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une diode est une jonction P-N  (voir théorie des semi-conducteurs)
La diode - modèle simplifié
La diode est un élément qui ne laisse passer le courant que dans un sens (celui de la
flèche). Elle peut être comparée à un interrupteur : fermé - sens passant - ou ouvert
- sens bloquant.
La diode - modèle réel
En réalité la diode n'a pas un comportement aussi simple que celui décrit ci-dessus.
Si la tension à ses bornes est petite ( env. 0,1 V) elle ne laisse passer que très peu
de courant. Celui-ci va augmenter légèrement jusqu'à une tension de seuil qui vaut:
- pour une diode au silicium : 0,7 [V]
- pour une diode au germanium : 0,3 [V]
Ces valeurs sont fixées arbitrairement. Il ne s'agit que d'une tension à partir de
laquelle le courant n'est plus négligeable; il n'y a aucune coupure dans la courbe I =
f(Udiode)
courbe I = f(Udiode) - (selon la manipulation suivante) :
La résistance de la diode varie en fonction du courant. Si le courant augmente, R
augmente aussi et la tension aux bornes également.
Pour les calculs nous admettons une tension de seuil constante.
Si Ud < 0,7 V I = 0
Si I > 0 -> Ud = Us
La diode est souvent utilisée dans des redresseurs. |
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La diode zener est un élément constitué d'un cristal semi-conducteur dont le dopage est
supérieur à celui d'une diode traditionnelle.
Alimentée en sens direct, la diode zener a le comportement d'une diode traditionnelle.
Alimentée en sens inverse, la diode zener devient conductrice qu'à partir d'une tension
définie à l'avance (tension zener).
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Les varistances CTP sont aussi appelées thermistances.
Les thermistances sont des éléments dont la principale caractéristique est de changer
fortement de résistance lorsque la température varie (on distingue deux sortes de
thermistance : les CTP et les CTN ).
Les PTC (ou CTP - coefficient de température positif) ont un coefficient de
température a fortement positif. Ce qui implique qu'une augmentation de la température
engendre une augmentation de la résistance.
 Dans ce
graphique on constate que dans les basses températures la PTC présente d'abord un
coefficient de température légèrement négatif. Puis il devient positif. La
température mesurée est celle de l'élément donc soit la température ambiante, soit
celle due a un échauffement par le passage des électrons.
emploi des thermistances
Lors de l'emploi des thermistances, il faut faire attention à la quantité de courant
qui traverse l'élément. Un grand courant va créer un échauffement de la PTC et
provoquer par là-même une variation de sa résistance. On distingue donc 2 modes de
fonctionnement :
- 1) mesure de la température ambiante (petit courant) - mesure de la
température, stabilisation de circuit électronique, protection d'appareil, etc.
- 2) mesure du courant (grand courant) - relais retardé statique, temporisation,
protection d'appareil, etc.
Note : la valeur des varistances variant, il faut impérativement avoir une
résistance (impédance) en série pour éviter qu'un courant de "court-circuit"
- ou simplement trop important pour l'élément - puisse s'établir lorsque la résistance
est minimum.
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LES VARISTANCES CTN OU NTC |
Les NTC (ou CTN - coefficient de température négatif) ont un coefficient de
température a fortement négatif. Ce qui implique qu'une diminution de la température
engendre une augmentation de la résistance.
 Dans ce
graphique on constate que plus la température augmente, plus la résistance diminue. Le
coefficient de température a est donc négatif. Comme pour la PTC, la température
mesurée est celle de l'élément donc soit la température ambiante, soit celle due a un
échauffement par le passage des électrons.
emploi des thermistances
Lors de l'emploi des thermistances, il faut faire attention à la quantité de courant
qui traverse l'élément. Un grand courant va créer un échauffement de la CTN et
provoquer par là-même une variation de sa résistance. On distingue donc 2 modes de
fonctionnement :
- 1) mesure de la température ambiante (petit courant) - mesure de la
température, stabilisation de circuit électronique, protection d'appareil, etc.
- 2) mesure du courant (grand courant) - relais retardé statique, temporisation,
protection d'appareil, etc.
Note : la valeur des varistances variant, il faut impérativement avoir une
résistance (impédance) en série pour éviter qu'un courant de "court-circuit"
- ou simplement trop important pour l'élément - puisse s'établir lorsque la résistance
est minimum
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Appelée également photorésistante, la LDR (Light Dépendant Resistor) réagit à la
lumière. Lorsque la photorésistante est placée à l'abri de la lumière, sa résistance
est très grande (quelques Megaohms).Et si on place cet élément sous un éclairement
intense, sa résistance diminue fortement (quelques W).
 Une LDR est un
cristal semi-conducteur tel que sulfure de cadmium (Cds) ou du sélénure de cadmium
(CdSe) ou du tellure de cadmium (CdTe), etc..
Les LDR sont utilisée comme commutateur d'obscurcissement- , surveillance de flamme
(chauffage), interrupteur sans crachement, barrières lumineuses, etc...
Note : la valeur des varistances variant, il faut impérativement avoir une
résistance (impédance) en série pour éviter qu'un courant de "court-circuit"
- ou simplement trop important pour l'élément - puisse s'établir lorsque la résistance
est minimum.
