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  • Rapport TP : Diode et application

    1

    Partie thorique

    Dfinition :

    Groupe IEA A02

    NOTE OBSERVATION

    Ralis le : 24/10/2013, par :

    ELACHQAR IMAD DORHMI AHMED

    EDDIB ABDELLATIF BRIK ADIL

    Anne Universitaire 2013 / 2014

    Universit Mohammed V, Facult des Sciences,

    Travaux pratiques d.lectronique : SMP5

  • Rapport TP : Diode et application

    2

    La diode est un lment actif comportant deux Electrodes dsignes

    gnralement par Anode et cathode. La diode PN rsulte de la jonction de deux

    Elments semi-conducteurs gnralement en silicium.

    Constitution et symbole dune diode jonction PN

    1 Courbe caractristique :

    Le courant de la diode obit la tension appliqu selon la loi exponentielle suivante :

    - Avec Le courant Is est appel courant inverse de saturation.

    - VT est la tension thermodynamique qui vaut :

    -Et n est le coefficient dEmission. Il dpend du matriau, voisin de 1 dans les jonctions de

    Transistors au silicium et dans les diodes au germanium, et compris entre 1 et 2 dans les

    Diodes au silicium.

    -La diode est dite polarise en direct lorsque la tension VD est positive. Dans ce cas, la

    croissance exponentielle du courant est fortement marque par la tension de seuil VD0.

    Pour la jonction au silicium, la tension seuil VD0 sEtablit environ entre 0,6V et 0,7V. -Pour une tension appliqu VD < 0, la diode est polaris en inverse. Le courant traversant

    La diode de la cathode vers lanode est extrmement faible et croit rapidement avec la Temprature; il vaut Is. On considre que la diode est bloque.

  • Rapport TP : Diode et application

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    Courbe caractristique de la diode Avec

    Caractristique relle de la jonction PN

    2 Modle Electrique Equivalent la diode

    en direct :

    Diode idale :

    Si VD < 0, le courant ID= 0.

    Si ID > 0; la tension VD= 0.

    La diode est Equivalente un interrupteur.

    Avec A dsigne lanode et K la cathode.

    Diode parfaite :

    Si VD< VD0, le courant ID= 0

    Si ID > 0; la tension VD = VD0

    La diode est Equivalente soit un circuit ouvert, soit une source de tension parfaite de

    f..m. VD0

    Diode relle :

    Si VD< VD0, le courant ID= 0.

    Si ID > 0; la tension VD = VD0 + RD IAK

    La diode est Equivalente soit un circuit ouvert, soit une source de tension de f..m. VD0 Et de rsistance interne RD:

    3 Modle de la diode zener :

    Dans le sens direct, cette diode se comporte comme une diode normale, dans le sens

    inverse la diode zener est Equivalente une source de tension de f..m. V et de rsistance

    interne rz

    4 Applications des diodes :

    Redressement :

  • Rapport TP : Diode et application

    4

    Les redresseurs sont des circuits qui permettent de transformer lalternatif en DC.

    Redressement mono alternance

    Redresseur simple Alternance

    La tension vi est sinusodale : vi = Vm sin (wt) de frquence f =w/2=1/T. Avec T la priode

    du signal.

    Si i > 0; la diode idale est un court-circuit. La loi des mailles scrit : vi - VD0 = vo =Ri > 0:

    Donc, si

    Si vAK = vA - vK < 0 ,la diode idale est un circuit ouvert, vA = Vi; vK = VD0; vo= 0. Donc,

    si :

    Filtrage

    Le circuit de Filtrage le plus simple consiste mettre un condensateur en parallle avec le Redresseur

    Chane de

    conversion

    AC-DC

    La loi des nuds au nud de potentiel v0 donne :

  • Rapport TP : Diode et application

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    Partie exprimentale

    Diode :

    On va raliser le montage suivant :

    Relevons la caractristique de la diode loscilloscope :

    Oscillogramme de la caractristique de la diode

    Daprs loscillogramme on dduit que la tension seuil est : VD0= 0,4 V Le rle de la rsistance R est augment la chute de tension quand ID augmente.

    Diode Zener :

    On ralise le montage suivant :

    VD

    ID

    VD0= 0,4 V

    1V

    1mA

  • Rapport TP : Diode et application

    6

    Relevons la caractristique inverse de la diode Zener :

    Trac de la caractristique inverse de la diode Zener

    A partir du graphique on a la tension Zener : Vz = |-3,8|=3,8 V

    la resistance rz est : rz= /= |3,4-3,5|/| 0,4-1| = 166

    Redressement mono alternance :

    On ralise le montage suivant : avec C=0 F

    VD

    VD0= 0,6 V

    1V

    1mA

    ID

    -3,8V

  • Rapport TP : Diode et application

    7

    Redressement mono alternance

    Relevons loscillogramme pour C = 0 F :

    Oscillogrammes pour C=0

    A partir de loscillogramme on a : La valeur crte : Vm = 3,6 V La valeur moyenne : Vmoy= Vm/ = 3,6 / Vmoy = 1,14 V

    la valeur efficace : Veff= Vm/2= 3,6/2 Veff = 2,54 V Et VD0 = Vm - 3 = 0,6

    Filtrage On ralise le montage prcdent avec cette fois C=1uF et avec C=10uF

    On relve les oscillogrammes :

    t

    1ms

    1V

    V

    Vm=3.6

    3 vi vO

  • Rapport TP : Diode et application

    8

    Pour C=1F

    Pour C=10 F

    Dterminons lamplitude des ondulations vr exprimentalement daprs le graphique : Pour C=1uF : Vr= Vcmax - Vcmin= 2,8 1,4 Vr = 1,4 V Pour C=10uF : Vr= Vcmax - Vcmin = 2,4 2 Vr = 0,4 V

    Calculons theriquement vr :

    1ms

    1V

    Ve

    t

    2,8

    1,4

    1ms

    t

    1V Ve

    2,4

    2

    vo

    vo

  • Rapport TP : Diode et application

    9

    Alors pour C=1 :

    vr=( 3,6 - 0,6 ) 10^ -3 / 10^ -3 = 0,54 V

    Pour C=10 :

    vr=( 3,6 - 0,6 ) 10^ -3 / 10^ -2 = 0,054 V

    Stabilisation en tension :

    On ralise le montage suivant :

    Tableau de mesure :

    U(V) 1 2 3 4 5 6 7

    VR(V) 0,984 1,987 2,955 3,662 4,05 4,25 4,42

    IR(A) 0 0 0,002 0,002 1,720 3,04 0

  • Rapport TP : Diode et application

    10

    0

    0.001

    0.002

    0.003

    0.004

    0.005

    0.006

    0 1 2 3 4 5 6

    IRIR

    VR

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    0 5 10 15 20 25 30

    VR

    VRVz= VR= cte

    On relve la caractristique de transfert U = f(VR) pour R=1kohm :

    Le graphe de U = f(VR)

    On Trace IR =f(VR) pour U=20V :

    Le graphe de IR =f(VR)