fstm deust mip-e141_cee_chap_vi_les diodes

Cours exposé

FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques

email : nasser_baghdad @ yahoo.fr

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Pr . A. BAGHDAD 1

FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 2

Contenu du programme

Chapitre I : Généralités

Chapitre II : Régime continu

Chapitre III : Régime alternatif sinusoïdal

Chapitre IV : Les quadripôles

Chapitre V : Les filtres passifs

Chapitre VI : Les diodes

Chapitre VII : Le transistor bipolaire

Chapitre VIII : L’amplificateur opérationnel

Partie A Circuits électriques

Partie B Circuits électroniques

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Chapitre VI

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I. Généralités sur les diodes

II. Fonctionnement d’une diode à jonction

III. Applications de la diode à jonction

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Sommaire


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1°) Définition de la diode à jonction

2°) L’anode et la cathode

3°) Fonctionnement

4°) Le seuil de la jonction

5°) Tension de claquage

6°) Les différents type de diode

7°) Utilisation des diodes

8°) Conclusion

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► Une diode est le plus simple des composants dit actif, qui fait partie de la famille

des semi-conducteurs.

► Les diodes standards sont essentiellement fabriquer soit du silicium, ou le

germanium qui est désormais bien moins utilisé.

► Le silicium : Le silicium, est un élément qui se trouve abandonnement dans la

nature,

► On le trouve, principalement, associer à l’oxygène pour former la silice,

constituant de certaines roches, et des innombrables grains de sable de nos plages

et de nos rivières.

► Le silicium est connu pour être un bon conducteur de l’électricité ainsi il offre des

caractéristiques électriques exceptionnelle entre celles des autre conducteurs,

comme les métaux, et celles des isolants : on l’appelle un semi-conducteur.

1°) Définition de la diode à jonction

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► En incorporant, au silicium pur, de très faibles proportions d’autres éléments

convenablement choisis (phosphore, gallium, etc.) on modifie ses propriétés.

► Par cette méthode, on sait fabriquer deux types de semi-conducteurs : le type P

pour « positif », et le type N pour « négatif ».

► Une diode est un petit cristal rassemblant cote à cote, une zone P et une zone N, la

mince région de transition, de quelques micromètres d’épaisseur, constitue la

jonction PN.

► Une diode fait référence à tout composant électronique doté de deux électrodes.

► Il s'agit d'un composant polarisé qui possède donc deux électrodes, une anode et

une cathode.

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► La connexion du cristal qui sort de la zone P, appelée l’anode, elle est symbolisée

par la lettre A ; l’autre est la cathode, qu’on représente par la lettre K.

► Pour les distinguer sur la diode, on imprime, sur le boitier, un anneau situé à

proximité de la cathode.

2°) L’anode et la cathode

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http://upload.questmachine.org/picture/La_diode_page1_image1_1300840520.jpg


► Une diode permet de contrôler la circulation du courant.

► On peut dire qu’une diode laisse passer le courant lorsqu’elle est branchée en

polarisation directe et bloque le passage du courant lorsque la polarisation est

inverse, à une tension donnée.

► Cette caractéristique permet de redresser un courant alternatif, pour ne laisser

passer que l'alternance positive ou que l'alternance négative (selon l'orientation de la

diode).

Symbole :

La diode est représentée par son symbole normalisé :

3°) Fonctionnement

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► Il correspond à la tension de seuil ou la diode commence à conduire dans le sens

passant, c’est à dire qu’il faut un minimum de tension directe pour rendre la diode

conductrice : c’est le seuil de la jonction.

► Pour une diode au silicium, ce seuil est de l’ordre de 0,6 V.

► Tant que la diode reste passante, la tension à ses bornes garde une valeur voisine

de 0,6 à 0,7V.

4°) Le seuil de la jonction

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► En polarisation inverse, on constate que si l’on dépasse une certaine valeur de

tension, il apparait également un courant : c’est le claquage de la jonction (tension de

claquage).

