{"id":152,"date":"2017-12-16T21:35:33","date_gmt":"2017-12-16T20:35:33","guid":{"rendered":"http:\/\/pbelaire.free.fr\/wordpress\/?page_id=152"},"modified":"2017-12-16T21:35:33","modified_gmt":"2017-12-16T20:35:33","slug":"les-diodes","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/ordi-tech.fr\/index.php\/les-diodes\/","title":{"rendered":"Les diodes"},"content":{"rendered":"

Diodes ordinaires (\u00ab\u00a0standard\u00a0\u00bb)<\/span>
\nUne\u00a0diode<\/strong>\u00a0est un dip\u00f4le \u00e0 semi-conducteur (silicium) qui laisse passer le courant dans un sens (sens dit \u00ab\u00a0passant\u00a0\u00bb) et pas dans l’autre (sens dit \u00ab\u00a0bloqu\u00e9\u00a0\u00bb). Pratiquement, le courant circule de l’anode \u00e0 la cathode: dans le sens de la fl\u00e8che du symbole.<\/p>\n

\"Diodes\"<\/p>\n

Diode de redressement (en haut) et diode \u00ab\u00a0petits signaux\u00a0\u00bb, avec leur symbole.<\/p>\n

La diode est donc toute d\u00e9sign\u00e9e pour le\u00a0redressement<\/strong><\/em>\u00a0d’une tension alternative, ou pour servir de\u00a0protection<\/strong><\/em>\u00a0vis-\u00e0-vis d’une \u00e9ventuelle tension inverse (fonction anti-retour). Certaines diodes sp\u00e9ciales, que nous verrons plus loin, sont en outre utilis\u00e9es pour remplir des fonctions tr\u00e8s sp\u00e9cifiques.
\nAjoutons que la diode, qui est le plus \u00ab\u00a0basique\u00a0\u00bb des composants \u00e0 semi-conducteur, se distingue par son co\u00fbt d\u00e9risoire, sa tr\u00e8s grande fiabilit\u00e9, m\u00eame \u00e0 temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e, un encombrement minimal et sa mise en oeuvre on ne peut plus simple (\u00e0 condition de bien rep\u00e9rer anode et cathode!).<\/p>\n

\n

Caract\u00e9ristiques d’une diode<\/span><\/i><\/p>\n

La\u00a0tension de seuil<\/strong>\u00a0d’une diode, c’est-\u00e0-dire la\u00a0tension directe<\/strong>\u00a0(positive) \u00e0 partir de laquelle cette diode devient passante, est d’environ 0,65 V. Cette valeur est la \u00ab\u00a0barri\u00e8re de potentiel\u00a0\u00bb \u00e0 franchir pour que la diode laisse circuler un courant. Tant que cette valeur de tension, dans le sens direct, n’est pas atteinte, aucun courant (ou presque) ne traverse la diode.<\/p>\n

Cette valeur de 0,7 V (en moyenne) est quasi constante. A titre documentaire: pour une diode au germanium, beaucoup moins r\u00e9pandue d\u00e9sormais que la diode au silicium, la tension de seuil est de 0,3 V seulement. Pour une diode \u00e9lectroluminescente (DEL) de couleur rouge, la tension de seuil se situe entre 1,5 et 1,7 V, selon le mod\u00e8le.<\/p><\/blockquote>\n

Si la diode est soumise \u00e0 une\u00a0tension inverse<\/strong>, donc n\u00e9gative, elle reste bloqu\u00e9e (aucun courant ne la traverse) jusqu’\u00e0 une certaine valeur maximale. Cette valeur maximale est par exemple de 1000 V pour une diode r\u00e9f\u00e9renc\u00e9e 1N4007. Si cette valeur est atteinte, la diode, parcourue par un courant tr\u00e8s important, est imm\u00e9diatement d\u00e9truite: on dit qu’elle \u00ab\u00a0claque\u00a0\u00bb. Cette tension inverse maximale est appel\u00e9e\u00a0tension de Zener<\/strong>\u00a0ou\u00a0tension de claquage<\/strong>.<\/p>\n

