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Fonctionnement simultané de deux diodes

Posté par
alexyuc
20-09-12 à 23:18

Bonjour,

J'aimerais que l'on m'explique un problème que j'ai dans un exercice, issu du concours E3A.
En fait, je n'ai vu que très peu les diodes en cours, et la question (expliquer pourquoi les deux diodes ne peuvent pas être simultanément dans le même état), ne me donne pas d'idée sur ce que je dois faire.

Les comparer à un interrupteur ouvert ou à un fil ?
Leur intensité nulle ou non nulle ? Leur tension nulle ou non nulle ?

Je ne sais pas qu'est-ce que je suis censé démontrer dans cette question...

En vous remerciant de votre aide !

Cordialement,

Alex

Fonctionnement simultané de deux diodes

Edit Coll : image recadrée

Posté par
Marc35
re : Fonctionnement simultané de deux diodes 21-09-12 à 12:18

Bonjour,
Pour qu'une diode conduise, il faut que la tension Vanode - Vcathode > 0.
Pour qu'elle conduise de manière "significative", il faut que cette tension soit supérieure à une tension dite "tension de seuil".
Si U = VA - VB est positive, la diode Da va conduire et la diode Db est bloquée.
Si U = VA - VB est négative, la diode Db va conduire et la diode Da est bloquée.
Donc les deux diodes ne peuvent pas simultanément dans le même état.

Posté par
alexyuc
re : Fonctionnement simultané de deux diodes 22-09-12 à 13:09

Merci beaucoup pour ta réponse.
Si j'en suis tes explications, dans ce cas, si U est positive et que Da conduit, cela veut dire que l'anode de Da est au point A et sa cathode au point B ? Et ainsi on a bien VA-VB>0 ?

Posté par
alexyuc
re : Fonctionnement simultané de deux diodes 22-09-12 à 13:36

Excusez moi pour le double post, mais en fait j'ai vu brièvement deux cas pour les diodes.

Soit la tension UD0 et iD=0 dans ce cas elle est bloquée et se comporte comme un interrupteur ouvert.

Soit la tension UD=0 et iD0 et dans ce cas elle est en état passant et se comporte comme un fil.

Donc si VA-VB>0 Db0 et est bloquée, et on a donc UDa=0 et passante.
Si VA-VB<0 Da est bloquée et on a UDa0

Je n'arrive pas à relier cette définition avec votre explication sur Vanode-Vcathode>0 pour que la diode soit conductrice.

Posté par
Marc35
re : Fonctionnement simultané de deux diodes 22-09-12 à 23:42

UD = 0 pour une diode, c'est un peu simpliste...
Dans le schéma de la diode, la barre représente la cathode.
Il faut que la tension d'anode soit supérieure à la tension de cathode pour que la diode soit passante. Dans le cas contraire, elle est bloquée. Autrement dit, pour qu'une diode soit passante, il faut que la tension Vanode - Vcathode > 0 . Pour une diode au silicium, il faut que la tension Vanode - Vcathode > 0,6 V  pour qu'elle soit conductrice de façon "significative".
En particulier, pour une tension nulle, la diode n'est pas conductrice à cause de la tension de seuil que j'ai évoquée. Une diode conductrice, ce n'est pas vraiment un fil... C'est totalement simpliste de dire ça.
VA-VB > 0 ==>  Da conductrice, Db bloquée
VA-VB < 0 ==>  Db conductrice, Da bloquée

Posté par
alexyuc
re : Fonctionnement simultané de deux diodes 23-09-12 à 21:04

Ah oui, je comprends tout à fait. Seulement dans notre cours, c'est bien ce qu'on a fait.. :S

UD = 0 et la comparaison fil/interrupteur ouvert. Je suppose que c'est parce que c'est le début d'année et que comme dit notre prof (la diode n'est plus au programme de sup donc on voit ses bases en spé...).

Merci pour l'aide

Posté par
alexyuc
Ampli op, tension +Usat, -Usat, en fonction de T1... 23-09-12 à 21:16

Bonjour,

Je continue un exercice du concours E3A 2009, pour lequel j'ai un circuit comme celui sur l'image en annexe.

En étudiant uniquement le circuit avec les diodes et le condensateur, j'ai défini la tension U_c(t) comme suit :

Pour 0<t<T1 : U_e(t)=E

U_c(t)= E(1-e^{\frac{-t}{\tau_a}})\tau_a = R_aC_h (C_h étant la capacité du condensateur).

Pour t>T1 : U_e(t)=0

U_c(t)= E(1-e^{\frac{-T1}{\tau_a}})e^{\frac{T1-t}{\tau_b}}  où \tau_b=R_bC_h

Ensuite, on fait varier U_e(t) comme il est montré dans le diagramme joint au circuit.

On demande, "Expliciter la condition reliant \tau_a=R_aC_h et la durée T1 pour que la tension U_1(t) en sortie de l'AO1 puisse basculer de +U_{SAT} à -U_{SAT} durant la phase où U_e=E."