► Ce phénomène est du soit à l’effet d’avalanche, soit à l’effet Zéner. le claquage

n’est pas destructif à condition que le courant soit limité à une valeur raisonnable par

une résistance.

5°) Tension de claquage

polarisation inverse Polarisation directe

Vclaquage

La valeur Vclaquage pour une diode à jonction est de l’ordre de – 150 à 300 V

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6°) Différents type de diodes

► Il existe plusieurs catégories de diodes semi-condutrices, parmi elles, on y trouve :

■ la diode à jonction PN

■ la diode Zener

■ la diode DEL (ou LED)

■ la photodiode

■ la diode Tunnel

■ la diode schottky

■ la diode varicap

■ la diode Impatt,

■ la diode PIN

■ la diode Gunn, etc… Diode Schottky

DEL ou LED

Diode à jonction

Diode Tunnel

Diode Zener

Photodiode

Diode Varicap

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Remarque :

Les composants électroniques sont fabriqués avec des matériaux semi-conducteurs

purs du groupe IV tels que le silicium, germanium … ou de semi-conducteurs

composites combinant un ou plusieurs éléments du groupe : III-V ou II-VI ou I-VII ou

IV-VI ou V-VI ou II-V…

Les semi-conducteurs composites présentent un grand intérêt en raison de leurs

propriétés : meilleurs mobilités, robustesse, conductivités thermiques élevées, bruit,

puissance, la …

Exemple : groupe III-V

La colonne III (bore, gallium, aluminium, indium, etc.)

La colonne V (arsenic, antimoine, phosphore, etc.)

Alliages binaires tels que : AsGa, AsIn…

Alliages ternaires tels que : InGaAs, AlGaAs…

Alliages quaternaires tels que : AlGaInP, InGaAsP…

Alliages quinaires tels que : GaInNAsSb, GaInAsSbP…

Le cours se limitera à l’étude du fonctionnement de la diode à jonction.

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Semi-conducteurs composites.


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Avec tous ces types de diodes, on constate que la diode à plusieurs domaines

d’utilisation :

■ le redressement et le filtrage des signaux, cette fonction rencontré surtout dans les

alimentations.

■ détecte les amplitudes des tensions pour aider au référencement de la tension.

■ elle peut servir de protection contre les surtensions.

■ la régulations des tensions simples pour les différant montages.

■ peut générer de signaux à haute fréquence.

■ elle permet d’émettre de la lumière (LED) pour l’affichage…etc.

7°) Utilisation des diodes

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La diode se présente comme un composant électronique très imposant et en même

temps très utile pour les différents montages car son domaine d’utilisation est très

varié et plus pratique.

8°) Conclusion

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1°) Symbole et convention

2°) Linéarité

3°) Caractéristique I(V) réelle

4°) Équation électrique de la diode

5°) Polarisation de la diode

6°) Montage pratique

7°) Association de diodes

8°) Influence de la température

9°) Linéarisation de la caractéristique I(V)

10°) Point de fonctionnement

11°) Différents classes de fonctionnement

12°) Différents modèles linéaires

13°) Modèle idéal

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■ L’extrémité de la flèche est au potentiel VA de l’Anode.

■ L’origine de la flèche est au potentiel VK de la Cathode.

■ V est la tension aux bornes de la diode (ou d.d.p.), signifie V = VA – VK

Symbole

Convention de signe

V = VA – VK = VAK

Tension :

2 bornes ou 2 électrodes :

A : Anode

K : Cathode

1°) Symbole et convention

A K

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0 VVV KA 0 VVV KA

Sens du Courant et signe de tension

I circule de A vers K I circule de K vers A

Tension V positive Tension V négative

Les deux flèches, de

tension et du courant,

sont dans le sens

contraire

Les deux flèches, de tension

et du courant, sont dans le

même sens

0V 0V

C’est la convention récepteur : la diode est un récepteur actif

V = VA - VK

I A K

V = VA - VK

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Dipôle linéaire : résistance

