Modèles électriques simplifiés de la diode

1. Modéles electriques simplifies de la diode

La courbe caractéristique ID=f(VD) d'une diode est donnée ci-dessous :

1. Préciser l’ordre de grandeur de l’intensité du courant en polarisation directe et en polarisation inverse.

 Polarisation directe 10-3A

Polarisation inverse 10-9A

1. Noter sur la caractéristique la zone pour laquelle la diode est passante (ID>0) et celle pour laquelle la diode est bloquée (ID=0).

La zone sur laquelle passe la diode est passante et la polarisation directe. Celle pour laquelle la diode est bloquée est la polarisation inverse

1. Préciser l’état de l’interrupteur (ouvert ou fermé) si on représente la diode bloquée par un interrupteur.

L’interupteur est alors ouvert

1. Déterminer graphiquement la tension de seuil V0 (point d’intersection avec l’axe VD lorsqu’on prolonge la courbe par une droite).

Vo serait alors a 0.7v

1. Représenter sur le DR les courbes caractéristiques des 3 modèles de la diode :

• Modèle simplifié par deux demi droite.
• Modèle d’une diode parfaite (la résistance est nulle)
• Modèle d’une diode idéale (V0 et la résistance sont nulles).

1. Redessiner sur le DR le schéma en remplaçant la diode par son modèle électrique équivalent (3 modèles) lorsque la diode est passante.
2. Préciser la condition pour que la diode soit bloquée.

La condition pour laquelle la diode est bloquée est que Vd

1. REDRESSEMENT MONOPHASE simple alternance

Lancer le logiciel PROTEUS puis ouvrir le schéma redressement.dsn

1. Fixer les valeurs du générateur à une tension sinusoïdale d’amplitude maximale 5 V et de fréquence 200 Hz. Régler la durée de simulation à 15 ms.

1. Observer le graphe de simulation du courant I.
2. Reproduire la courbe du courant I(t) dans le circuit sur le document réponse DR en indiquant les instants pour lesquels la diode est passante et les instants pour lesquels la diode est bloquée.
3. Observer les courbes des signaux de la sortie Vs(t) et Vg(t).
4. Reproduire sur le même graphique Vs(t) et Vg(t) en précisant les différences.
5. Relever graphiquement la tension de seuil V0 de la diode.
6. Représenter sur le même graphique le signal Vs(t) et Vg(t) si on considère la diode idéale.
7. Compléter le tableau de synthèse ci-dessous:

1. Indiquer si le signal de sortie Vs(t) est périodique, et si oui, comparer la fréquence de Vs(t) avec la valeur de la fréquence de Vg(t)
2. Indiquer comment devient la valeur moyenne lorsqu’on passe du signal Vg(t) au signal Vs(t).
3. Dessiner le schéma équivalent du circuit pour chaque alternance du signal Vg(t) sur le DR en remplaçant la diode par son modèle équivalent à une tension de seuil V0=0.7 V.
4. Retrouver par le calcul la valeur du courant maximal lorsque la diode est passante.
5. Observer le signal de sortie après avoir inversé le sens de la diode.

1. Cas particulier de la diode zener

Une diode zener se comporte comme une diode classique dans le sens direct, mais une diode zener peut aussi conduire dans le sens inverse dès que la valeur de la tension inverse dépasse un certain seuil, appelé tension de zener.

1. Réaliser le schéma ci-dessous

1. Observer les graphes de simulation du courant I, Vg et Vs.
2. Indiquer la principale différence avec le schéma simple alternance.
3. Indiquer les différences des courbes avec celles obtenues précédemment.
4. Proposer un modèle de la diode zéner dans le sens inverse puis dans le sens direct.
5. Dessiner le schéma équivalent du circuit pour chaque alternance du signal Vg(t) sur le DR en remplaçant la diode zéner par son modèle équivalent.

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