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Exercices corrigés

Analyse de diode Zener

  • Rappel cours.

Avant de commencer les exercices, profitez d’un petit rappel des points clés pour mieux réussir.

Stabilisation par diode Zéner :

La diode Zéner conduit le courant dans les deux sens .

▶️ Dans le sens direct:  (Positif à l’anode)

La diode Zéner se comporte comme une diode normale.

▶️ Dans le sens inverse: (Positif à la cathode)

la diode Zéner redevient passante à sa tension Zéner de fabrication (Vz)

 

  • Exercices corrigés.

Vous trouverez par la suite 3 exercices corrigés sur l’analyse de diode zener pour améliorer votre niveau en électronique.

  • Exercice N° 1 (Facile)

🔷 Exercice : Diode Zener (niveau simple)

La fiche technique d’une diode Zener donne :
Vz = 10 V  /   Iz = 50 mA   /   Rz = 10 Ω

Questions :

  1. Calculer la valeur de Vz0.
  2. Calculer la tension Vz pour : Iz = 20 mA

  • Solutions Exercice N° 1

▶️ 1. Calcul de Vz0 :

Relation :
Vz = Vz0 + Rz × Iz

👉 Vz0 = Vz − Rz × Iz
👉 Vz0 = 10 − (10 × 0,05)
👉 Vz0 = 10 − 0,5 = 9,5 V

▶️ 2. Calcul de la tension Vz pour Iz = 20 mA :

Vz = Vz0 + Rz × Iz

👉 Vz = 9,5 + (10 × 0,02)
👉 Vz = 9,5 + 0,2 = 9,7 V

  • Exercice N° 2 (Facile +)

Soient les figures suivantes :

R= 1kΩ      Vz = 6,2V      VD = 0,6V

  1. Déterminer la tension (UAB) entre les points A et B (figure 1) pour :
    1. E = 12V
    2. E = 5V

  1. Déterminer la tension (UAB) entre les points A et B (figure 2) pour :
    1. E= 5V
    2. E = -12V

  • Solutions Exercice N° 2 

1) Figure 1

Ici la diode Zener est montée en inverse (mode régulation possible)
▶️ Cas 1 : E = 12 V > Vz
Zener conduit :
👉 Si elle régule ⇒UAB = Vz = 6,2 V

▶️ Cas 2 : E = 5 V < Vz
Zener ne conduit pas ⇒ circuit ouvert ⇒ courant = 0
👉 pas de chute de tension dans R
👉 UAB = E = 5 V

2) Figure 2

Ici la diode est en direct (diode normale)
▶️ Cas 1 : E = 5 V > VD
Diode passante :
👉 UAB = VD = 0,6 V

▶️ Cas 2 : E = -12 V ⇒ IEI > Vz
👉 « La diode Zener conduit en inverse et impose une tension -Vz »
👉 UAB = -Vz = -6,2 V

 

  • Exercice N° 3 (moyenne)

Soit le montage suivant :

R = 1k      Vz = 6,2V     Rc = 2,2kΩ

  1. Calculer la tension aux bornes de la charge Rc
    1. Pour E = 12V
    2. Pour E = 8V
  2. Pour E = 12V, calculer la résistance minimale RCminde la charge pour que la tension de Rc soit stabilisée (URC = Vz)

 

  • Solutions Exercice N° 3

1) Calcul de model de Thevenin

Eth = E x Rc / ( R + Rc )

▶️ Cas 1 : E = 12 V

Eth = 12 x  1 / (1 + 2,2 ) = 8,25 V

Zener conduit à  la tension zener:
👉 URc = Vz = 6,2 V

▶️ Cas 2 : E = 8 V

Eth = 8 x  1 / (1 + 2,2 ) = 5,5 V

Zener ne conduit pas ⇒ circuit ouvert ⇒ courant = 0
👉 pas de chute de tension dans Rth
👉 UAB = Eth V

2) Calcul Rcmin

▶️Pour Rcmin⇒Ic=Icmax et Iz=Izmin
      Alors👉I=Izmin+Icmax
▶️Considérons👉Izmin≈0⇒I≈Icmax
     Donc👉Vz=Rcmin×I et I=(E−Vz)/R
      Alors👉Vz/Rcmin=(E−Vz)/R
👉Rcmin=(Vz×R)/(E−Vz)
👉Rcmin=6,2×1000/(12−6,2)=1068Ω

 

 

 

Vous pouvez consulter aussi d’autres pages :

@Diviseur de courant et de tension; @lois de Kirchoff; @TheoremeThevenin et Norton. @Lois d’Ohm & puissance