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Les VDR (Volt Dépendant Resistor) ont comme particularité de voir leur résistance
fortement diminuer lorsque la tension à ses bornes augmente.
 Les VDR sont
constituée de grains de carbure de silicium. Elles sont utilisées pour la stabilisation
de tension, protection d'appareils contre les surtensions, parafoudre HT et BT, extinction
d'étincelles, etc...
Elles sont souvent utilisées dans des circuit comprenant des relais. Placées en
parallèle au relais, elle court-circuitent la surtension qui apparaît”t lors de
l'interruption du circuit d'alimentation du relais
Note : la valeur des varistances variant, il faut impérativement avoir une
résistance (impédance) en série pour éviter qu'un courant de "court-circuit"
- ou simplement trop important pour l'élément - puisse s'établir lorsque la résistance
est minimum.
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 Le
thyristor est un composant semi-conducteur de type PNPN.
Il est composé d'une anode (A), d'une cathode (K) et d'une gâchette (G).
Le thyristor ne conduit que dans le sens anode - cathode. Il a la particularité de se
mettre en conduction seulement après avoir reçu une impulsion de courant sur la
gâchette. Il continue de conduire même si le courant de gâchette disparaît. Il ne
passe à l'état bloqué qu'après une diminution du courant anode - cathode à une valeur
négligeable (env. 2% de Inom).
Alimenté en alternatif, le thyristor ne fonctionne que pour la polarité positive. Une
impulsion de la gâchette lorsque la tension est inverse ne sera d'aucun effet.
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 Son
symbole est celui de deux diodes antiparallèles .
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modèle simplifié
Le diac fonctionne comme 2 diodes zener dans un
couplage anti-série. Il conduit dans les deux sens seulement à partir d'une certaine
tension à ses bornes. |
modèle réel
Le diac conduit, quelque soit le sens de la polarité de la tension à ses bornes, à
partir d'une tension de seuil.
Dès la conduction est établie, le courant augmente et la tension à ses bornes
diminue. |
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Utilisation du diac : commutateur de seuil
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Son symbole ressemble à celui du diac avec, en plus,
une entrée de commande.
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Fonctionnement du triac:
Le Triac peut être comparé à 2 thyristors dans un
couplage antiparallèle
La conduction peut se faire dans les deux sens. Avec une impulsion sur la gâchette, on
rend le triac conducteur.
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Le passage à 0 du courant principal rend le triac bloquant.
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Utilisation du triac : graduateur de vitesse, variateur de lumière,
etc...
note: le courant à travers un triac n'est plus sinusoïdal. Les lois de
l'alternatif ne peuvent plus être utilisées. Les appareils de mesure doivent être de
type TRMS.
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Le transistor est constitué d'un cristal semi-conducteur soit de type NPN soit de type
PNP. Il peut être comparé à une source de courant (Ic) commandée par une
tension (UBE).
Description:
- Dénomination des lettres:
- C = collecteur - Ic= b.IB
- B = base - IE=Ic+IB
- E= Emetteur UCE=UCB+UBE
- b(bêta) indique le gain
Simplification du Schéma (type NPN)
 Cette
simplification permet de mieux comprendre le fonctionnement du transistor. Nous pouvons
représenter les liaisons de type PN par des diodes
et la liaison collecteur-émetteur par une source de courant. Lorsque la tension aux
bornes d'une des diodes est plus grande que 0,7 V, elle conduit et un courant b fois plus
grand IB peut circuler à travers la source.
Cette simplification est également valable pour un transistor de type PNB si l'on
prend garde d'inverser le sens des diodes.
Lorsque la tension UBE est positive et plus grande que 0,7 V, un courant de base
circule de B à E; ainsi qu'un courant de collecteur de C à E.
Remarque. Le sens de la flèche sur le symbole du transistor indique le sens du courant
de base et celui du courant de émetteur.
Mode de fonctionnement:
Il existe 4 possibilités de fonctionnement du transistor:
a) UBE
< 0,6 [V]: (mode
bloqué)
la tension UBE n'est pas assez importante pour permettre le passage du courant
de base IB donc les courants IC et IE
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c)UBE >
0,8[V]: (saturation)
Le courant qui peut passer à travers le transistor n'est pas infini. Lorsque l'on
augmente trop le courant IB, celui-ci n'est plus proportionnellement amplifié
car il y a saturation.
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b) 0,6
< UBE < 0,8 [v]:(normal direct)
Sur le graphe I=f(U) de la diode, nous constatons qu'à une petite variation de tension
correspond une grande variation de courant. Dans le transistor, ces variations du courant
IB sont amplifiées pour engendrer un courant IC b fois plus grand. (b=100 à
1000).
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d) UBE < - 0,8[V]: (normal
inverse). |
Il est également possible d'alimenter le transistor avec une tension UBC
> 0,6[V]. Le courant de collecteur sera alors
IC = IB + IE
.
Le gain b sera seulement de 1 à 10.
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note: Lorsqu'il faut annuler une source (voir la superposition)
on supprime le cercle ou le losange de la source. Une source de tension
(commandée ou pas) sera toujours remplacée par un pont et une source de courant
(commandée ou pas) le sera par un circuit ouvert ( attention les résistances internes
font encore partie du circuit).
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