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Les Diodes
La diode est simplement une jonction PN
p
n
Anode
Cathode
Symbole
A
K
V
I
Tension de claquage
DV
DI
Directe
VSo
Inverse
Claquage
VS
Caractéristique courant-tension
 
. 1
V
VT
s
I I e
 
Vso est la tension pour laquelle le courant commence à augmenter
Tension de seuil
Tension de seuil pratique
VS obtenue par prolongement de la patrie rectiligne de la courbe
Résistance dynamique
est définit en polarisation directe :
d
R V I
 D D
Destruction
Remarque :
La tension de seuil pratique des
différentes diodes est de l’ordre de
0.7V
V
I
Diode idéale
VD
ID
Polarisation directe
Polarisation inverse
VD
ID
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VD < 0
ID > 0
VD = 0V
Caractéristique
Si une tension négative est appliquée à la diode
0
D
V 
Si un courant positif circule dans la diode
0
D
I 
A K
K
A
V V

Circuit ouvert
0
D
I  Diode est bloquée
0
D
V  Court-Circuit Diode est passante
+ _
Application-1 : Redresseur
R
Vo
VI
ID

VD
0
t
VI
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Vo
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-
0
D
V  Circuit ouvert
0
D
I 
0
D
I  0
D
V  Court-Circuit
R
ID

VI
Vo
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+
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I
V  0
D
V 
Vo
R
VI
ID = 0

+
-
Vo = 0
Valeur moyenne nulle Valeur moyenne non nulle
R
A
B
Vo
1 logique = 5V
0 logique = 0V
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
A B Vo
porte ou
Vo= A+B
+5V
R
A
B
Vo
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
A B Vo
porte et
Vo= A . B
Application-2 : portes logique à diode
VD
ID
VS
Modèles approximés d’une diode réelle
1ère Approximation la caractéristique réelle
pente = 1 d
R
.
D S
V V

D S
D
d
V V
I
R


0
D
I 
pour
D S
V V

pour
Circuit équivalent
S
D D
d I
V
V R
 
D
V
ID
D
V
d
R
S
V
Idéale


?
Pour tenir compte de 
D
I
:
:
VD
ID
VS
Modèles approximés d’une diode réelle
2ère Approximation la caractéristique réelle
0
d
R 
.
D S
V V

0
D
I 
0
D
I 
pour
D S
V V

pour
Circuit équivalent
ID
D
V


S
V
Idéale
d
R
S
V
Idéale
D
I
:
:
Droite de Charge et point de fonctionnement
VD
ID
VD
ID
R
E
La loi des maille D D
V E R I
   D
D
V E
I
R R
   équation
de la droite de charge
Pour 0
D D
E
V I
R
  
Pour 0
D D
I V E
  
0
D D
E
V I
R
  
0
D D
I V E
  
droite de charge
Point de
fonctionnement
Diode Zener
Caractéristique de la diode Zener
V
I
Directe
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VS
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UZ
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_
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UZ
IZ
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_
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V
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-VZK
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DV DI
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Résistance dynamique : Z
V
R
I
D

D
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R
VZo représente la tension d’intersection du la droite de pente et l’axe des tension
VZo est légèrement supérieur à VZK , mais en pratique on peut considéré qu’elles sont égales
Lecture Datasheet de la diode zener BZX46C
Site internet : http://www.datasheetcatalog.com/
Datasheet de BZX46C
-VZo
Modèle d’une diode zener
V
I
UZ
IZ
+
_
UZ
IZ
VZo
Pente = 1/RZ
0
Z ZK Z Z
I I et U V
 
IZK
0
Z Z Z Z
U V R I
 
on a
RZ
UZ
IZ
VZo
?
Diode zener utilisée en stabilisateur de tension
R = 0.5K
10V±1V
Vo
Zener
6,5 V RL
Applications des diodes
Circuits de redressement
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à diodes
Filtre Stabilisation La charge
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+ +
_ _
U I Uo
+
_
IL
Deux types de redressement
simple alternance
double alternance
Redressement simple alternance
R Uo
U I 
+
_ R Uo
U I 
+
_
VS Rd
Idéale
UI
UO
VS
R/(R+Rd)
t
VI
VO
VS
VS
Circuit redresseur
Le courant maximum supporté par la diode polarisée en directe
Le pic de la tension inverse (PIV : Peak Inverse Volage) PIV = I
V
0
0
0,
,
I S
I S I S
d d
V
R R
V V
R R R R
   
