

    do le rseau RC est isol et iR(t) = Vs(t)

    R = -ic(t) = -C

    dvs(t)dt

    La capacit se dcharge travers R. Sa tension vs(t) va diminuer jusqu' linstant o la tension ve(t) redevient plus grande que vs(t).

    Rappel: = R*C >> T, ainsi la capacit na pas le temps de se dcharger compltement sur une priode T (vs(t) ne sannule pas).

    En t = t2, on a ve(t) = vs(t) = Vsmin Ainsi, partir de t=t2 la diode conduit puisque vd = 0. La capacit se charge de nouveau jusquen t3 instant o la tension ve(t) commence dcrotre. En rgime permanent, la tension vs(t) varie entre Vsmax et Vsmin.

    ve(t) = Ve sin(t) ve(t) - vs(t) = vd(t) Ic(t) + IR(t) = ID(t)

    Hypothse de dpart: =R*C >> Te

  • Module E3 : Les diodes jonction

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    On note vs = Vsmax Vsmin2

    londulation de vs(t) et vsvs< >

    est le taux

    dondulation.

    Redressement simple alternance et filtrage

    Nous verrons en TD que ce montage est galement utilis en tlcommunications, comme dmodulateur AM (AM = modulation damplitude).

  • Module E3 : Les diodes jonction

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    ANNEXES

  • Module E3 : Les diodes jonction

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    SOMMAIRE

    Les diodes de redressement et/ou de signal : symboles utiliss dans les documentations (extrait de Guide du technicien lectronique chez Hachette)

    Exemples de diodes de redressement et de diodes de signal (extrait de Guide du technicien lectronique chez Hachette)

    Documentation constructeur de la 1N4148 (extrait du Data Book diodes,redresseurs, thyristors, tome 2 , Thomson CSF)

  • Module E3 : Les diodes jonction

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  • Module E3 : Les diodes jonction

    IUT Vlizy R&T / Emmanuelle Peuch 22

  • Module E3 : Les diodes jonction

    IUT Vlizy R&T / Emmanuelle Peuch 23

  • Module E3 : Les diodes jonction

    IUT Vlizy R&T / Emmanuelle Peuch 24

  • TD module E3: les diodes

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    TD : les diodes

    Exercice 1 : 1- Pour chaque montage, indiquez si la diode est passante ou bloque. On utilisera le modle de la diode idale.

    Montage 1:

    =E1

    E2=

    Vd

    IdR

    E1 > E2

    Montage 2:

    Vd=

    R

    RE1E2=

    R

    RId

    E1 < E2

    2- Pour le montage 1 : mme question mais avec le modle de la diode avec

    seuil.

    Exercice 2 :

    E

    R1

    R2

    R3

    I

    Calculez le courant I qui circule dans la rsistance R3. On utilisera le modle de la diode avec seuil (la diode est une diode au silicium).

    Exercice 3 : droite de charge et point de fonctionnement

    E

    IR

    V

    R1 = 6 k R2 = 3 k R3 = 1 k E = 12 V

    La caractristique de la diode est reprsente ci-dessous. La puissance maximale que peut dissiper la diode est de Pmax = 500 mW.

  • TD module E3: les diodes

    IUT Vlizy R&T / Emmanuelle Peuch 26

    1- Exprimez le courant I qui traverse la diode en fonction de V, E et R.

    2- Quelle est la nature de cette fonction I=f(V,E,R) et quelle est son nom ? 3- Dterminez le courant IP et la tension VP de la diode o IP et VP reprsentent les coordonnes du point de fonctionnement pour une source de tension E = 1,6 V et une rsistance R = 100 .

    4- Calculez la puissance dissipe dans la diode. 5- Calculez la puissance dans la rsistance R. Est ce quon peut utiliser une

    rsistance Watts ? 6- On place cette diode dans le circuit suivant :

    E

    R1

    R2

    I1

    V1

    Dterminez le point de fonctionnement (VP1, IP1) correspondant.

    R1 = 100 R2 = 200 E = 1,6 V

  • TP module E3: la diode

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    TP: caractristique d'une diode jonction Dure = 3h00

    Objectif: Dterminer les caractristiques d'une diode jonction.

    Tracer la caractristique statique de la diode et en dduire un modle lectrique statique.