Je sais que pour qu'on ait -U_{SAT} en sortie de l'AO1 on doit avoir V_e^+ - V_e^- < 0

A partir de ça, j'ai simplement pu en déduire, grâce à Millman, que \tau_a < \frac{1}{j\omega}

Ce qui n'apporte en rien une relation avec T1.
Auriez-vous des idées ?

Merci beaucoup. Cordialement,

Alex

Ampli op, tension +Usat, -Usat, en fonction de T1...

*** message déplacé ***

Posté par
alexyuc
Ampli op, tension +Usat, -Usat, en fonction de T1... 23-09-12 à 21:34

Bonjour,

Je continue un exercice du concours E3A 2009 (je me permets de faire un nouveau topic, car cette question n'est plus en lien avec la question postée sur un autre topic), pour lequel j'ai un circuit comme celui sur l'image en annexe.

En étudiant uniquement le circuit avec les diodes et le condensateur, j'ai défini la tension U_c(t) comme suit :

Pour 0<t<T1 : U_e(t)=E

U_c(t)= E(1-e^{\frac{-t}{\tau_a}})\tau_a = R_aC_h (C_h étant la capacité du condensateur).

Pour t>T1 : U_e(t)=0

U_c(t)= E(1-e^{\frac{-T1}{\tau_a}})e^{\frac{T1-t}{\tau_b}}  où \tau_b=R_bC_h

Ensuite, on fait varier U_e(t) comme il est montré dans le diagramme joint au circuit.

On demande, "Expliciter la condition reliant \tau_a=R_aC_h et la durée T1 pour que la tension U_1(t) en sortie de l'AO1 puisse basculer de +U_{SAT} à -U_{SAT} durant la phase où U_e=E."

Je sais que pour qu'on ait -U_{SAT} en sortie de l'AO1 on doit avoir V_e^+ - V_e^- < 0

A partir de ça, j'ai simplement pu en déduire, grâce à Millman, que \tau_a < \frac{1}{j\omega}

Ce qui n'apporte en rien une relation avec T1.
Auriez-vous des idées ?

Merci beaucoup. Cordialement,

Alex

Ampli op, tension +Usat, -Usat, en fonction de T1...

*** message déplacé ***

Posté par
Marc35
re : Fonctionnement simultané de deux diodes 24-09-12 à 12:41

Dans cet exemple, on est obligé de considérer les diodes comme des interrupteurs ouverts ou fermés.
Si on réalise le montage, il est probable (voire même certain) que les résultats obtenus seront légèrement différents.
L'AOP étant en boucle ouverte, la tension est au maximum ou au minimum appelés ici respectivement  +U_{SAT}  et  -U_{SAT} .
Quand  v^+\,-\,v^-\,>\,0 , la sortie est à  +U_{SAT} .
Quand  v^+\,-\,v^-\,<\,0 , la sortie est à  -U_{SAT} .
Autrement dit la valeur absolue d ela tension d esortie est toujours U_{SAT}  et le signe de la tension de sortie est le signe de  v^+\,-\,v^- .
Au départ, le condensateur n'est pas chargé, je présume... Donc v^-(0)\,=\,0 .
On a  v^+\,=\,\frac{E}{2}  pour  0\,\le\,t\,\le\,T_1
Donc  U_1\,=\,+U_{SAT}  puisque  v^+\,>\,v^- .
On a :  v^-\,=\,E(1-e^{\frac{-t}{\tau_a}})  où  \tau_a = R_aC_h  pour 0 < t < T1 .
Il y aura basculement quand  v^+\,=\,v^-  ou v- légèrement supérieur à v+ .
Donc :
E(1-e^{\frac{-t}{\tau_a}})\,=\,\frac{E}{2}
e^{\frac{-t}{\tau_a}}\,=\,\frac{1}{2}
\frac{-t}{\tau_a}\,=\,-\,ln 2
t\,=\,\tau_a\,\,ln\,2
Donc  v^-  va atteindre  \frac{E}{2}  à  t\,=\,\tau_a\,\,ln\,2 .
Donc, pour que cela arrive pour  0 < t < T1 , on doit avoir :
\tau_a\,\,ln\,2\,<\,T_1

Posté par
alexyuc
re : Fonctionnement simultané de deux diodes 26-09-12 à 20:37

En effet je comprends mieux le raisonnement.
En fait, j'étais parti en faisant du Théorème de Millman en V- au lieu de prendre la tension de Uc comme valeur d'entrée.
Par la suite, on me demandait de calculer T_2 l'instant où il y a basculement, en fonction de \tau_a.

J'avais bien trouvé T_2 = ln2\tau_a avec le même calcul que celui que vous avez montré.

Cependant, cette question étant après celle "trouver \tau_a en fonction de T_1" était avant, donc je ne savais pas si j'avais le droit d'utiliser une égalité trouvée plus tard...

Merci pour toutes ces précisions. Sujet clos donc ! Désolé pour le double post précédent, j'ai cru à un bug en ne voyant pas le message et l'ai posté 2 fois.

Bonne soirée à vous

Posté par
Marc35
re : Fonctionnement simultané de deux diodes 26-09-12 à 21:01

OK... Bonne soirée...



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