diodes

1. Les Diodes
La diode est simplement une jonction PN
p
n
Anode
Cathode
Symbole
A
K

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
:
:

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