    Calculer un point de fonctionnement (mthode analytique) Dterminer graphiquement un point de fonctionnement Mesurer un point de fonctionnement. Modle de la diode en rgime dynamique petits signaux

    Dure: 3h00

    Cblage de la diode:

    I Trac de la caractristique statique de la diode

    On souhaite tracer la caractristique statique ID = f(VD) de la diode. Pour cela, on utilise le montage suivant :

    Diode: 1N4148 R = 1 k (Rsistance de protection) En polarisation directe, on fera varier la tension dalimentation E de 0 14V.

    Pour mesurer VD et ID on utilisera un voltmtre et un ampremtre

  • TP module E3: la diode

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    Mesures

    1- Tracez le schma du montage qui va vous permettre de relever la

    caractristique en directe de la diode en indiquant lemplacement des appareils de mesure (Cf cours).

    Cblez votre montage

    2- Pour diffrentes valeurs de E, mesures ID et VD et tracez la caractristique

    ID = f(VD) sur papier millimtr.

    Prvoir une chelle, pour l'axe des abscisses, allant jusqu' 2,5 V (pour la suite du TP).

    Tout graphique doit comporter: - un titre, - les noms des grandeurs et les units sur chacun des axes, - l'chelle choisie.

    3- A l'aide de votre trac: - dterminez la tension de seuil pratique VO de cette diode. - dterminez un ordre de grandeur de la rsistance statique de la diode.

    En dduire le modle statique de la diode en directe.

    Est ce que la rsistance statique de la diode peut tre nglige dans ce montage (justifiez !)?

    II Droite de charge statique et point de fonctionnement

    Nous allons maintenant raliser le montage suivant:

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    Eg

    R1

    R2

    ID

    VDRg

    GBF

    A

    B

    Montage 2

    Eg = 5V (tension continue) Rg = rsistance interne du GBF = 50 R1 = R2 = 330 W

    1- Gnrateur quivalent de Thvenin (ETH , RTH) du diple AB: Le circuit utilis, aprs avoir remplac le diple AB par son modle de Thvenin, est quivalent :

    Dterminez les expressions littrales et valeurs numriques de ETH et RTH.

    2- Ecrivez l'quation de la droite de charge statique.

    3- Dterminez, de faon analytique une valeur approche du courant ID = ID1 du montage: pour cela, on prendra VD = VD1 VO.

    Mesures

    1- Cblez le montage 2 et mesurez la tension ETH (mthode prciser). Mesurez la rsistance RTH l'aide de la mthode du court-circuit.

    Vrifiez la cohrence de vos mesures avant de passer la suite!

    2- Tracez alors la droite de charge correspondante (avec valeurs mesures!) sur votre relev de caractristique de la diode.

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    En dduire graphiquement le point de fonctionnement (VD1, ID1) du montage.

    3- Vrifiez les valeurs de VD1 et ID1 en mesurant directement ces grandeurs sur le montage.

    4- Vrifiez la cohrence des rsultats de VD1 et ID1 obtenus avec les trois mthodes.

    III Rgime dynamique: linarisation autour d'un point de fonctionnement

    Nous allons maintenant tudier le comportement de la diode lorsqu'on lui applique un signal sinusodal en plus de la tension continue Eg = 5V. Le montage qui correspond est donc le suivant:

    Eg(t)

    R1

    R2

    ID(t)

    VD(t)Rg

    GB F

    A

    B

    Eg(t) = e g(t) + E g

    avec

    eg(t) = 0,5.cos(2* pi*Fe.t) et

    Eg = 5 V

    Fe = 1 kHz

    On utilisera le GBF pour gnrer le signal Eg(t): utilisez la fonction OFFSET. Rglez ce signal avant de l'appliquer au montage.

    Mesures

    1- visualisez la tension VD(t). Quelle est la forme de ce signal? Conclure sur le comportement de la diode en rgime dynamique petits signaux.

    2- Relevez l'oscillogramme correspondant. Indiquez sur l'oscillogramme les valeurs maximales et minimales de VD(t) et la tension de polarisation VD1:

    VD(t) = vD(t) + VD1.

    3- Reportez ces valeurs extrmes de VD(t) sur la caractristique de la diode. Quelle approximation peut-on faire de cette partie de la caractristique de la diode? En dduire un modle dynamique petits signaux de la diode (Cf cours: rsistance dynamique).

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    4- Augmentez (de faon raisonnable) progressivement l'amplitude du signal eg(t) et observez l'influence de cette augmentation sur l'allure de la tension VD(t). Conclure.