     
 
t
VS
Inconvénient : la moitié de l’énergie du signal est non utilisable
Redressement double alternance
Tension du
secteur
220V/50KHz
+ +
_
_
UI R
Uo
D1
+
_
UI
Point
milieu
D2
Alternance positive
U I est positive
D2 est bloquée
R Uo
U I
D1
Alternance négative
U I est négative
D1 est bloquée
R Uo
D2
U I
- U I
Redressement double alternance
Alternance positive U I est positive
R Uo
U I
D1
Alternance négative U I est négative
R
Uo
- U I
D2
t t
le PIV est :
t
UI
UO
VI
VO
VS
- UI
2 I S
PIV V V
 
Inconvénient : La moitié de l’énergie du signal est non utilisable
PIV est presque le double
Tension du
secteur
220V/50KHz
+ +
_
_
UI R
Uo
D1
+
_
UI
Point
milieu
D2
Redresseur A pont
Tension du
secteur
220V/50KHz
+ +
_
UI
R
Uo
(a)
_
D1
D2 D3
D4
Alternance positive
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D3 et D4 sont bloquées
R Uo
U I
D1
Alternance négative
U I est négative
D1 et D2 sont bloquée
R
D3
U I
- U I
D2
D4
Uo
le PIV est :
t
UI
UO
VI
VO
2 VS
- UI
I S
PIV V V
 