I = f(V) ce que l’on veut

sauf une droite

Dipôle non linéaire : diode

I = f(V) est une droite

A B

V = VA - VB

I R

I

V

1/R

I

V

2°) Linéarité

V = VA - VK

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I = f(V) ce que l’on veut

sauf une droite

I ~ 0 V < 0

I = f(V) est une droite

I = - V / R V < 0

I

V

1/R

I

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La diode est un dipôle non linéaire et non symétrique

A B

V = VA - VB

I R

V = VA - VK

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dynamiquecerésisI

VRd tan:

GeàV

SiàV

4,02,0

7,05,0

0

0

10qcqàqcqderd

diodeladeseuildetensionV :0

Grandeurs Caractéristiques de la diode :

3°) Caractéristique I(V) réelle

I

V V0

V > 0

I A K

V < 0

I A K

ΔV

ΔI

En inverse En direct

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Is : courant de saturation ~ (qcq nA) négligeable

q = │e-│charge élémentaire de l’électron = 1,6 10-19 C

K : constante de Boltzmann = 1,38 10-23 J/K

T : température (K)

1exp

KT

VqII s

275)()( CTKT

mVtéCàudevaleurlaetq

kTuposeOn

liquideHeliumK

liquideazoteK

KCetKC

TT 25tan25

?4

?77

3002529520

1exp

T

sU

VII

4°) Équation électrique de la diode

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EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


5°) Polarisation de la diode

Polarisation directe ou positive

Polarisation inverse ou négative

P N A K

+ -

A K

+ -

VA > VK

P N A K

+ -

A K

+ -

VA < VK

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Polarisation directe ou positive

E : tension d’alimentation

R : Résistance limitatrice du courant

D : diode à jonction PN

VA > VK ===> V > 0

Les flèches de I et de V sont contraires VA > VK

E = R I + V V = E – R I ≠ E

KT

VqII s exp

V < E : Il y a de la chute de

tension dans la résistance R

6°) Montage de polarisation de la diode

+

- E : f.e.m

R

E > 0 V D

I

A

K

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Discussion :

■ Le + de E est de côté de A (l’anode) et le – de E et de côté de K (la cathode), VA > VK

V > 0 la diode est donc polarisée positivement ou en direct.

■ La diode n’est conductrice qu’à partir de V > V0 . Elle est dite également passante

ou allumée.

■ A partir de V > V0 , elle se comporte comme une très faible résistance : le semi

conducteur peut être considéré dans ce cas comme étant un conducteur.

■ En revanche, si 0 < V < V0 , la diode est bloquée en direct, elle se comporte comme

une très forte résistance : le semi conducteur peut être considéré dans ce cas comme

étant un isolant.

* DBD si 0 < V < Vs

* DCD si V > Vs

I

V V0

0 < V < V0 V > Vs

DBD DCD

KT

VqII s exp

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

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UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Les flèches de I et V ont le même sens VA < VK

VA < VK ===> V < 0

sII

E = RI - V soit V = - E + RI = - E car I = 0 et V < 0 car E > 0

+

- E : f.e.m

R

E > 0




Il n’y a aucune chute

de tension dans la

résistance R

Polarisation inverse ou négative

V D

I

A

K

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

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EUST

- M

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MO

DU

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E 1

41

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S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

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IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


0 IqcqnAII s

I

V

DBI si V < 0

■ Le - de E est de côté de A (l’anode) et le + de E et de côté de K (la cathode), VA < VK

V < 0 la diode est donc polarisée négativement ou en inverse.

■ La diode est non conductrice ou non passante. Elle est dite également bloquée ou

éteinte.

■ A partir de V < 0 , elle se comporte comme une très forte résistance ou résistance

de fuite de forte valeur : le semi conducteur peut être considéré dans ce cas comme

étant un isolant.

