Diode de redressement/Introduction

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Le plus souvent, une diode est réalisée à partir d’un fragment de silicium monocristallin.
Une partie de ce cristal a reçu, en très petite quantité, des atomes d’un des éléments de la colonne III du tableau de classification périodique des éléments (aluminium, gallium,..). Cette région sera appelée Région P
L'autre partie a reçu des éléments de la colonne V (phosphore, arsenic…). Cette région sera appelée Région N.

La frontière entre ces deux zones est appelée la jonction

Présentation-Propriété

• A : Représente l'anode, qui est reliée à la région P.
• K : Représente la cathode, qui est reliée à la région N.

Propriété

• La diode dessinée pointe la lettre K.
• Le courant va lui aussi dans le même sens que la flèche dont on se servirait avec la pointe. Il part donc de l'anode, pour aller vers la cathode.
• La barre transversale sur le schéma est du côté de l'anneau dessinée sur le composant

État passant

Définition de l'État passant

Quand le circuit dans lequel est placé la diode tend à faire passer le courant dans le sens direct, c'est-à-dire de l'anode vers la cathode, la diode est conductrice ou passante :

• le courant $\scriptstyle i$ positif prend la valeur qui lui est imposé par le reste du circuit. Il faut veiller à ce que la valeur moyenne $\scriptstyle I_{moy}$ ne dépasse pas le courant moyen nominal de la diode.
• la tension $\scriptstyle v$ aux bornes de la diode à une valeur positive faible de l’ordre du volt. En première approximation, cette chute de tension sera négligeable devant les autres rencontrées dans le circuit.

État bloqué

Définition de l'État bloqué

Quand une tension négative aux bornes tend à faire passer un courant dans le sens indirect ou inverse, la diode est bloquée ou isolante :

• la tension négative ou tension inverse, imposée à la diode par le reste du circuit, peut prendre une valeur élevée. Il faut veiller à ce qu'elle reste inférieure à la tension inverse nominale de la diode.
• le courant négatif, ou courant inverse, est très faible, de l’ordre de quelques dizaines de microampères. En première approximation, on peut le négliger.

Caractéristique courant/tension

Polarisation directe

Le montage permet de relever, point par point, la caractéristique courant/tension (courant traversant la jonction et tension aux bornes de la jonction).

Tant que la tension ne dépasse pas une certaine valeur (environ 0,6 V), le courant traversant la jonction reste très faible.
À partir de cette valeur, la courbe caractéristique s'élève très rapidement, suivant une droite.

Polarisation inverse

On remarque que le courant est très infime quelle que soit la tension. Elle peut même être considérée comme nulle.

Caractéristique générale

Influence de la température

La caractéristique d’une diode doit se faire à température constante, car comme on peut le voir, cette caractéristique change lorsque la température est différente.

Modélisation

La caractéristique étant décomposable en 2 quadrants suivant sa courbe caractéristique, on peut écrire 2 équations mathématiques du modèle équivalent.

Modèle parfait

• Si $I_{D}$ > 0 A alors $V_{D}$ = 0 V
• Si $V_{D}$ < 0 V alors $I_{D}$ = 0 A

Modèle idéal

• Si $I_{D}$ > 0 A alors $V_{D}$ = $U_{S}$
• Si 0 < $V_{D}<U_{S}$ alors $I_{D}\cong$ +0 A
• Si $V_{D}$ < 0 V alors $I_{D}\cong$ -0 A

Modèle réel

• Si $I_{D}$ > 0 A alors $V_{D}=U_{S}+R_{D}\times I_{D}$
• Si 0 < $V_{D}<U_{S}$ alors $I_{D}\cong$ +0 A
• Si $V_{D}$ < 0 V alors $I_{D}\cong$ -0 A

Puissance dissipée

• $p=ui$
• $p=U_{S}i+R_{D}i^{2}$

Exercices

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