Inconvénient : Chute de tension plus grande = 2.Vs
Avantage :
La totalité du signal est utilisé
PIV est presque égale à VI
Tension du
secteur
220V/50Hz
+ +
_
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Uo
(a)
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D1
D2 D3
D4
Autres diodes
1. Diode à capacité variable = Diode Varicap
2. Diode électroluminescente = L.E.D Light Emitting diode
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  • 1. Les Diodes La diode est simplement une jonction PN p n Anode Cathode Symbole A K
  • 2.
  • 3. V I Tension de claquage DV DI Directe VSo Inverse Claquage VS Caractéristique courant-tension   . 1 V VT s I I e   Vso est la tension pour laquelle le courant commence à augmenter Tension de seuil Tension de seuil pratique VS obtenue par prolongement de la patrie rectiligne de la courbe Résistance dynamique est définit en polarisation directe : d R V I  D D Destruction Remarque : La tension de seuil pratique des différentes diodes est de l’ordre de 0.7V V I
  • 4. Diode idéale VD ID Polarisation directe Polarisation inverse VD ID ID = 0 VD < 0 ID > 0 VD = 0V Caractéristique Si une tension négative est appliquée à la diode 0 D V  Si un courant positif circule dans la diode 0 D I  A K K A V V  Circuit ouvert 0 D I  Diode est bloquée 0 D V  Court-Circuit Diode est passante + _
  • 5. Application-1 : Redresseur R Vo VI ID  VD 0 t VI + + _ _ 0 T/2 T t Vo + - 0 D V  Circuit ouvert 0 D I  0 D I  0 D V  Court-Circuit R ID  VI Vo Vo = VI + - T/2 T 0 I V  0 D V  Vo R VI ID = 0  + - Vo = 0 Valeur moyenne nulle Valeur moyenne non nulle
  • 6. R A B Vo 1 logique = 5V 0 logique = 0V 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 A B Vo porte ou Vo= A+B +5V R A B Vo 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 A B Vo porte et Vo= A . B Application-2 : portes logique à diode
  • 7. VD ID VS Modèles approximés d’une diode réelle 1ère Approximation la caractéristique réelle pente = 1 d R . D S V V  D S D d V V I R   0 D I  pour D S V V  pour Circuit équivalent S D D d I V V R   D V ID D V d R S V Idéale   ? Pour tenir compte de  D I : :
  • 8. VD ID VS Modèles approximés d’une diode réelle 2ère Approximation la caractéristique réelle 0 d R  . D S V V  0 D I  0 D I  pour D S V V  pour Circuit équivalent ID D V   S V Idéale d R S V Idéale D I : :
  • 9.
  • 10. Droite de Charge et point de fonctionnement VD ID VD ID R E La loi des maille D D V E R I    D D V E I R R    équation de la droite de charge Pour 0 D D E V I R    Pour 0 D D I V E    0 D D E V I R    0 D D I V E    droite de charge Point de fonctionnement
  • 11. Diode Zener Caractéristique de la diode Zener V I Directe Inverse VS IZmax Stabilisation de la tension UZ IZ + _ Symboles UZ IZ + _ R E Vz
  • 12. Modèle d’une diode zener V I - IZT - IZK -VZK -VZo -VZ DV DI Le constructeur spécifie souvent : IZK le courent de Knee : au-delà de ce courant on considère que la courbe est linéaire. La tension correspondante est VZK VZ la tension zener à un courant spécifique appelé courant de teste IZT Résistance dynamique : Z V R I D  D 1 Z R VZo représente la tension d’intersection du la droite de pente et l’axe des tension VZo est légèrement supérieur à VZK , mais en pratique on peut considéré qu’elles sont égales
  • 13. Lecture Datasheet de la diode zener BZX46C Site internet : http://www.datasheetcatalog.com/ Datasheet de BZX46C
  • 14. -VZo Modèle d’une diode zener V I UZ IZ + _ UZ IZ VZo Pente = 1/RZ 0 Z ZK Z Z I I et U V   IZK 0 Z Z Z Z U V R I   on a RZ UZ IZ VZo ?
  • 15. Diode zener utilisée en stabilisateur de tension R = 0.5K 10V±1V Vo Zener 6,5 V RL
  • 16. Applications des diodes Circuits de redressement Redresseur à diodes Filtre Stabilisation La charge Tension du secteur 220V/50Hz + + _ _ U I Uo + _ IL Deux types de redressement simple alternance double alternance
  • 17. Redressement simple alternance R Uo U I  + _ R Uo U I  + _ VS Rd Idéale UI UO VS R/(R+Rd) t VI VO VS VS Circuit redresseur Le courant maximum supporté par la diode polarisée en directe Le pic de la tension inverse (PIV : Peak Inverse Volage) PIV = I V 0 0 0, , I S I S I S d d V R R V V R R R R             t VS Inconvénient : la moitié de l’énergie du signal est non utilisable
  • 18. Redressement double alternance Tension du secteur 220V/50KHz + + _ _ UI R Uo D1 + _ UI Point milieu D2 Alternance positive U I est positive D2 est bloquée R Uo U I D1 Alternance négative U I est négative D1 est bloquée R Uo D2 U I - U I
  • 19. Redressement double alternance Alternance positive U I est positive R Uo U I D1 Alternance négative U I est négative R Uo - U I D2 t t
  • 20. le PIV est : t UI UO VI VO VS - UI 2 I S PIV V V   Inconvénient : La moitié de l’énergie du signal est non utilisable PIV est presque le double Tension du secteur 220V/50KHz + + _ _ UI R Uo D1 + _ UI Point milieu D2
  • 21. Redresseur A pont Tension du secteur 220V/50KHz + + _ UI R Uo (a) _ D1 D2 D3 D4 Alternance positive U I est positive D3 et D4 sont bloquées R Uo U I D1 Alternance négative U I est négative D1 et D2 sont bloquée R D3 U I - U I D2 D4 Uo
  • 22. le PIV est : t UI UO VI VO 2 VS - UI I S PIV V V   Inconvénient : Chute de tension plus grande = 2.Vs Avantage : La totalité du signal est utilisé PIV est presque égale à VI Tension du secteur 220V/50Hz + + _ UI R Uo (a) _ D1 D2 D3 D4
  • 23. Autres diodes 1. Diode à capacité variable = Diode Varicap 2. Diode électroluminescente = L.E.D Light Emitting diode 3. Les photodiodes