Polarisation d'une diode : La diode est passante (conductrice) si la tension anode-cathode est supérieure à la tension de seuil (0.7V pour silicium, 0.3V pour germanium).
- Identifier les potentiels de l'anode (V_A) et de la cathode (V_K)
- Calculer la tension V_D = V_A - V_K
- Comparer V_D à la tension de seuil
- Conclure sur l'état de la diode
V_A = 5V (anode), V_K = 3V (cathode)
V_D = V_A - V_K = 5V - 3V = 2V
V_D = 2V > V_seuil = 0.7V (pour silicium)
La diode est passante car V_D > V_seuil
La diode est passante car la tension anode-cathode est de 2V, supérieure à la tension de seuil de 0.7V
• Polarisation directe : V_D > V_seuil → diode passante
• Polarisation inverse : V_D < V_seuil → diode bloquée
• Tension de seuil : 0.7V pour silicium, 0.3V pour germanium
État d'une diode : Une diode est passante si la tension à ses bornes dépasse la tension de seuil, sinon elle est bloquée.
V_D = 0.8V
V_D = 0.8V > V_seuil = 0.7V (silicium)
La diode est passante
Le courant peut circuler à travers la diode
La diode est passante car la tension à ses bornes (0.8V) est supérieure à la tension de seuil (0.7V)
• Diode passante : V_D ≥ V_seuil
• Diode bloquée : V_D < V_seuil
• Modèle idéal : Tension constante de 0.7V en conduction
Circuit diode-résistance : Circuit composé d'une source de tension, d'une résistance et d'une diode. On utilise la loi d'Ohm et la tension de seuil de la diode.
On suppose la diode passante avec V_D = 0.7V (silicium)
E = V_R + V_D → V_R = E - V_D = 10V - 0.7V = 9.3V
I = V_R / R = 9.3V / 1kΩ = 9.3mA
Le courant est positif, donc la diode est effectivement passante
La tension aux bornes de la diode est de 0.7V et le courant est de 9.3mA
• Loi des mailles : Somme des tensions = 0
• Loi d'Ohm : V = R × I
• Modèle de diode : Tension constante de 0.7V en conduction
Redressement simple alternance : Montage qui ne laisse passer qu'une alternance d'un signal sinusoïdal. La diode bloque la demi-alternance négative.
Lorsque V(t) > 0.7V, la diode est passante et V_out ≈ V_in - 0.7V
Lorsque V(t) < 0.7V, la diode est bloquée et V_out ≈ 0V
V_out_max = V_in_max - V_seuil = 15V - 0.7V = 14.3V
Signal redressé à demi-onde avec valeur moyenne non nulle
Le montage redresse la sinusoïde : seule la demi-alternance positive est transmise avec une amplitude de 14.3V
• Redressement : Transformation AC en DC pulsé
• Simple alternance : Seule une demi-alternance est transmise
• Efficacité : Moins efficace que le double alternance
Diode Zener : Diode spéciale qui maintient une tension quasi-constante à ses bornes lorsqu'elle est polarisée en inverse et que la tension dépasse la tension Zener.
Si E > V_Z, la diode Zener est en régime de claquage inverse et maintient V_Z en sortie
V_R = E - V_Z = 12V - 5.1V = 6.9V
I_R = V_R / R = 6.9V / 220Ω = 31.4mA
Si la charge consomme I_L, alors I_Z = I_R - I_L
La tension de sortie est stabilisée à V_Z = 5.1V
La tension de sortie est stabilisée à 5.1V grâce à la diode Zener
• Stabilisation Zener : Maintien d'une tension constante
• Polarisation inverse : Fonctionnement en régime de claquage
• Protection : Résistance limitant le courant Zener
- Modèle idéal : Diode comme interrupteur commandé
- Modèle à seuil : Tension constante de 0.7V en conduction
- Modèle linéaire : Source de tension + résistance dynamique
- Modèle exponentiel : Équation d'Ebers-Moll
- La diode ne laisse passer le courant que dans un seul sens
- En polarisation directe, la tension est proche de la tension de seuil
- En polarisation inverse, le courant est négligeable
- La diode Zener fonctionne en polarisation inverse pour la régulation