Le claquage s’explique, au niveau de la jonction \u00e0 semi-conducteur, par deux ph\u00e9nom\u00e8nes: l’effet d’avalanche<\/em>\u00a0(ionisation \u00ab\u00a0en cha\u00eene\u00a0\u00bb des atomes) et l’effet Zener<\/em>(cr\u00e9ation d’un important courant qui devient destructeur de la jonction).<\/p><\/blockquote>\n

\"Caract\u00e9ristique<\/p>\n

Caract\u00e9ristique compl\u00e8te d’une diode \u00e0 jonction ordinaire. On voit qu’elle devient \u00ab\u00a0passante\u00a0\u00bb pour une tension directe, dite de \u00ab\u00a0seuil\u00a0\u00bb, de 0,6 V environ; elle \u00ab\u00a0claque\u00a0\u00bb lorsque la tension inverse atteint (comme dans cet exemple) 1000 V, ce qui correspond \u00e0 sa tension dite \u00ab\u00a0de Zener\u00a0\u00bb.<\/p>\n

\"Caract\u00e9ristique<\/span><\/p>\n

Caract\u00e9ristique d’une diode au silicium. On ne repr\u00e9sente ici que le premier quadrant. On observe que le courant direct augmente rapidement au del\u00e0 de 0,65 V.
\nEnfin, le courant qui traverse la diode, lorsque celle-ci est passante, ne doit pas d\u00e9passer une certaine valeur maximale. Cette valeur est par exemple de 1 A pour une 1N4001 ou une 1N4007.
\nOn voit que deux param\u00e8tres essentiels vont dicter le choix de telle ou telle r\u00e9f\u00e9rence de diode: la\u00a0tension inverse<\/strong>\u00a0(reverse voltage<\/em>, en anglais) et le\u00a0courant direct<\/strong>\u00a0(forward current<\/em>, en anglais) qu’elle est capable de supporter.<\/p>\n

A noter que les fabricants mentionnent souvent, dans leurs\u00a0data sheets<\/em>\u00a0(fiches techniques), des valeurs de courant direct en pointe (peak<\/em>, en anglais). Cette valeur est int\u00e9ressante en r\u00e9gime impulsionnel. Ainsi, une IN4007 supporte un courant permanent de 1 amp\u00e8re, mais jusqu’\u00e0 10 amp\u00e8res en pointe, et ce de mani\u00e8re r\u00e9p\u00e9titive!<\/p><\/blockquote>\n

Pr\u00e9cisons enfin que si la temp\u00e9rature n’est pas sans effet sur une diode, son influence ne se fait r\u00e9ellement sentir qu’\u00e0 des valeurs \u00e9lev\u00e9es. Les fabricants sp\u00e9cifient des temp\u00e9ratures de jonction pouvant atteindre 100 \u00b0C, voire 175 \u00b0C…<\/p>\n

S’agissant de la tension de seuil, l’influence de la temp\u00e9rature sera n\u00e9gligeable dans l’immense majorit\u00e9 des cas.<\/p><\/blockquote>\n

\n

Choisir une diode de redressement<\/span><\/i><\/p>\n

Si on consulte un catalogue de composants, on trouvera souvent de tr\u00e8s nombreuses r\u00e9f\u00e9rences de diodes, qui risquent de d\u00e9router le n\u00e9ophyte. En r\u00e9alit\u00e9, le choix demeure ais\u00e9 pour des applications courantes telles que le redressement d’une tension issue du secteur: on prendra la diode standard 1N4007 sans chercher plus loin. Pourquoi?
\nVoyons la fiche technique (partielle) de cette diode:<\/p>\n

Diodes de redressement (<\/strong>rectifiers<\/strong><\/em>) 1N4001G \u00e0 1N4007G<\/strong><\/p>\n

