Diode de redressement/Comportement

Une page de Wikiversité.

Sommaire 1 Comportement statique 2 Comportement dynamique 2.1 Le temps de recouvrement 3 Exercices

[modifier] Comportement statique

Valeur moyenne maximale I_0M de l'intensité du courant direct

C'est l'intensité du courant que peut supporter la diode si la température de sa jonction est inférieure à une température limite θ_jM.
Actuellement, pour certaines diodes, la valeur I_0M atteint 3 kA.

Tension inverse maximale

C'est la tension V_RM = V_KAmax qui peut être appliquée en permanence entre la cathode et l'anode dans le sens bloquant. Au delà de cette valeur, le courant inverse, d'intensité I_R, est susceptible de provoquer la destruction du composant.

Tension résiduelle à l'état passant

C'est la différence de potentiel u entre l'anode et la cathode lorsque la diode est conductrice. Souvent, on peut utiliser un modèle linéaire de la diode et exprimer ainsi u par la relation : u = U_s + R_di.

Perte de puissance

En général, l'intensité i est une fonction périodique du temps. La grandeur à considérer est alors la puissance moyenne P :

Notons la valeur moyenne de i et I sa valeur efficace :

Ce résultat montre que pour une même intensité moyenne , la puissance dissipée dans la diode dépend de l'intensité efficace I, donc de la forme du courant.
Pour que la température limite de jonction, θ_jM, ne soit pas atteinte, il est le plus souvent nécessaire de monter la diode sur un dissipateur thermique.

[modifier] Comportement dynamique

Expérience

Un générateur G alimente une diode.
La force électromotrice e_G de G prend 2 valeurs E₁ et − E₂.
La résistance interne de G est égale à R_g1 quand e_G = E₁ et R_g2 quand e_G = − E₂.

[modifier] Le temps de recouvrement

Lorsqu'une diode, parcourue par le courant direct d'intensité , est brusquement soumise à une tension inverse, le blocage du composant ne se produit pas instantanément. Un courant bref parcourt alors la diode de la cathode vers l'anode pendant une durée appelée temps de recouvrement inverse. L'intensité i de ce courant prend tout d'abord la valeur , puis sa valeur absolue décroît.

Pour une diode rapide, le temps de blocage est de l'ordre d'une dizaine à quelques centaines de nanoseconde. La forme précise du courant est impoosée par le type de diode et les caractéristique du reste du circuit.
En fait, le courant qui circule pendant ce temps de recouvrement met en jeu une quantité d'électricité Q_r appelée charge recouvrée. Cette charge Q_r dépent de I_F et de la diode.
Exemple : Pour un I_F = 150 A, Q_r = 35 µC pour une diode rapide de 150 A et Q_r = 60 µC pour une diode rapide de 800 A

Conséquence

Lors de chaque blocage, la diode est parcourue par un courant inverse transitoire. Comme elle est soumise, pendant ce même temps, à une tension inverse qui peut être assez grande, le phénomène s'accompagne d'une dissipation d'énergie qui n'est pas toujours négligeable. La perte de puissance qui en résulte est proportionnelle à la fréquence de commutation qui croît en fonction de la tension inverse appliquée lors du blocage.
Dans certains dispositifs d'électronique de puissance, le courant inverse de blocage peut créer, pour les composants associés, une surcharge transitoire importante.

[modifier] Exercices