tp 1 electronique diode - souad.pdf
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Rapport TP : Diode et application
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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
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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.
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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 :
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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 :
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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
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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
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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
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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
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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
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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)