Discussion :

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

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EDIA

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EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

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– C

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LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Variante :

sII

E = - R I + V soit V = E + R I = E car I = 0 et V < 0 car E < 0

Les flèches de I et V ont le même sens VA < VK




Il n’y a aucune chute

de tension dans la

résistance R

VA < VK ===> V < 0

+ -

E : f.e.m

R

V D

I

A

K

E < 0

UN

IVER

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N II

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SAB

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CA

– F

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ES S

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NC

ES E

T T

ECH

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MO

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TRIQ

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CTR

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IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Association en série

Aucun intérêt pratique car le courant I traverse la diode dont la tension de seuil est la

plus faible. Une diode en trop.

Association en parallèle

Si V > V01 + V02 Vs = V01 + V02

I

V

D1 D2 Déq

V01 + V02 V01 V02

R

Les diodes ne sont conductrices qu’à partir de V > V01 + V02

7°) Association de diodes

+

- E V D1

I A1

K2

D2

V1

V2

+

- E V

R

D1

I

A

K

D2

ou

UN

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ES E

T T

ECH

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TRIQ

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CTR

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IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


La caractéristique se rapproche de l’axe des courants quand T augmente

TTVVetIITT TT 00'

''

Pour une tension V fixe, le courant augmente

8°) Influence de la température

I

V

T’ T

I(T)

I(T’)

V0(T’) V0(T’)

UN

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LEC

TRIQ

UES

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CTR

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IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


IrVVVV

abscissesdesEchelle

d 0'''

:

I

V V0

I

V V0

On néglige l’effet du

coude linéarisation

Équation d’une droite

KT

VqII s exp

0' VV IRV d''

V

9°) Linéarisation de la caractéristique I(V)

Équation électrique

UN

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CIE

NC

ES E

T T

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MO

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LEC

TRIQ

UES

ET

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CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Une diode est un récepteur actif, elle est

symbolisée par le circuit électrique suivant :

V0 : f.c.e.m.

rd : résistance interne modélisant l’effet joule

Diode

Circuit électrique équivalent d’une diode

I

V V0

Circuit électrique

+ - V0

Rd

I

V

IRVV d 0

UN

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– F

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ES S

CIE

NC

ES E

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ECH

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MO

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MO

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LE :

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LEC

TRIQ

UES

ET

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CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


La diode à jonction PN est un récepteur actif, la tension de seuil V0 dans le schéma

électrique équivalent doit être obligatoirement une f.c.e.m.

Le courant I de conduction direct doit être reçu par la borne + de la V0 car c’est une

f.c.e.m.

+

- E V

R

D

I

A

K

rd

V0

+

+

- E V

R I

A

K

Circuit équivalent

-

E : f.e.m +

- V0 : f.c.e.m

+

-

Générateur E : émetteur actif Diode V0 : récepteur actif

10°) Point de fonctionnement

rd ri

UN

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– F

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ULT

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ES S

CIE

NC

ES E

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MO

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MO

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TRIQ

UES

ET

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CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


► On utilise la droite de charge du générateur (ou du circuit).

► L’intersection de cette droite avec la caractéristique de la diode donne le point de

fonctionnement.

directenonpolarisaticarVkT

qIIdiodeladetiqueCaractéris

R

VEIRIEVVVRIEgénérateurdutiqueCaractéris

s

AK

exp:

:

La diode fonctionne en polarisation directe uniquement

+

- E

R

RD

V0

+

+

- E V

R I

Circuit

équivalent

- V D

I

A

K

A

K - Point de fonctionnement

- Point de polarisation

- Point de repos

I

V V0

R

EI

E

I

V V0

R

EI

ECourbe réelle Modèle linéaire

UN

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ES S

CIE

NC

ES E

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TRIQ

UES

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CTR

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IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


I

V

V

I

Classe A

Classe B

I

V

Classe C

La diode conduit durant une demi période du signal d’entrée.

La diode conduit durant moins d’une

demi période du signal d’entrée.

