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Travaux pratiques TP22 – Diode Physique : PC
Laurent Pietri ~ 1 ~ Lycée Joffre - Montpellier
XXII – Etude d’une diode
Le but de ce TP est de caractériser un composant non linéaire :
la diode. Le compte-rendu doit être complet pour se suffire à
lui-même : objectifs, description des expériences et conditions
expérimentales non décrites dans l’énoncé, mesures brutes,
observations, traitement des résultats (courbes), interprétation.
Soignez sa présentation !
I – Caractéristique i=f(u) d’une diode I-1) Caractéristique
statique On désire réaliser la caractéristique statique (point par
point) i=f(u) de la diode à l’aide du montage suivant :
- Proposer un montage permettant de relever les valeurs de u et
i aux bornes de la diode - Relever la caractéristique statique de
la diode de -5V à +5V.
Appelez le professeur I-2) Caractéristique dynamique
a) Présentation du problème On désire réaliser la
caractéristique dynamique i=f(u) de la diode à l’aide d’un GBF en
régime sinusoïdal et de
l’oscilloscope avec une résistance R=100Ω.
- Quel est le problème pour représenter i=f(u) à l’aide d’un
oscilloscope classique. Quelles solutions pouvez-vous
proposer ?
Matériel à disposition : - 1 Oscilloscope numérique Keysight
avec câbles coaxiaux, et T… - 1 GBF1 Multimetrix XG2102 - 2
multimètres. - 1 transformateur dit d’isolement 6V/24V ou 1
oscilloscope différentiel. - 1 interface Sysam-SP5 avec son
ordinateur équipé de Latis-Pro. - 1 plaque « Labdec » - 1
alimentation +15/0/-15V - 1 alimentation continue RAD88 - 6 diodes
N4007 ou 6 diodes 1N4148 - Une boîte de composants (Résistances,
fils de connexion…) - 1 boîte à décade. - Les notices des
différents appareils de mesure.
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b) Transformateur d’isolement (réalisé par votre professeur) -
Afin d’éliminer de problème on va utiliser un transformateur
d’isolement.
o Relier le GBF à l’entrée 6V. o Utiliser la sortie nommée 24V
pour alimenter le circuit R-diode.
Ce système permet d’avoir une masse dans le circuit dit primaire
« 6V » et une pour le circuit dit secondaire « 24V ».
Proposer un montage permettant de relever les valeurs de u et
𝑢𝑢𝑅𝑅. Dessiner les voies de l’oscilloscope et la masse sur
votre compte-rendu. - On choisit un signal sinusoïdal de
fréquence 50Hz et d’amplitude « maximale ». Représenter la
caractéristique
dynamique à l’aide de l’oscilloscope. - Comparer les FFT du
signal d’entrée et du signal aux bornes de la diode. Caractérisez
le comportement de la
diode. - Augmenter la fréquence. Conclure sur le comportement
fréquentiel de la diode.
c) Utilisation d’un oscilloscope différentiel - Réaliser le
montage suivant :
- Représenter la caractéristique dynamique de la diode. -
Augmenter la fréquence. Conclure sur le comportement fréquentiel de
la diode.
Appelez le professeur
Il y a trois solutions récurrentes pour obtenir la
caractéristique dynamique d’une diode : - Utilisation d’un
transformateur d’isolement afin d’isoler la masse du GBF dans le
circuit primaire et de
permettre de positionne la masse du circuit secondaire à
l’endroit voulu sans court-circuiter les composants. Le souci de
cette méthode c’est qu’avec un GBF les courants engendrés au
primaire peuvent détériorer le GBF afin d’obtenir une
caractéristique intéressante au secondaire.
- Utilisation d’un oscilloscope différentiel qui s’utilise dans
le principe comme un voltmètre. On va utiliser cette technique.
- Utilisation d’une interface type Latis-Pro qui à l’aide de la
feuille de calcul permettra tout de même de tracer la bonne
caractéristique.
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Laurent Pietri ~ 3 ~ Lycée Joffre - Montpellier
I-3) Tension de seuil Un des modèles théoriques d’une diode est
le suivant :
Où 𝑉𝑉𝑑𝑑 est la tension de seuil de la diode et 𝑟𝑟𝑑𝑑 sa
résistance dynamique, en déduire ces deux valeurs pour votre
diode.
II – Conformateur à diode II-1) Principe
On réalise le montage ci-dessus afin de transformer un signal
triangulaire en signal sinusoïdal. Soit 𝑉𝑉𝑒𝑒 = 𝐴𝐴𝐴𝐴 sur
[0;𝑇𝑇/4]. - Que devient la tension aux bornes des résistances
𝑅𝑅𝑖𝑖 quand l’une des diodes est passante ?
o Si la tension de seuil est nulle. o Si la tension de seuil
𝑉𝑉𝑑𝑑 est non nulle.
- Démontrer qu’il y a trois phases de fonctionnement entre 𝐴𝐴 =
0 𝑒𝑒𝐴𝐴 𝑇𝑇4 pour ce montage qui peuvent se mettre sous
la forme : 𝑣𝑣𝑠𝑠 = 𝐴𝐴𝑖𝑖𝐴𝐴 + 𝐵𝐵𝑖𝑖. - Quelle est la valeur de 𝑣𝑣𝑠𝑠
�
𝑇𝑇4� ?
II-2) Choix des résistances.
- Réaliser le montage en prenant des résistances de 1kΩ.
Observer 𝑉𝑉𝑠𝑠. Conclure. - On va faire varier les résistances de
façon à avoir un signal proche d’une sinusoïde
o Fixer : 𝑅𝑅3 = 6,8 𝑘𝑘Ω et R1 = 1𝑘𝑘Ω. o Pour R on choisira une
boîte à décades. o Pour 𝑅𝑅2 une résistance parmi : {1 − 2,2 − 6,8}
𝑘𝑘Ω.
- Relevez dans votre compte-rendu les valeurs retenues. -
Comment augmenter l’efficacité du montage ?
I – Caractéristique i=f(u) d’une diode
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/GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict >
/GrayImageDict > /JPEG2000GrayACSImageDict >
/JPEG2000GrayImageDict > /AntiAliasMonoImages false
/CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200
/MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true
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/PDFXNoTrimBoxError true /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000
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(Common) (1.0) ] /OtherNamespaces [ > /FormElements false
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/Namespace [ (Adobe) (CreativeSuite) (2.0) ]
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setdistillerparams> setpagedevice
