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LES DIODES
Une diode est un dipôle (un bipède électronique), qui a un sens de branchement. Elle
existe sous plusieurs formes, avec une tension de référence, à partir de laquelle, le
courant qui la traverse peut s’envoler, la tension restant fixe, et la diode se comporte
presque comme un fil.

A. LA DIODE A JONCTION
1. Définition

Une diode à jonction est un semi-conducteur unidirectionnel en tension et en

courant. Son rôle principal est de ne laisser passer le courant électrique que dans un seul
sens.

2. Symbole

On représente la diode à jonction par les symboles suivantes :

Figure 1 : Symboles d’une diode à jonction

3. Constitution d’une diode à jonction

Une diode à jonction est composée de matériaux semi-conducteur (le silicium et le

germanium) sur lequel on crée une jonction en dopant différemment deux zones (zone
P et zone N). La fonction diode a existé bien avant l'arrivée du silicium : on utilisait
alors des diodes à vide (les lampes ou tubes) dont le fonctionnement était basé sur l'effet
thermoélectronique. Le silicium a apporté une amélioration de la fiabilité du

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composant, une réduction de son encombrement, une plus grande simplicité d'utilisation
et une réduction de prix.

En ajoutant des impuretés qui modifient le comportement électrique de la substance, on

crée ainsi une jonction dénommée, jonction PN.

4. Caractéristique électrique de la diode à jonction

La caractéristique courant-tension d’une diode à jonction est représentée par la courbe

ci-dessous :

Figure 2 : Caractéristique U=f(I) (Polarisation directe et inverse)

a) Polarisation directe

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Lorsque le potentiel de l’anode est positif VAK = 0 et i > 0 et supérieur à celui de la

cathode, la polarisation est en directe : On dit que la diode est passante. Elle se
comporte comme un interrupteur fermé.

b) Polarisation inverse

Lorsque le potentiel de l’anode est inferieur à celui de la cathode la diode est polarisée
en inverse. On dit que la diode est bloquée. Elle se comporte comme un interrupteur
ouvert et VAK > 0 et i = 0.

LA DIODE ZENER
A. Définition
Une diode zener encore appelée stabilisatrice est un composant dont les propriétés sont
semblables à une diode à jonction. La différence est que la diode zener laisse passer le
courant inverse lorsque celui-ci dépasse le seuil de la tension zener. Elle peut être
polariser dans les deux sens.

B. Symbole
On représente la diode zener par ses symboles normalisés suivants :

C. Principe de fonctionnement
Elle se résume dans sa caractéristique courant-tension :

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Figure 3 : Caractéristique courant-tension d’une diode zener

La caractéristique courant-tension de la diode zener résume ses phénomènes.

 Sens direct VAK > 0 : la diode zener se comporte comme une diode à jonction
 Sens inverse VAK < 0 :
- Si VAK < 0 à VZ ; IZ = 0 : la diode zener est bloquée.
- Si VAK > 0 à VZ ; IZ > 0 : la diode zener conduit le courant ; c’est-à-dire
passante et la tension à ses bornes est fixée à la valeur de la tension zener.

La diode zener est principalement utilisé pour sa propriété de maintenir une tension
constante à ses bornes. Nous avons :

 Les circuits de stabilisation de tension : ses circuits permettent d’obtenir une

tension de sortie constante malgré une variation de la consommation de la tension
d’entrée.
 Les circuits générateurs de tensions de fréquences : ses circuits permettent
d’obtenir à un endroit précis une tension qui ne change pas et qui devient une
tension de référence car elle reste fixe malgré une variation de plusieurs
phénomènes comme la température, la consommation de courant etc…

Nous distinguons également autres types de diodes à savoir :

 Les diodes électroluminescentes (DEL) : ce sont des diodes qui émettent de la
lumière lorsqu’elles sont parcourues par un courant électrique.

 Les diodes Shottky : elle procède une chute de tension directe réduite à environ
2,3 m tandis que leur vitesse de consommation est très élevée.

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 Les diodes transil : Encore appelées diodes de suppression de tension transitoire,

ce sont des composants destinés a protégé des circuits grâce aux même effet
d’avalanche qu’une diode zener.