La diode conduit en permanence

11°) Différents classes de fonctionnement

UN

IVER

SITE

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CA

SAB

LAN

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– F

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NC

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MO

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MO

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TRIQ

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ET

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CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE



A K A K

V

I

Caractéristique inverse

Caractéristique directe

V0

V0 En direct :

+ -

V V = V0 + Rd I

Rd I I

UN

IVER

SITE

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N II

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SAB

LAN

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ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

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MO

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MM

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D

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IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

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UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


A K

En direct :

V

A K

V0

+ -

V = V0 + Rd I

Rd I I

En inverse :

A K

V = Vmax < 0

I = 0 A K

V

I

UN

IVER

SITE

HA

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CA

SAB

LAN

CA

– F

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ULT

E D

ES S

CIE

NC

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MO

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MO

DU

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TRIQ

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ET

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CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


12°) Modèles linéaires

VF

A K A K

V

I



V0

V0 + -

V = V0

I

En direct :

UN

IVER

SITE

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SAB

LAN

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– F

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ULT

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CIE

NC

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T T

ECH

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MO

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DU

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CTR

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PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


A K

En direct :

V

A K

V0

+ -

V = V0

I I

En inverse :

A K

V = Vmax < 0

I = 0 A K

V

I

UN

IVER

SITE

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N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

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ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

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MO

HA

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- M

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MO

DU

LE :

E 1

41

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UIT

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LEC

TRIQ

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ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE



A K A K

V

I



0

En direct :

V V = V0 + Rd I

Rd I I

UN

IVER

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CA

SAB

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CA

– F

AC

ULT

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ES S

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NC

ES E

T T

ECH

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MO

HA

MM

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IP –

MO

DU

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E 1

41

– C

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TRIQ

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ET

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CTR

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IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


A K

En direct :

V

A K

V = Rd I

Rd I

I

En inverse :

A K

V = Vmax < 0

I = 0 A K

V

I

UN

IVER

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CA

SAB

LAN

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– F

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NC

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MO

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TRIQ

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ET

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CTR

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IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


13°) Modèle idéal

A K A K

V

I



0

UN

IVER

SITE

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N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

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ECH

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MO

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MM

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D

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MO

DU

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E 1

41

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ET

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CTR

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IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


A K

En direct :

V

I

En inverse :

A K

V = Vmax < 0

I = 0 A K

V

I

A K

V = 0

I = Imax

UN

IVER

SITE

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N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

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NC

ES E

T T

ECH

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MO

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D

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- M

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MO

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LE :

E 1

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S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


A K

A K A K

A K A K

En direct : V > 0

En inverse : V < 0

CC

CO

V = 0 V

I = 0

V

I max

V max

I

I

P = V . I = 0

P = V . I = 0

Une diode idéale peut être considérée comme un interrupteur électronique qui ne

dissipe aucune puissance.

A K

interrupteur électronique

UN

IVER

SITE

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SAB

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CA

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ES S

CIE

NC

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MO

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- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

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UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

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ES S

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NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

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MM

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D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

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UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


1°) Redressement simple alternance

2°) Redressement double alternance avec 2 diodes


4°) Circuit d’écrêtage

5°) Circuit limiteur

6°) Caractéristiques des signaux périodiques

7°) Redressement et filtrage

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

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MO

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- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

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UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


1°) Redressement simple alternatif

et)

temps +Emax

-Emax

mono alternance e(t) s(t)

st)

temps +Smax

-Smax

e(t) = E sinωt

2°) Redressement double alternatif avec 2 diodes

et)

temps +Emax

-Emax

double alternance

avec 2 diodes e(t) s(t)

e(t) = E sinωt st)

temps +Smax

-Smax

3°) Redressement double alternatif avec 4 diodes

et)

temps +Emax

-Emax

double alternance

avec 4 diodes e(t) s(t)

e(t) = E sinωt st)

temps +Smax

-Smax

UN

IVER

SITE

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SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