<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Symbole<\/strong><\/td>\nParam\u00e8tre<\/strong><\/td>\nConditions<\/strong><\/td>\nMax<\/strong><\/td>\nUnit\u00e9<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
VRRM<\/sub><\/td>\nrepetitive peak reverse voltage<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
1N4001<\/td>\n50<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4002<\/td>\n100<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4003<\/td>\n200<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4004<\/td>\n400<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4005<\/td>\n600<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4006<\/td>\n800<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4007<\/strong><\/td>\n1000<\/strong><\/td>\nV<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
VR<\/sub><\/td>\ncontinuous reverse voltage<\/td>\n<\/td>\n<\/td>\n<\/tr>\n
1N4001<\/td>\n50<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4002<\/td>\n100<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4003<\/td>\n200<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4004<\/td>\n400<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4005<\/td>\n600<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4006<\/td>\n800<\/td>\nV<\/td>\n<\/tr>\n
1N4007<\/strong><\/td>\n1000<\/strong><\/td>\nV<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
IF(AV)<\/sub><\/td>\naverage forward current<\/td>\naveraged over any 20 msperiod; Tamb<\/sub>\u00a0= 75 \u00b0C<\/td>\n1,00<\/td>\nA<\/td>\n<\/tr>\n
IF<\/sub><\/td>\ncontinuous forward current<\/td>\nTamb<\/sub>\u00a0= 75 \u00b0C<\/td>\n1,00<\/strong><\/td>\nA<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
IFRM<\/sub><\/td>\nrepetitive peak forward current<\/td>\n<\/td>\n10<\/td>\nA<\/td>\n<\/tr>\n
IFSM<\/sub><\/td>\nnon-repetitive peak forward current<\/td>\nhalf sinewave; 60 Hz<\/td>\n30<\/td>\nA<\/td>\n<\/tr>\n
Tj<\/sub><\/td>\njunction temperature<\/td>\n<\/td>\n+175<\/td>\n\u00b0C<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

<\/center><\/div>\n

V<\/strong>R<\/strong><\/sub>\u00a0\u00a0: tension inverse maximale admissible
\nI<\/strong>F<\/strong><\/sub>\u00a0\u00a0: courant direct permanent admissible \u00e0 la temp\u00e9rature sp\u00e9cifi\u00e9e (ici: 75 \u00b0C)
\nI<\/strong>FRM<\/strong><\/sub>\u00a0\u00a0: courant temporaire de surcharge
\nI<\/strong>FSM<\/strong><\/sub>\u00a0\u00a0: courant temporaire de surcharge en r\u00e9gime impulsionnel (ici: pour une alternance \u00e0 60 Hz)<\/p><\/blockquote>\n

Sachant que le prix des diodes \u00ab\u00a0standard\u00a0\u00bb est d\u00e9risoire, autant choisir celle offrant les meilleures performances. La 1N4007, qui fait figure de r\u00e9f\u00e9rence dans ce domaine, supporte jusqu’\u00e0 1000 volts en inverse et accepte de fournir un courant permanent de 1 amp\u00e8re (10, voire 30 amp\u00e8res en pointe). Voil\u00e0 donc, pour une alimentation \u00ab\u00a0classique\u00a0\u00bb, la diode ultra fiable qui fera l’affaire en toutes circonstances…<\/p>\n

\n

Utilisation des diodes de redressement<\/span>
\nLes diodes dites \u00ab\u00a0standard\u00a0\u00bb (pour l’essentiel, les r\u00e9f\u00e9rences 1N400X) sont utilis\u00e9es avant tout pour le\u00a0redressement<\/strong>\u00a0des tensions alternatives issues d’un\u00a0transformateur<\/a>.
\nLes diodes de redressement sont mont\u00e9es entre le secondaire du transformateur abaisseur et, dans la plupart des cas, le r\u00e9gulateur, fixe ou variable (que nous verrons plus loin).
\nOn r\u00e9alise deux types de redressement:\u00a0simple alternance<\/strong>\u00a0ou\u00a0double alternance<\/strong>. Plusieurs cas de figure peuvent alors se pr\u00e9senter, selon le mod\u00e8le de transformateur (\u00e0 un seul enroulement secondaire, \u00e0 deux secondaires). Compte tenu de la modicit\u00e9 du co\u00fbt et du faible encombrement des composants, il parait judicieux de pr\u00e9f\u00e9rer la solution la plus efficace, \u00e0 savoir le redressement double alternance.<\/p>\n

