Analyse de l’état d’une diode

Analyse de l’état d’une diode

Comprendre l’Analyse de l’état d’une diode

Nous allons analyser l’état d’une diode en fonction des caractéristiques d’un circuit simple. Une diode est un composant électronique permettant le passage du courant électrique dans une seule direction. Elle est souvent utilisée pour protéger les composants sensibles ou pour redresser les courants alternatifs en courants continus.

Pour comprendre l’Analyse d’un Circuit avec Diode Parfaite, cliquez sur le lien.

Données :

  • Une source de tension continue \( V_s = 5 \) V.
  • Une résistance \( R = 100 \) ohms connectée en série avec la diode.
  • La diode en question possède les caractéristiques suivantes :

– Tension de seuil \( V_{th} = 0.7 \) V.
– Résistance interne négligeable lorsque la diode est en conduction.

Questions :

1. Calculez la tension aux bornes de la résistance \( R \) lorsque la diode est supposée idéale (tension de seuil à 0 V).

2. Calculez la tension aux bornes de la diode en considérant la tension de seuil réelle \( V_{th} \).

3. Déterminez le courant circulant dans le circuit pour les deux cas (diode idéale et diode réelle).

4. Discutez l’état de la diode (conductrice ou bloquante) pour chaque cas.

5. Quelles pourraient être les conséquences sur le circuit si la tension de la source \( V_s \) était inférieure à la tension de seuil de la diode?

Correction : Analyse de l’état d’une diode

1. Calcul de la tension aux bornes de la résistance R (diode idéale)

Pour une diode idéale, la chute de tension à ses bornes est supposée nulle (0 V). La totalité de la tension de la source se retrouve donc aux bornes de la résistance.

Formule utilisée :

\[ V_R = V_s – V_{\text{diode}} \]

Pour une diode idéale, \( V_{\text{diode}} = 0 \).

Données :
  • Tension de la source : \( V_s = 5\,\text{V} \)
  • Résistance : \( R = 100\,\Omega \)
Calcul :

\[ V_R = 5\,\text{V} – 0\,\text{V} = 5\,\text{V} \]

Résultat :
La tension aux bornes de la résistance est de 5 V.

2. Calcul de la tension aux bornes de la diode (diode réelle)

Pour une diode réelle, il faut tenir compte de la tension de seuil \( V_{th} \) qui vaut 0,7 V. Ainsi, la tension aux bornes de la diode sera égale à \( V_{th} \) et celle aux bornes de la résistance sera \( V_s – V_{th} \).

Formules utilisées :
  • Tension aux bornes de la diode :

\[ V_{\text{diode}} = V_{th} \]

  • Tension aux bornes de la résistance :

\[ V_R = V_s – V_{th} \]

Données :
  • Tension de la source : \( V_s = 5\,\text{V} \)
  • Tension de seuil de la diode : \( V_{th} = 0,7\,\text{V} \)
Calcul :

\[ V_{\text{diode}} = 0,7\,\text{V} \]

\[ V_R = 5\,\text{V} – 0,7\,\text{V} = 4,3\,\text{V} \]

Résultat :

  • Tension aux bornes de la diode : 0,7 V
  • Tension aux bornes de la résistance : 4,3 V

3. Calcul du courant circulant dans le circuit

Le courant dans le circuit se calcule à l’aide de la loi d’Ohm, \( I = \frac{V}{R} \), en considérant la tension aux bornes de la résistance.

Formule utilisée :

\[ I = \frac{V_R}{R} \]

Données :
  • \( R = 100\,\Omega \)
Cas 1 – Diode idéale :
  • \( V_R = 5\,\text{V} \)

Calcul :

\[ I = \frac{5\,\text{V}}{100\,\Omega} = 0,05\,\text{A} \]

Soit 50 mA.

Cas 2 – Diode réelle :
  • \( V_R = 4,3\,\text{V} \)

Calcul :

\[ I = \frac{4,3\,\text{V}}{100\,\Omega} = 0,043\,\text{A} \]

Soit 43 mA.

Résultats :

  • Courant avec diode idéale : 50 mA
  • Courant avec diode réelle : 43 mA

4. Discussion sur l’état de la diode

  • Diode idéale :
    La diode est supposée idéale, ce qui signifie qu’elle est parfaitement conductrice sans chute de tension lorsqu’elle est polarisée en direct.
    État : Conductrice.

  • Diode réelle :
    Avec une tension de seuil de \( 0,7\,\text{V} \), la diode ne commence à conduire qu’une fois cette tension atteinte. Ici, comme \( V_s = 5\,\text{V} \) est largement supérieur à \( 0,7\,\text{V} \), la diode est polarisée en direct et conduit le courant, bien qu’elle présente une chute de tension de 0,7 V.