 Les diodes laser : elles émettent une lumière monochromatique qui est
notamment utilisée pour transporter un signal de télécommunication sur fibre
optique.

 Les photodiodes : elle génère un courant à partir d’une source lumineuse. Son
courant est proportionnel à sa luminosité et permet donc d’effectuer des
opérations spécifiques.

 Diodes Gunn : c’est une diode dont la propriété permet de réaliser des
oscillateurs harmoniques.

 Diode PIN : elle offre une impédance dynamique très faible et est polarisée dans
le sens inverse (bloqué) avec une très faible capacité.

 Diodes à effet de tunnel : elle présente une résistance négative sur une faible
zone de tension directe. Sa caractéristique est exploitée pour réanimé des
oscillateurs

 Diode à vide : elle est l’ancêtre des diodes à semi-conducteur. Elle utilise un
tube à vide (tube électronique).

 Les diodes varicap : on utilise la variation de la capacité de jonction avec la

polarisation inverse dans des oscillateurs ou des circuits d'accord. On fait alors
facilement varier la tension d'oscillation ou d'accord en modifiant la tension de
polarisation.
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Figure 4 : Symboles des différentes diodes

LES AMPLIFICATEURS OPERATIONNELS

A. Définition
Un amplificateur opérationnel est un circuit intégré formé d’une multitude de
composants électronique élémentaire qui amplifie une différence de potentiel (tension)
électrique présente à ces entrées. Ces composants électroniques élémentaires sont : les
résistances, les transistors, les condensateurs, les diodes formants un circuit complexe
et intégré dans un boitier.

B. Symbole

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Figure 5 : Symboles américain d’un amplificateur opérationnel.

Figure 6 : Symbole européen d’un amplificateur opérationnel.

C. Brochage
L’A.O. possède :
Deux entrées :
broche IN+ (ou e+) : entrée «non inverseuse»
broche IN- (ou e-) : entrée «inverseuse».
Une sortie :
broche OUT (ou s).
Deux broches d’alimentation :
broche Vcc+ : alimentation en tension continue
positive. broche Vcc- : alimentation en tension
continue négative.

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Figure 7 : Brochage d’un amplificateur opérationnel

D. Caractéristique de transfert Vs= f (ε)

La tension de sortie dépend directement de la tension différentielle d’entrée

Figure 8 : Caractéristique de transfert d’un amplificateur opérationnel

Ces amplificateurs sont conçus pour avoir un gain en mode commun aussi faible que
possible afin de ne pas amplifier les signaux présents sur les deux entrées à la fois (mode
commun) et qui correspondent en général à un bruit parasite.

La tension de sortie varie entre les valeurs extrêmes –Vsat et +Vsat (tensions de
saturations) qui sont légèrement inférieures aux tensions d’alimentation. Le gain étant
très grand, la saturation de la sortie est obtenue pour des d’entrée très faibles. Exemple
: Pour Vsat = 12V et μ = 105 ; ε = 0,12mV.

E. Mode ou régime linéaire

Dans ce mode de régime on observe une contre réaction négative (la sortie est reliée à
l’entrée inverseuse). Dans ce cas la tension sera négligeable V+ = V- alors V = 0 et -Vcc
< Vs < +Vcc
F. Mode ou régime non linéaire

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Il n’y a pas de contre réaction négative. Dans ce cas l’AOP fonctionne en saturation.
La sortie ne peut prendre que deux valeurs : +Vsat ou -Vsat
Si V+ > V- alors V > 0 et Vsat = + Vcc
Si V+ < V- alors V < 0 et Vsat = - Vcc

L’amplificateur opérationnel est un composant très présent dans les montages

analogiques :
 Réalisation des filtres actifs : les filtres à base d’AOP permettent d’atteindre des
précisions plus importantes que les filtres passifs.

 Amplificateur de signaux : L’AOP est à la base de nombreux schéma

permettant le conditionnement des capteurs. On parle alors de
l’instrumentalisation.

 Réalisation de calcul analogique : l’AOP peut être utilisé pour effectuer des
calculs analogiques : addition, soustraction, gain, multiplication,
intégration/dérivation. Il est utilisé aussi en automatique pour réaliser des
asservissements, des PID etc.