\"redressement<\/p>\n

Le graphique ci-dessus montre une tension redress\u00e9e mono alternance (trace bleue), double alternance (trace verte), et double alternance avec condensateur de filtrage (trace jaune). On voit bien que, de gauche \u00e0 droite, on se rapproche chaque fois un peu plus d’une tension continue! La trace rouge correspond \u00e0 la tension alternative au primaire du transformateur.
\n 
\nRedressement simple alternance<\/span><\/strong>
\nC’est le redressement le plus simple (et le plus \u00e9conomique), mais le moins performant: on ne redresse qu’une alternance sur deux.<\/p>\n\n\n\n
\n

Quand la tension aux bornes du secondaire du transformateur d\u00e9passe la tension de seuil de la diode D1, celle-ci conduit (elle est \u00ab\u00a0passante\u00a0\u00bb). La tension aux bornes de la charge R1 est alors \u00e9gale \u00e0 la tension aux bornes du transformateur moins la tension directe VF<\/sub>\u00a0de la diode, soit en moyenne 0,7 V.<\/p>\n<\/td>\n

\"redressement<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\"redressement<\/p>\n

 
\n<\/a>Redressement double alternance<\/span><\/strong>
\nIci, deux cas de figure, selon la configuration du transfo: \u00e0 un seul secondaire ou \u00e0 point milieu. Le transfo \u00e0 deux enroulements secondaires et point milieu trouve sa principale utilit\u00e9 dans les alimentations sym\u00e9triques.
\nAvec transfo \u00e0 1 secondaire et pont de Gra\u00ebtz
\nC’est un grand classique. On redresse en double alternance, \u00e0 l’aide de quatre diodes mont\u00e9es en\u00a0pont de Gra\u00ebtz<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n
\n

Les quatre diodes en pont conduisent par paire, en alternance: D1-D4 et D2-D3.<\/p>\n

La chute de tension dans les diodes vaut environ 1,4 V, une valeur dont il faut tenir compte lors du choix du transformateur. Il est \u00e0 noter qu’on trouve chez les revendeurs des pont moul\u00e9s regroupant les quatre diodes, d’o\u00f9 un gain de place et un c\u00e2blage (un peu) simplifi\u00e9.<\/p>\n<\/td>\n

\"redressement<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\"redressement<\/p>\n

Les diodes conduisent par paire en alternance.<\/p>\n

Avec transfo \u00e0 2 secondaires et 2 diodes
\nOn redresse ici en double alternance, mais avec deux diodes seulement. La chute de tension n’est que de 0,7 V dans ce cas.<\/p>\n

<\/p>\n\n\n\n
\"transfo<\/td>\n\"redressement<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

<\/center><\/div>\n

Avec transfo \u00e0 2 secondaires et pont de Gra\u00ebtz (4 diodes)
\nCertains montages, notamment ceux \u00e0 amplificateurs op\u00e9rationnels (AOP) n\u00e9cessitent une alimentation double sym\u00e9trique, fournissant une tension positive et une tension n\u00e9gative (par rapport \u00e0 la masse commune). Ce type d’alimentation est r\u00e9alis\u00e9 avec un transfo \u00e0 point milieu suivi d’un pont de Gra\u00ebtz, condensateurs de filtrage et r\u00e9gulateurs.<\/p>\n

\"alimentation<\/p>\n

Sch\u00e9ma de principe d’une alimentation double sym\u00e9trique avec pont de Gra\u00ebtz. Le point milieu du transformateur constitue le potentiel z\u00e9ro commun aux deux alimentations.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Diodes ordinaires (\u00ab\u00a0standard\u00a0\u00bb) Une\u00a0diode\u00a0est un dip\u00f4le \u00e0 semi-conducteur (silicium) qui laisse passer le courant dans un sens (sens dit \u00ab\u00a0passant\u00a0\u00bb) et pas dans l’autre (sens dit \u00ab\u00a0bloqu\u00e9\u00a0\u00bb). Pratiquement, le courant circule de l’anode \u00e0 la cathode: dans le sens de la fl\u00e8che du symbole. Diode de redressement (en haut) et diode \u00ab\u00a0petits signaux\u00a0\u00bb, avec leur … Continuer la lecture de Les diodes<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-152","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ordi-tech.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/152","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ordi-tech.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/ordi-tech.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ordi-tech.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ordi-tech.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=152"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ordi-tech.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/152\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ordi-tech.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=152"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}