Diode à jonction

Diode à jonction • Diode à jonction • Rappels • Montages de bases • 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

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 Vd

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 • Rappels • Montages de base • 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

Rappels Courbes Zener • 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: • En sens direct comme une diode classique • En sens inverse en diode zener • Ex: Zener 2,5V

Modèle Zener idéal • 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

VL IE IL VE IZ VL 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) =>

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

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

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 =>

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

IL IZ VZ VZ0 VZ0 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:

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

Diode à jonction