Stabilisation par diode zener - Cours de mathématiques de

II- STABILISATION AMONT
TP N° 16
STABILISATION DE TENSION PAR DIODE ZENER
On dispose d’une source idéale de tension ( R0 = 0 ) mais dont la f.e.m. E fluctue
de 9 à 15 Volts.
On veut alimenter une résistance RC = 100 Ω avec une tension US ≈ 5,5 V stabilisée.
OBJECTIFS
1- Calculer la valeur de RP qui permettra de ne pas dépasser IZ MAX.
Remarques : IZ est maximal lorsque E = 15 Volts et lorsque RC est débranchée.
- Connaître la caractéristique I = f(U) d'une diode zener.
- Savoir polariser la diode zener (détermination de la valeur de RP) pour les deux types de
stabilisation (amont et aval).
- Mesurer l'efficacité de la stabilisation.
2- Dessiner, câbler et faire vérifier le montage avec la bonne valeur de RP.
3- Tracer la courbe US = f ( E ) et calculer le coefficient de stabilisation k= ∆US / ∆E.
I- INTRODUCTION
4- Conclure sur l’efficacité de cette stabilisation (donner l’origine des imperfections).
Pour obtenir une tension stable en sortie d’un générateur, on interpose une diode zener
entre celui-ci et le récepteur.
La résistance RP servira à
polariser la diode, c’est à dire
respecter son domaine
d’utilisation ( IZ MAX , IZ MIN ... ).
RP
I
A
IC
→ 8 pts (2+2+2+2)
B
III- STABILISATION AVAL
IZ
R0
Faire vérifier
US
Cette fois on dispose d’une source de tension constante E= 12 V mais non idéale ( résistance interne R0 = 27 Ω ).
On veut alimenter une charge de résistance variable sous une tension constante US ≈ 5,5 V.
RC
E
1- Dessiner, câbler et faire vérifier le montage sans utiliser la diode zener ni RP.
M
Générateur
Récepteur
2- Faire les mesures ( 3 ou 4 points ) et tracer la courbe US = f ( IC ) (tension non
stabilisée par la diode Zener) pour IC < 100 mA.
Montrer la nécessité d'une stabilisation de tension.
On veut stabiliser la tension US à une valeur proche de 5,5 Volts, on va donc utiliser une
diode zener de 5,6 V.
3- Calculer la valeur de RP qui permettra de ne pas dépasser IZ MAX.
Remarque : IZ est maximal lorsque IC = 0.
1- Calculer le courant maximal IZ MAX qui pourra traverser la diode sachant qu’elle peut
dissiper au maximum Pmax = 550 mW.
IZ (A)
2- Le graphe UZ =f (IZ) pour la diode
zener 5,6V est représenté ci-contre :
4- Insérer la diode zener et la résistance RP dans le montage.
0,1
IZ
0,08
5- Faire les mesures et tracer la nouvelle courbe US = f ( IC ) pour 0 < IC < 100 mA.
0,06
UZ
0,04
6- Expliquer pourquoi au delà d’une certaine valeur de IC , la tension n’est plus stabilisée.
0,02
Expliquer pourquoi la diode zener
sera utilisée dans le sens "bloqué".
UZ
0
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1-0,02 0
-0,04
Faire vérifier → 3points (2+1)
1
2
(V)
Faire vérifier
→ 9 pts (1+2+2+0+2+2)
-0,06
-0,08
-0,1
1° STI Electronique ( Physique Appliquée ) Christian BISSIERES http://cbissprof.free.fr
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