Les diodes⚓
Généralités :
La diode est un composant électronique qui permet le passage unidirectionnel du courant, de l'anode et la cathode.
Analogie hydraulique : C'est un peu un "clapet pour les électrons".
Il existe deux caractéristiques différentes, en direct et en inverse.
En direct :
Caractéristique réelle \(ID =f(V_{AK})\) ou \(IF=f(V_F)\) :
Dans la première partie de la courbe (\(V_{AK}<V_D\)) le courant ne passe pas, la diode est bloquée.
Ensuite, quand \(V_{AK} > V_D\), le courant passe, la diode conduit.
\(V_D\) (ou \(Vs\)) est appelée tension de seuil de la diode. (VD≈0,6V à 0,7V pour une diode classique)
En inverse :
Schéma du montage d'essai :
Attention cet essai peut détruire la diode !
Modèle équivalent simplifié :
Diode en inverse : (bloquée)
Diode en directe (passante):
Exercice 1
Soit le montage suivant:
Données:
R = 360Ω.
Diode D: LED: Rd=0.15Ω,
VS=1,65V (tension de seuil de la diode)
IFmax (courant max dans la diode max) : 20mA
Justifier l'état de la diode (bloquée ou passante) pour E=9V (pile).
Justifier l'état de la diode (bloquée ou passante) pour E=1,5V (pile AAA).
On remplace maintenant E par un signal de la forme :
Expliquer ce qui va se passer
Tracer la courbe de l'état de la Led en fonction du temps : led=f(t) avec led éteinte=0 et led allumée = 1 :
Sous Tinkercad réaliser un circuit à partir des éléments ci-dessous et vérifier votre résultat :
Exercice 2 : Redressement simple alternance
On considère la diode comme un circuit fermé lorsqu'elle est en conduction et comme un circuit ouvert lorsqu'elle est bloquée.
L'expression de la tension \(V_1 \), est sinusoïdale avec une fréquence de \(50 \text{Hz}\) et une valeur efficace de \(24 \text{V} \), est :
\(V_1(t) = 24 \sqrt{2} \sin(2\pi \times 50 t)\)
Où :
\(24\sqrt{2} \)est la valeur maximale de la tension (amplitude) car la valeur efficace d'une sinusoïde est \(V_{\text{max}}/\sqrt{2} \).
\(2\pi \times 50 t\) donne l'angle de phase en radian pour une fréquence de \(50 \text{Hz}\) .
La valeur de \(24 \sqrt{2}\) s'obtient en multipliant la valeur efficace (\(24V\)) par \(\sqrt{2}\) pour obtenir la valeur de crête de la sinusoïde.
Représenter ci-dessous le schéma équivalent du montage lorsque la diode est passante et exprimer \(V_2\).
Représenter ci-dessous le schéma équivalent du montage lorsque la diode est bloquée et exprimer \(V_2\).
Tracer \(V_1\) sur 2 période\( T = 1/F\). Ajouter en rouge les périodes où D conduit et en vert celle ou D est bloquée.
Tracer \(V_2\) en correspondance.
Réaliser la simulation sous tinkerCAD
Câbler le GBF, l'oscilloscope et les différents composant et observer à l'oscilloscope les tensions \(V_1\) et \(V_2\) et comparer les résultats avec la partie théorique.
Exercice 3 : Redressement double alternance
Se documenter pour comprendre le fonctionnement sur le pont de diode ou pont de Graetz
Simuler sous TinkerCAD ce montage
Câbler le GBF, l'oscilloscope et les différents composant et observer à l'oscilloscope les tensions d'entrée et de sortie et comparer les résultats avec la partie théorique.
