Chapitre 5 Les diodes

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La diode est le semi conducteur le plus,La diode est le semi conducteur le plus simple. La diode est g n ralement le premier composant semi conducteur pr sent dans tous les cours. d lectronique Ceci vient du fait que parmi les diff rents composants semi conducteurs la diode. poss de la structure interne la plus simple, Comme nous le verrons le comportement externe d une diode n est par contre pas trivial. appr hender En particulier r soudre un circuit diodes est une op ration d licate. c MiEL F Robert 2004 3,Les diodes sont surtout utilis es pour. redresser une tension, Les diodes sont surtout utilis es pour redresser une tension. La premi re fonction de base d une diode c est de redresser une grandeur lectrique tension ou. courant c est dire de convertir une grandeur alternative successivement positive et n gative. en une grandeur exclusivement positive, Cette fonction est notamment essentielle dans les alimentations lectriques Or tout dispositif.
lectronique a besoin d tre aliment pour fonctionner. Le redressement est galement utilis pour d moduler des signaux par exemple pour la radio en. modulation d amplitude gamme AM Ce cas sera expliqu plus loin dans ce chapitre. c MiEL F Robert 2004 4,ou pour limiter une tension cr tage. ou pour limiter une tension, La deuxi me fonction de base que peut remplir une diode c est de limiter la tension sur d autres. composants ce qu on appelle cr tage Cette limitation de tension peut par exemple servir. prot ger ces autres composants de surtensions ventuelles ou encore maintenir une tension. constante leurs bornes r gulation de tension,c MiEL F Robert 2004 5. Les diodes sont galement tr s pr sentes,sous forme de LEDs. Les diodes sont galement tr s pr sentes sous forme de LEDs. Une toute autre application des diodes c est celle de t moin lumineux Certaines diodes. appel es LEDs pour Light Emitting Diode diode mettrice de lumi re ou encore diode. lectroluminescente mettent en effet de la lumi re lorsqu elles sont travers es par un courant. De tr s nombreux t moins lumineux autour de nous sont en fait des LEDs donc des diodes mais. n en concluez pas que tout ce qui s allume est une LED. c MiEL F Robert 2004 6,Chapitre 5 Les diodes,5 2 La diode jonction PN.
Il existe plusieurs types de diodes La diode la plus classique est la diode jonction PN qui. sera l objet des sections 5 2 5 6, Dans un premier temps sections 5 2 5 5 nous envisagerons une diode jonction PN. Quelques propri t s suppl mentaires des diodes r elles seront pr sent es la section 5 6. Enfin nous verrons d autres types de diodes la section 5 7. c MiEL F Robert 2004 7,La diode est un composant deux bornes. appel es anode et cathode,anode cathode, La premi re chose retenir est que La diode est un composant deux bornes di ode ne. signifie d ailleurs rien d autre que composant deux bornes. Le symbole de la diode est celui montr ci dessus, la borne qui se trouve du c t du triangle est appel e anode Elle est g n ralement d sign e. par la lettre A, la borne qui se trouve du c t de la barre est appel e cathode Elle est g n ralement.
d sign e par la lettre K, Au contraire des r sistances les diodes poss dent donc un sens les deux c t s ne sont pas. interchangeables, Sur les diodes r elles est imprim un anneau droite sur la photo ci dessus qui correspond la. barre du symbole donc la cathode, N B De mani re g n rale en lectricit ou en lectronique. Le terme cathode d signe une borne qui met des lectrons. Le terme anode d signe une borne qui capte des lectrons. C est bien le cas de la diode comme expliqu dans la dia suivante dans une diode le courant va. toujours de l anode vers la cathode or les lectrons vont dans le sens inverse du courant. conventionnel,c MiEL F Robert 2004 8,La diode est un composant passif et. n admet de courant que dans le sens A K, D crivons maintenant les principales propri t s de la diode id ale.
1 La diode n admet de courant que dans le sens A K. Le courant ne peut traverser une diode que de l anode vers la cathode c est dire dans le. sens indiqu par le symbole de la diode lui m me, Lorsqu on d finit un courant dans une diode il est donc logique d orienter la fl che. correspondante de A vers K car alors ce courant est positif. 2 La diode est un composant passif, C est dire que la diode peut uniquement consommer de l nergie. Puisque la diode est un dip le passif il est donc logique d orienter la fl che de tension ddp dans. le sens oppos celui de la fl che de courant c est dire de K vers A VAK VA VK. Cette affirmation n est vraie que pour une diode id alis e La r alit est un peu plus complexe. comme nous le verrons dans le chapitre sur les diodes r elles. c MiEL F Robert 2004 9,La diode id ale poss de deux tats. diode passante diode bloquante, Troisi me propri t qui r sume elle seule ce qu est une diode la diode poss de deux tats. Plus exactement une diode id ale est tout instant dans un des deux tats suivants. mutuellement exclusifs, soit elle est passante c est dire qu elle laisse passer le courant uniquement de A vers K.
soit elle est bloquante ou coup e c est dire qu elle ne laisse pas passer de courant. La diode poss de donc un comportement en tout ou rien raison pour laquelle nous avons utilis. ci dessus le symbole d une ampoule allum e ou teinte. c MiEL F Robert 2004 10,La caract ristique d une diode id ale est. en angle droit,diode passante,diode bloquante, Pr cisons encore davantage le comportement de la diode en examinant sa caract ristique Celle. ci se trace dans le plan I V I tant le courant traversant la diode et V la ddp sur cette diode. Dans ce plan la caract ristique d une diode id ale est en angle droit. Chaque c t de l angle correspond en fait un des deux tats de la diode. La partie horizontale de la caract ristique repr sente l tat bloquant de la diode en effet le. courant y est nul, La partie verticale de la caract ristique repr sente l tat passant de la diode en effet le courant. y est positif, La valeur VTH est appel e tension de seuil de la diode Dans la plupart des cas en tous cas. pour les diodes PN on peut consid rer qu elle vaut 0 6V. Cette valeur repr sente la ddp laquelle la diode passe de l tat passant l tat bloquant ou. inversement TH signifiant threshold seuil,c MiEL F Robert 2004 11.