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ES S

CIE

NC

ES E

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MO

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D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Principe

vet)

temps +E

-E

mono alternance

ve(t) vs(t)

vst)

temps +E

-E ve(t) = E sinωt

Montage pratique Redressement simple alternance

1°) Redressement simple alternance

D

(1) (2)

R Secteur 230 V

~ eg vet) vst)

ve(t) = E sinωt

A K

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Tracé de Vs(t)

CCpassanteD

vvealorsT

tsi KA

:

02

0

CObloquéeD

vvealorsTtT

si KA

:

02

ve(t)

temps

+ E

- E

vs(t)

ve(t) = E sinωt ve > 0

ve < 0

0tvs tvtv es

CC

R vet) vst)

CO

R vet) vst)

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Redressement simple alternance

Tracé de Vs = f(Ve)

ve > 0 vs = ve ve < 0 vs = 0

+ E

- E

- E + E

vs

ve

Courbe de transfert direct en tension

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Principe

Montage pratique Redressement double alternance à 2 diodes


temps +E

-E

vet)

temps +E

-E

double alternance

ve(t) vs(t)

ve(t) = E sinωt

vst)

(1)

v1 > 0 et v2 < 0

Secteur 230 V

~ eg

vs

D1

D2 (2)

v1

R

v2

Transformateur à point milieu

A1 K1

A2 K2

v1(t) = E sinωt et

v2(t) = E sin(ωt+π)

v2(t) = E sin(ωt+π)

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


CObloquéeDetCCpassanteD

vetvalorsT

tsi

::

002

0

21

21

v1(t)

temps

+ E

- E

vs(t) v2(t)

v1 > 0 et

v2 < 0

CCpassanteDetCObloquéeD

vetvalorsTtT

si

::

002

21

21

tvtvs 2 tvtvs 1

vs

CC

CO

v1

R v2 v

CO

CC

v1

R v2

Tracé de Vs(t)

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


et)

temps +E

-E

double alternance e(t) s(t)

e(t) = E sinωt st)

temps +E

-E

Redressement double alternance à 4 diodes


A

N M

B

vs

D1 D2

D4 D3

(1) (2)

ve Secteur 230 V

~ eg

Mono-transformateur

ve(t) = E sinωt

Principe

Montage pratique

UN

IVER

SITE

HA

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N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


bloquéesDetDetpassantesDetD

vetvetealorsT

tsi BA

::

02

0

3142

ve(t) vs(t)

temps

+ E

- E

ve(t) = E sinωt ve > 0

ve < 0

passantesDetDetbloquéesDetD

vetvetealorsTtT

si BA

::

02

3142

tvtv es tvtv es

A

N M

B vs

CO

CC

CC

CO

ve

A

N M

B

CC

CO

C0

CC

v

ve

R R

Tracé de Vs(t)

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Redressement simple alternance

Courbe de transfert direct en tension

ve > 0 vs = ve ve < 0 vs = - ve

+ E

- E

- E + E

vs

ve


UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


4°) Circuit d’ecrêtage

+E

vs(t)

temps

-E

vet)

temps +E

-E

écrêteur ve(t) vs(t)

ve(t) = E sinωt

vs(t) ~ ve(t) +

- E0

R

ve(t) = E sinωt

Principe

Montage pratique

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Le + de côté de K

Le – de côté de A

CODBVV KA

Le - de côté de K

Le + de côté de A

CCDPVV KA

vs(t) ~ ve(t) +

- E0

R

vs(t) ~ ve(t) +

- E0

R CO CC

0Etvs tvtv es

Si ve < E0 alors vs = E0 Si ve > E alors vs = ve

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Si e < E0 alors s = E0

+E

- E

temps E0

ve > E0

ve < E0

ve(t) vs(t)

Tracé de Vs(t)

