Diode à jonction Diode à jonction Montages de bases Rappels Redressement Détection d’enveloppe Restauration de la valeur continue

Rappels diode à jonction Équations et courbes ID=f(VD) Symbole électronique Modèles Modèle diode idéale Modèle diode simplifiée Polarisation

Rappels Symbole Symbole de la diode A K Vd A=> ANODE K=> CATHODE

Rappels Courbes ID=F(VD) Vseuil 0,6V Vbreak  40V ID Vbreak VD Vseuil

Polarisation Polarisation directe: Rappels Polarisation Polarisation directe: si VD >Vseuil => Si VD< Vseuil =>ID=0 Polarisation inverse:VD<0 => ID=0 Si VD > Vz alors claquage de la jonction ID K = constante de Boltzmann= 1,38 10-23 joules/Kelvin T= température absolue en °K= 273+°C Q=charge de l’electron = 1,610-19 On pose VT=KT/Q à 20°C VT=25,2mV Pour une diode ayant une tension direct de 0,68V à 20°C, trouver Isat (1,5 10-15) Vd

Modèle Diode idéal Si VD >= 0 passante ,résistance nulle Rappels Modèle Diode idéal Si VD >= 0 passante ,résistance nulle Si VD < 0 bloquée, résistance infinie ID VD VD

Modèle diode simplifiée Rappels Modèle diode simplifiée Si VD <Vseuil => ID =0 Sinon ID=(VD-Vseuil)/RD Vseuil Vseuil ID VD

Polarisation de la diode(1) Rappels Polarisation de la diode(1) Point de fonctionnement: Intersection de la droite de charge et la caractéristique de la diode simplifiée Vseuil ID VD ID0 VD0 ID0 VD0 Vseuil

Polarisation de la diode(2) Rappels Polarisation de la diode(2) Droite de charge: Caractéristique diode: On a alors: ID Vseuil VD ID0 VD0

Montages de bases Redressement simple alternance Redressement doubles alternances A deux diodes A quatre diodes Détection d’enveloppe Écrêtage et protection Générateur d’impulsions Restaurateur de niveau

Redressement simple alternance Montages de base Redressement simple alternance Montage à une diode et graphe temporel

Redressement double alternances Montages de base Redressement double alternances Montage à 2 diodes et graphe temporel Vseuil

Redressement double alternances Montages de base Redressement double alternances Montage pont de Gretz: Avantage transformateur sans point milieu Désavantage: perte de 2xVseuil 4 diodes au lieu de 2 2xVseuil

Détection d’enveloppe Montages de base Détection d’enveloppe Redressement et filtrage V2>Vs => diode passante, C se charge VsV2 V2<Vs => diode bloquée , C se décharge Vs

Détection d’enveloppe Montages de base Détection d’enveloppe Courant de charge Equation de décharge Pente Période T

Taux d’ondulation taux d’ondulation: Approximation sur une période Montages de base Taux d’ondulation taux d’ondulation: Approximation sur une période Vmax Vmoyen Vmin

Écrêtage et protection Montages de base Écrêtage et protection Limite la tension de sortie à +/- VD Ex: protection entrées AOP

Écrêtage et protection Montages de base Écrêtage et protection Limitation du signal de sortie Vmax = Vcc +VD, Vmin =-VD Ex: protection circuits contre les surtensions

Exemples protections Mesure du courant moteur Montages de base Exemples protections Mesure du courant moteur Si le shunt R2, s’ouvre : entrées AOP = +/-VD

Exemples protections Entrées portes logique : Vcc=5V,Vss=0V V1 V2 Montages de base Exemples protections Entrées portes logique : Vcc=5V,Vss=0V U1 comparateur de deux signaux analogiques Si V1 > V2 => +12V, Si V2>V1 =>-12V V1 V2

Générateur d’impulsions Montages de base Générateur d’impulsions Si RC <<T, le montage dérive l’entrée La diode écrête l’impulsion négative

Restaurateur de niveau Montages de base Restaurateur de niveau Après la première alternance négative: C1 se charge à Vc = 2V En régime établi Vs = Ve+Vc Ve = -2V =>Vs= 0V, Ve=4V=>Vs=6V Vc Vs Ve

Diode Zener Diode Zener Montages de base Rappels Régulateur de tension Écrêtage

Rappels diode Zener Équations et courbes ID=f(VD) Symbole électronique Modèles Modèle diode simplifiée Polarisation

Symbole diode Zener Symbole de la diode Zener VZ A K VD

Courbes Zener Rappels Rappels ID=F(VD) identique diode jonction Diode fortement dopée Vz faible ID Rappels Rappels Vbreak=Vz VD Vseuil

Fonctionnement Zener La diode zener se comporte: Ex: Zener 2,5V En sens direct comme une diode classique En sens inverse en diode zener Ex: Zener 2,5V

Modèle Zener idéal VZ0 Si VZ >0 => passante, résistance nulle Si VZ0<VZ<0 => bloquée,résistance infinie Si VZ0 =VZ => passante,résistance nulle IZ VZ VZ0 VZ IZ

Modèle Zener simplifié On s’intéresse à la caractéristique inverse VZ0 VZ VZ VZ0 IZ

Polarisation diode Zener(1) Intersection avec la droite de charge ID0 VD0 V VZ VZ VD0 ID0 IZ

Polarisation diode Zener(2) En utilisant le modèle simplifié ID0 VD0 VZ0

Montages de base Écrêtage et protection (idem diode) Régulateur de tension

Régulateur de tension (1) Ce montage consiste à réguler VL: En fonction de VE Régulation amont (ligne) => En fonction de la charge IL Régulation aval (charge) => VL IZ IL IE VE VL

Régulateur de tension(2) Deux façons de voir: Interprétation graphique Calculs avec modèle simplifié

Interprétation graphique (1) Application du théorème de Thévenin VL IZ IL IE

Interprétation graphique (2) SI VE varie ETH varie: régulation amont La droite de charge se déplace parallèle à elle même

Interprétation graphique (3) RL varie : régulation aval la droite de charge pivote autour d’un point fixe : Si =>

Calculs modèle simplifié (1) Application du théorème de Millman Régulation amont: Régulation aval : IL VZ0 IZ VZ

Conditions limites La diode ne régule plus lorsque IZ=0 Cela se produit quand: IL est maximum : ILMax VE est minimum : VEMin On en déduit En pratique on défini un IZMin R devient: IL VZ0 IZ VZ

Exercice : Régulation zener On désire obtenir une tension régulée VL  7,5V Pour cela on utilise une diode zener dont les caractéristiques sont les suivantes: VZ= 7,5V pour IZ= 20mA et RZ=10 VE varie entre 15 et 25V IL varie entre 0 et 15mA Questions: Trouver la tension interne VZ0 de la diode Dimensionner R en prenant Izmin = ILmax/3 Calculer les coefficients de régulation amont et aval