Caractéristique d'un diode qu'est-ce ?

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Bonjour à tous,
Voici mon premier sur jet sur cette partie du forum, j'ai récupéré un bon lot de LED (32) et je voulais savoir comment les alimenter, un prof m'a gentille ment sortie les caractéristiques de mes LED's. Mais voilà j'ai du mal à concevoir à quoi ça équivaut ?

Courbe VI

Table

Les cases rouges symbolisant, visiblement, les tensions à ne pas aborder, elles fonctionneraient encore mais cela altérerais à long terme la LED.

Je voulais savoir si par exemple je devais en brancher une, je devrais lui appliquer 3V et 10mA pour qu'elle brille bien ?
ou devrais-je faire autrement ?
Si j'en met plusieurs d'affiler je ne doit pas augmenter l'intensité ?
Quelle type de résistance je devrais mettre ?

Donc vous l'aurez compris j'ai pas mal de difficulté à voir ce que cela représente.
Merci beaucoup pour votre temps et lecture.

Édité par Blackline

Нова Проспект

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Salut,

Une caractéristique courant-tension permet de relier le courant à la tension dans ton composant. Cela signifie également qu'ils sont liés, et que tu ne peux pas contrôler les deux à la fois. Soit tu choisis la tension, et tu auras le courant correspondant sur la courbe qui va traverser ta diode, soit tu choisis le courant, et une tension va apparaître aux bornes de diode.

Les valeurs interdites correspondent à la puissance maximale supportée par ta diode (ce sont des diodes signal, donc a priori quelques centaines de milliwatts à tout casser). Si tu les dépasses, tu risques de faire fondre la diode. Il me semble que plus tu donnes de puissance plus tu vas éclairer, mais tu peux tester toi même. ^^

Si tu alimentes une diode avec une source de tension, tu devras mettre une résistance pour éviter d'avoir plus de 3V aux bornes de ta diode (on crée une chute de tension dans le circuit). Mieux vaut toujours mettre une résistance plus grande, quitte à avoir une lumière faiblarde si tu veux pas griller ta diode. Avec les diodes en série, tu n'auras pas besoin de mettre plus de courant puisqu'il ne s'échappe pas, la résistance à mettre sera plus faible par contre (à tension de la source inchangée).

Pour déterminer une valeur intelligemment, il faut linéariser la caractéristique de la diode autour du point qui t'intéresse (ici environ 3 V,10 mA) et t'auras quelque chose avec une résistance équivalente $r_D$ du type $$U_d = r_D \cdot i$$

Ensuite, il te suffit de faire un peu de loi d'Ohm et c'est fini, tu peux déterminer la résistance dont tu auras besoin pour limiter le courant. J'ai fait le calcul vite fait (et sans garantie aucune), j'ai trouvé quelque chose de l'ordre de quelques centaines de ohm pour une alimentation à 5 V (choisie arbitrairement), qui alimenterais une seule diode.

C'est assez général ce que je dis là, alors pose des questions si c'est pas clair.

Édité par Aabu

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Auteur du sujet

Merci pour cette réponse complète et rapide ! Voici les point que j'aimerais certifier/revoir :

Une caractéristique courant-tension permet de relier le courant à la tension dans ton composant. Cela signifie également qu'ils sont liés, et que tu ne peux pas contrôler les deux à la fois. Soit tu choisis la tension, et tu auras le courant correspondant sur la courbe qui va traverser ta diode, soit tu choisis le courant, et une tension va apparaître aux bornes de diode.

Aabu

Donc si je choisis 3V elle consommerais 10mA d'elle même ? Je pensais plutot que pour qu'elle fonctionne à 3V il lui faut 10mA, et vue qu'elle laisse passer le courant ensuite il suffisait de mettre une résistance.