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Circuit écrêteur

+ E

- E

- E + E E0

E0

vs

ve

Si ve < E0 alors vs = E0 Si ve > E alors vs = ve


UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


5°) Circuit limiteur

+ E

vs(t)

temps

E1

E2

- E

vet)

temps +E

-E

limiteur ve(t) vs(t)

ve(t) = E sinωt

~ +

- E2

R

+

- E1

D1 D2

vs(t) ve(t)

Principe

Montage pratique

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Si e > E1 > E2 alors e = E1

Si e > E1 et e > E2 alors e = E1

Si e < E2 < E1 alors e = E2

Si e < E2 et e < E1 alors e = E2

Si E2 < e < E1 alors e = s Si e < E1 et e > E2 alors e = s

Si ve > E1 > E2 D1 P D2 B vs = E1

Si ve < E2 < E1 D1 B D2 P vs = E2

Si E2 < ve < E1 D1 B D2 B vs = ve

E2

E1

+ E

- E

ve > E1 > E2

E2 < ve < E1

ve < E2 < E1

temps

ve(t) vs(t)

Tracé de Vs(t)

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


+ E

- E

- E + E + E1

vs

ve + E2

+ E1

+ E2

Si ve > E1 et ve > E2 vs = E1 Si ve < E1 et ve < E2 vs = E2 Si ve < E1 et ve > E2 vs = ve


UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Cas particulier :

Si le signal est sinusoïdal, s(t) = Smax cos(ω t), on obtient : 20 maxS

SetS effmoy

Valeur moyenne :

6°) Caractéristiques des signaux périodiques

Valeur efficace :

T

moy dttsT

stsS0

1

T

eff dttsT

S0

21

Facteur de forme :

Taux d’ondulation :

moy

eff

S

SF

12 F22

2

2

2

2

222

1

1

F

S

S

S

SSSScomme

S

S

moy

ond

moy

eff

ondmoyeff

moy

ond

UN

IVER

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ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

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EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


7°) Redressement et filtrage

vet)

temps +E

-E

redressement et filtrage

ve(t) vs(t)

vst)

temps

V

ve(t) = E sinωt

Entrée

alternative

sinusoïdale

vs(t) = V = cte

Sortie

continue

Principe

UN

IVER

SITE

HA

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N II

CA

SAB

LAN

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– F

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ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

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MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Redressement simple alternance Principe d’un chargeur de batterie

vs

D

(1) (2)

R ve Secteur

230 V ~ eg

C

+

-

Transformateur abaisseur

Ve(t) =VMax sinωt = 12√2 sinωt

- 12 V

τ = RC la constante de temps du circuit « filtre passe bas »

Signal alternatif Ondulation = ∞

Signal monoalternance Ondulation = 1,21

Signal continu Ondulation = 0

Le passage d’une ondulation infinie à nulle est impossible, le passage par un

redressement simple (1,21) ou double (0,48) est indispensable. Mieux avec le double.

UN

IVER

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LAN

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– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

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TRIQ

UES

ET

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CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


V

vs(t)

RC '' RC '''' RC

CCCcar ''''''

temps

Vond

rapidetrèseDéchRC

lentetrèseDéchRC

arg0

arg

UN

IVER

SITE

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– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


temps

+ E

- E

e1(t)

T

temps

+ E

- E

e2(t)

T

temps

+ E

- E

e3(t)

T

Signal alternatif sinusoïdal

Signal redressement mono alternance

Signal redressement double alternance

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE


Fin du chapitre VI

UN

IVER

SITE

HA

SSA

N II

CA

SAB

LAN

CA

– F

AC

ULT

E D

ES S

CIE

NC

ES E

T T

ECH

NIQ

UES

MO

HA

MM

EDIA

D

EUST

- M

IP –

MO

DU

LE :

E 1

41

– C

IRC

UIT

S É

LEC

TRIQ

UES

ET

ÉLE

CTR

ON

IQU

ES

PR

. A

. BA

GH

DA

D -

DEP

AR

TEM

ENT

GEN

IE E

LEC

TRIQ

UE

fstm deust mip-e141_cee_chap_vi_les diodes

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