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Cours exposé FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques em

Cours exposé FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques email : nasser_baghdad @ yahoo.fr UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE 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 UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 3 Chapitre VI UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 4 I. Généralités sur les diodes II. Fonctionnement d’une diode à jonction III. Applications de la diode à jonction UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE Sommaire FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 5 UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 6 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 UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 7 ► 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 UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 8 ► 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. A K UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 9 ► 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 UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 10 ► 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 A K UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 11 ► 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 UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 12 ► 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 UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 13 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 UNIVERSITE HASSAN II CASABLANCA – FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES MOHAMMEDIA DEUST - MIP – MODULE : E 141 – CIRCUITS ÉLECTRIQUES ET ÉLECTRONIQUES PR . A. BAGHDAD - DEPARTEMENT GENIE ELECTRIQUE FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 14 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 uploads/Litterature/ cours-expose.pdf