État : Conductrice.

Conclusion :
Dans les deux cas, la diode est en état conducteur.

5. Conséquences si la tension de la source \( V_s \) est inférieure à la tension de seuil de la diode

Si la tension de la source \( V_s \) est inférieure à la tension de seuil \( V_{th} \) de la diode (par exemple, si \( V_s < 0,7\,\text{V} \) pour notre diode), la diode ne sera pas suffisamment polarisée en direct pour se mettre en conduction.

Conséquences sur le circuit :
  • Absence de conduction : La diode restera bloquante et ne laissera pas passer le courant.
  • Courant nul : Aucun courant ne circulera dans le circuit.
  • Impact sur le fonctionnement : Le circuit fonctionnera comme un circuit ouvert. Si le circuit était destiné à alimenter un composant ou à redresser un courant, ce dernier ne fonctionnerait pas correctement.

Analyse de l’état d’une diode

D’autres exercices d’electronique:

Calcul de la Bande Passante et du Gain
Calcul de la Bande Passante et du Gain

Calcul de la Bande Passante et du Gain Comprendre le Calcul de la Bande Passante et du Gain Vous travaillez pour une entreprise d'électronique qui conçoit des amplificateurs pour des applications audio. L'objectif est de déterminer la bande passante d'un amplificateur...

Analyse Dynamique d’un Circuit R-C
Analyse Dynamique d’un Circuit R-C

Analyse Dynamique d'un Circuit R-C Comprendre l'Analyse Dynamique d'un Circuit R-C Dans un circuit électronique simple, un dipôle composé d'une résistance \(R\) et d'un condensateur \(C\) est connecté en série avec une source de tension alternative \(V(t)\). La source...

Théorème de Norton dans un Circuit d’Éclairage
Théorème de Norton dans un Circuit d’Éclairage

Théorème de Norton dans un Circuit d'Éclairage Comprendre le Théorème de Norton dans un Circuit d'Éclairage Vous êtes en train de concevoir un système d'éclairage pour un petit jardin. Vous avez décidé d'utiliser une configuration spécifique de résistances et d'une...

Calcul d’un Amplificateur Opérationnel Inverseur
Calcul d’un Amplificateur Opérationnel Inverseur

Calcul d'un Amplificateur Opérationnel Inverseur Comprendre le Calcul d'un Amplificateur Opérationnel Inverseur Un amplificateur opérationnel inverseur est configuré avec une résistance d'entrée \(R_{in} = 2\,k\Omega\) et une résistance de feedback \(R_f =...

Calcul de la Distorsion Harmonique Totale
Calcul de la Distorsion Harmonique Totale

Calcul de la Distorsion Harmonique Totale Comprendre le Calcul de la Distorsion Harmonique Totale Un amplificateur audio est conçu pour travailler dans une plage de fréquences audibles (20 Hz à 20 kHz). Lors d'un test, un signal sinusoïdal pur de 1 kHz est utilisé...

Calcul du gain et des résistances pour un AOP
Calcul du gain et des résistances pour un AOP

Calcul du gain et des résistances pour un AOP Comprendre le Calcul du gain et des résistances pour un AOP Vous disposez d'un amplificateur opérationnel configuré en mode non-inverseur. La tension d'entrée (\(V_{\text{in}}\)) est appliquée à l'entrée non-inverseuse de...

Analyse d’un Oscillateur LC à 10 MHz
Analyse d’un Oscillateur LC à 10 MHz

Analyse d'un Oscillateur LC à 10 MHz Comprendre l'Analyse d'un Oscillateur LC à 10 MHz Vous êtes ingénieur(e) en conception électronique et on vous demande de concevoir un oscillateur LC pour une application de communication nécessitant une fréquence de résonance...

Vérification de la loi des mailles
Vérification de la loi des mailles

Vérification de la loi des mailles Comprendre la Vérification de la loi des mailles Considérez un circuit composé de trois résistances et d'une source de tension continue. Le circuit est configuré comme suit : R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, et R3 = 300 Ω sont connectées en...

Circuit de Redressement Simple à Diode
Circuit de Redressement Simple à Diode

Circuit de Redressement Simple à Diode Comprendre le Circuit de Redressement Simple à Diode On considère un circuit de redressement simple composé d'une source de tension AC de 120 V (tension de crête) et d'une diode idéale. Le circuit alimente une charge résistive de...

0 commentaires
Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *