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Université La sagesse Faculté d’Ingénierie Polytech – Beirut Titre: Caractérist

Université La sagesse Faculté d’Ingénierie Polytech – Beirut Titre: Caractéristiques d’une diode Groupe n : TP n : 2 Date: 8/4/2022 Noms: 201900131-Rita Younés 201900490-Mohamad Marwan Al Sidani 201800914-Elio El Ghaoui Contenu : 1. Objectif 2. Matériel 3. Résultats 4. Conclusion 1 Université La sagesse Faculté d’Ingénierie Polytech – Beirut 1. Objectifs :  Mesurer et tracer les caractéristiques de polarisation directe et inverse d’une diode.  Mesure la résistance ac d’une diode. 2. Matériel :  Oscilloscope  Multimètre  Alimentation stable  Plaque d’essai  Des résistances : 330 Ω et 1 MΩ  Diode (1N4148)  Connectiques 3. Résultats : 1. Valeur listée Valeur mesurée R1 330Ω 324.3 Ω D1 résistance en mode directe ---------- 0 Ω D1 résistance en mode inverse ---------- 21.5 KΩ 3. Valeurs Expérimentales : VFOR (mesurée) IFOR (mesurée) 0.40 V 11.5 μA 0.45 V 34.5 μA 0.50 V 134.85 μA 0.55 V 426.2 μA 0.60 V 1.36 mA 0.65 V 3.65 mA 0.70 V 10.10 mA 0.75 V 28.64 mA Valeurs Théoriques (simulation) : 2 Université La sagesse Faculté d’Ingénierie Polytech – Beirut VFOR (mesurée) IFOR (mesurée) 0.40 V 11.7 µA 0.45 V 42 µA 0.50 V 109 µA 0.55 V 272 µA 0.60 V 805 µA 0.65 V 2.21 mA 0.70 V 6 mA 0.75 V 15 mA 4. On remarque des résultats obtenus qu’en augmentant la différence de potentiel entre l’anode et la cathode de la diode de 0.40 V à 0.55 V le courant n’augmente que légèrement en restant à peu près 0. Ainsi qu’on observe un saut remarquable de l’intensité du courant à 0.60 V de 426.2 µA jusqu’à 1.36 mA (3.19 fois supérieur). Alors on conclut que la diode en mode directe ne peut pas être considérée qu’elle conduit qu’après que le voltage à ses bornes dépasse une certaine valeur (entre 0.55 V et 0.60 V dans ce cas) nommée potentiel de barrière. Pour les résultats obtenus par simulation le potentiel de barrière est entre 0.60 V et 0.65 V. 5. Pour la polarisation en inverse on a utilisé la même résistance R1=330Ω Valeurs Expérimentales : VREV (mesurée) IREV (mesurée) - 5.0 V 0 A -10.0 V -0.9 μA -15.0 V -1.3 μA Valeurs Théoriques (simulation) : VREV (mesurée) IREV (mesurée) - 5.0 V 0 A -10.0 V -1 µA -15.0 V -1.5µA 3 Université La sagesse Faculté d’Ingénierie Polytech – Beirut 6. -15 -13 -11 -9 -7 -5 -3 -1 1 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 V=f(I) Directe Inverse V (V) I(mA) Titre : graphe montrant la variation du courant en fonction de la tension (courbe caractéristique) pour les valeurs expérimentales -15 -13 -11 -9 -7 -5 -3 -1 1 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 V=f(I) Directe Inverse V (V) I(mA) Titre : graphe montrant la variation du courant en fonction de la tension (courbe caractéristique) pour les valeurs théoriques (simulation) 4 Université La sagesse Faculté d’Ingénierie Polytech – Beirut 7. En mode inverse en augmentant la tension de la diode de 5V à 15 V on observe une très faible intensité de courant près de 0 qui augmente légèrement. Alors on conclut qu’en mode inverse la diode n’est pas considérée qu’elle conduit un courant même en augmentant la tension. Mêmes résultats pour la partie de simulation. 8. rac (0.5V )=∆V ∆I = 0.1 (134.85−11.5)μ =810.7Ω rac (0.6V )=∆V ∆I = 0.1 1.34m−134.85μ =82.97Ω rac (0.7V )=∆V ∆I = 0.1 10.10m−1.34m=11.42Ω 9. La résistance interne varie et effectue un saut de 1027.75 Ω à 13.68 Ω quand on augmente la tension directe de 0.5 à 0.6 et continue a diminuer plus lentement en augmentant la tension. Alors on conclut que la diode possède une résistance interne dynamique qui varie au sens inverse de la variation de la tension et on peut valider que le potentiel de barrière a été dépassé entre 0.5 V et 0.6 V. 10. La résistance inverse de la diode varie avec la tension on peur valider cette proposition en observant le graphique où on rem arque que VInverse ne varie pas linéairement avec Iinverse mais selon une courbe se rapprochant de l’horizontal en augmentant la tension inverse indiquant que la pente qui est la résistance inverse varie en se rapprochant à l’infini en élevant la tension inverse. Cela peut être expliqué par l’agrandissement de la région de déplétion avec l’augmentation du voltage inverse sur la diode ce qui rend plus difficile aux électrons minoritaires de passer de plus en plus par la suite une plus grande résistance et une plus petite intensité du courant inverse sont obtenues. La résistance inverse est donc aussi une résistance dynamique. 11. Expérimentalement : Pmax=ImaxV=28.64×0.75=21.48 mW Théoriquement (simulation) : PDMax=VFIF=0.75*15=11.25 mW. Pourcentage d’erreur : 5 Université La sagesse Faculté d’Ingénierie Polytech – Beirut %=21.48−11.25 11.25 ×100=90.33% => Grande erreur puisqu’expérimentalement potentiel de barrière plus petit que théoriquement => Plus grand courant pour même valeur de tension. 12. Pour identifier la cathode d’une diode il faut brancher la diode en série avec l’ohmmètre si on obtient une résistance très grande (tend vers infini) alors la diode est en mode inverse et selon la polarité de l’ohmmètre on identifie la cathode qui est branche au pôle charge positivement si on obtient une très petite valeur (presque 0) la cathode va-t-être celui branche au pôle charge négativement. C’est donc important de connaitre la polarité de l’Ohmmètre (multimètre) pour pouvoir bien identifier la cathode et l’anode de la diode car sans cette information on va plus savoir quel borne est branche au pôle charge négativement et vice versa. 13. Redressement demi-onde (Half Wave Rectifier) : On alimente le même circuit avec une tension Vin sinusoïdale de Vpp = 7 V et une fréquence de 1kHz en considérant la tension aux bornes de la résistance Vout. On obtient : Expérimentalement : On remarque que la partie négative du signal s’est annulée du a la diode rentrant dans le mode inverse quand polarisée négativement et un pic de 3 V du au potentiel de barrière de la diode à peu près 0.5 V dans ce cas. 6 Université La sagesse Faculté d’Ingénierie Polytech – Beirut Théoriquement (simulation) : Les mêmes résultats mais avec un pic de 2.864V du au potentiel de barrière de la diode à peu près 0.636 V dans ce cas (due à l’erreur et l’utilisation d’un autre modèle de diode) 4. Conclusion : La diode fonctionne selon deux modes : mode directe et mode inverse. Pour mettre la diode en mode directe il faut que l’anode soit branche au pôle chargé positivement de la source et la cathode à l’autre chargé négativement et que la différence de potentiel entre l’anode et la cathode dépasse un certain potentiel de barrière (entre 0.55 V et 0.6 dans ce cas) où le courant effectue un saut remarquable pour augmenter et le même pour la résistance interne AC mais qui diminue pour tendre vers 0 c’est pourquoi elle est appelée « résistance dynamique ». Alors plus que la tension directe s’élève plus que la conductivité de la diode s’élève et se comporte comme un court-circuit. 7 Université La sagesse Faculté d’Ingénierie Polytech – Beirut Pour mettre la diode en mode inverse il faut inverser le branchement. Dans ce mode la diode ne conduit qu’un très petit courant négligeable qui diminue encore en augmentant la tension au contraire de la résistance interne qui augmente pour tendre à l’infini avec la tension. C’est pourquoi on appelle cette résistance aussi une « résistance dynamique ». Alors plus que la tension inverse s’élève plus que la conductivité de la diode se baisse et se comporte comme un circuit ouvert. Tout cela peut être représenté par la courbe caractéristique comprenant les deux modes de fonctionnement. Il est important de savoir la polarisation du multimètre si on souhaite d’identifier la cathode et l’anode de la diode. Le processus est simplement de brancher l’ohmmètre avec n’importe quel pole de la diode pour mesurer la résistance interne en obtenant une valeur presque nul on déduit que la diode est en mode directe et le pôle branché à la borne chargée négativement est la cathode et l’autre est l’anode ; en obtenant une valeur très grande on déduit que la diode est en mode inverse et le pôle branché au borne chargé négativement est l’anode et l’autre est la cathode. Pour effectuer un Redressement demi-onde il suffit de mettre la diode en série avec une résistance qui va être considérée comme la sortie. 8 uploads/Litterature/ tp-3 1 .pdf