Lorsque la diode est passante,diode passante,diode bloquante. Analysons la caract ristique un peu plus en d tail. Lorsque la diode est passante la caract ristique nous apprend que. 1 Le courant est positif a nous le savions d j,2 la ddp sur la diode vaut VTH 0 6V. Nous pouvons r sumer ces conditions sous forme de deux relations math matiques une galit. et une in galit voir encadr en haut droite qui ensemble sont quivalentes la demi droite. verticale de la caract ristique Cette paire de relations repr sente donc en quelque sorte. l quation de la diode lorsqu elle est passante, Pour rappel les valeurs exactes de I et de V vues par la diode un instant donn seront fix es. par le circuit ext rieur,c MiEL F Robert 2004 12,Une diode passante peut tre assimil e. une source de tension id ale VTH,VAK 0 6V E 0 6V E 0V.
VTH 0 6V E 0 6V E 0V 13, Pour une meilleure compr hension et aussi parce que cela nous sera utile au moment de. r soudre des circuits contenant des diodes il est int ressant d essayer de raccrocher le. comportement de la diode quelque chose de d j connu. On se rend compte qu une diode passante peut tre assimil e une source de tension. id ale de valeur VTH, En d autres termes la diode lorsqu elle est passante se comporte lectriquement vu de. l ext rieur comme une telle source de tension En effet. 1 La caract ristique d une source de tension id ale de valeur E est une droite verticale situ e. l abscisse E, 2 Une telle source impose la ddp ses bornes mais pas le courant tout comme le fait la diode. lorsqu elle est passante, La seule diff rence entre la diode et la source de tension est le fait que le courant dans la source. de tension peut tre n gatif la caract ristique s tend dans le demi plan inf rieur. Lorsque nous rencontrerons une diode passante dans un sch ma nous pourrons donc la. remplacer par une source de tension de 0 6V,On peut m me aller plus loin droite.
Si toutes les tensions pr sentes dans le circuit sont nettement sup rieures 0 6V on peut faire. l approximation que VTH vaut 0V Dans ce cas la diode peut tre assimil e une source de. tension de valeur nulle c est dire un court circuit Rappelons qu un court circuit impose une. tension nulle ses bornes sans imposer de condition sur le courant la caract ristique d un court. circuit est une droite confondue avec l axe vertical des courants. Lorsque nous rencontrerons une diode passante dans un sch ma et que l on peut faire. l approximation que VTH est nulle nous pourrons donc remplacer cette diode par un court circuit. c MiEL F Robert 2004 13,Lorsque la diode est bloquante. VAK 0 6V VAK 0 6V,diode passante,diode bloquante, Voyons maintenant la seconde partie de la caract ristique. Lorsque la diode est bloquante la caract ristique nous apprend que. 1 Le courant est nul a nous le savions d j,2 la ddp sur la diode est inf rieure VTH 0 6V. Nous pouvons r sumer ces conditions sous forme de deux relations math matiques une galit. et une in galit voir encadr en haut gauche qui ensemble sont quivalentes la demi droite. horizontale de la caract ristique Cette paire de relations repr sente donc en quelque sorte. l quation de la diode lorsqu elle est bloquante,c MiEL F Robert 2004 14. Une diode bloquante peut tre assimil e,un circuit ouvert.
VAK 0 6V V, Une diode bloquante peut tre assimil e un circuit ouvert. En d autres termes la diode lorsqu elle est bloquante se comporte lectriquement vu de. l ext rieur comme un circuit ouvert En effet, 1 La caract ristique d un circuit ouvert est une droite horizontale qui se confond avec l axe des. 2 Une telle source impose un courant nul mais pas la ddp ses bornes tout comme le fait la. diode lorsqu elle est bloquante, La seule diff rence entre la diode et le circuit ouvert est le fait que la tension peut tre sup rieure. VTH pour le circuit ouvert la caract ristique s tend sur tout l axe des tensions. Lorsque nous rencontrerons une diode bloquante dans un sch ma nous pourrons donc. remplacer cette diode par un circuit ouvert,c MiEL F Robert 2004 15. La diode est un composant non lin aire, Enfin la diode est un composant non lin aire puisque sa caract ristique n est pas une droite.
Cette propri t est directement li e au comportement lectrique en tout ou rien de la diode. Cons quence importante on ne peut pas r soudre un circuit diodes en utilisant le principe de. ELEC283 c MiEL F Robert 2004 7 7 Chapitre 5 Les diodes 5 2 La diode jonction PN id ale Il existe plusieurs types de diodes La diode la pl us classique est la diode jonction PN qui

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