Les valeurs interdites correspondent à la puissance maximale supportée par ta diode (ce sont des diodes signal, donc a priori quelques centaines de milliwatts à tout casser). Si tu les dépasses, tu risques de faire fondre la diode. Il me semble que plus tu donnes de puissance plus tu vas éclairer, mais tu peux tester toi même. ^^

Aabu

Je pense qu'à 3V c'est assez puissant, j'ai tout compris sur ce point :)

Si tu alimentes une diode avec une source de tension, tu devras mettre une résistance pour éviter d'avoir plus de 3V aux bornes de ta diode (on crée une chute de tension dans le circuit). Mieux vaut toujours mettre une résistance plus grande, quitte à avoir une lumière faiblarde si tu veux pas griller ta diode. Avec les diodes en série, tu n'auras pas besoin de mettre plus de courant puisqu'il ne s'échappe pas, la résistance à mettre sera plus faible par contre (à tension de la source inchangée).

Aabu

Une résistance interviens sur l'intensité pas réellement sur la tension ?

Pour déterminer une valeur intelligemment, il faut linéariser la caractéristique de la diode autour du point qui t'intéresse (ici environ 3 V,10 mA) et t'auras quelque chose avec une résistance équivalente $r_D$ du type $$U_d = r_D \cdot i$$

Aabu

3 = R * 0.01 => R= 3/0.01 = 300 Ohm ?

Donc si j'ai bien compris, il faut que je respecte les données du tableau pour faire fonctionner ma LED; à savoir que mon Voltage et mon Intensité doivent correspondent à une ligne du tableau (ou proportionnellement) obligatoirement ?

Нова Проспект

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Donc si je choisis 3V elle consommerais 10mA d'elle même ? Je pensais plutot que pour qu'elle fonctionne à 3V il lui faut 10mA, et vue qu'elle laisse passer le courant ensuite il suffisait de mettre une résistance.

Blackline

Tu peux voir la diode comme une source de courant commandée en tension ou une source de tension commandée en courant. Si tu forces un courant de 10 mA à travers la diode, alors il y aura une tension de 3 V à ses bornes. Inversement, si tu appliques 3 V à ses bornes, alors tu auras un courant de 10 mA à travers la diode. C'est vraiment le principe de la caractéristique courant-tension : la relation entre le courant et la tension dans la diode. Si tu choisis un des deux, alors l'autre est automatiquement là. En fait, tu as la même chose avec une résistance, sauf qu'au lieu d'avoir une branche d'exponentielle comme la diode, tu as une droite, et que du coup utiliser la loi d'Ohm est plus simple que de se référer à la courbe.

Une résistance interviens sur l'intensité pas réellement sur la tension ?

Blackline

Elle intervient sur l'intensité indirectement. Quand tu mets une résistance dans un circuit alimentée par une source de tension, la résistance va être parcourue par un certain courant, et donc il y aura une tension à ses bornes. Cela permet de diminuer la tension perçue par les autres composants dans la même branche (ici ta diode). Et donc limiter le courant qui traverse la diode. Tu peux aussi voir ça comme une manière d'augmenter la résistance globale du circuit pour limiter le courant (la diode peut être aussi vue comme une résistance, voir plus bas).

3 = R * 0.01 => R= 3/0.01 = 300 Ohm ?

Blackline

Sans définition des valeurs, ça ne veut pas dire grand chose. :-) . L'idée c'est ça : tu as une source de tension connue, une résistance de valeur inconnue, et une diode en série. La diode peut être modélisée par une résistance autour de son point de fonctionnement (la pente au point de la courbe qui t'intéresse). C'est ce que ma formule représentait. Tu te retrouves avec la source de tension, la résistance inconnue, et la résistance équivalente connue. Tu décides du courant qui doit traverser la diode (et le circuit), ici 10 mA). Tu peux en utilisant la loi des mailles et la loi d'Ohm très facilement trouver la résistance inconnue.

Donc si j'ai bien compris, il faut que je respecte les données du tableau pour faire fonctionner ma LED; à savoir que mon Voltage et mon Intensité doivent correspondent à une ligne du tableau (ou proportionnellement) obligatoirement ?

Blackline

J'ai déjà répondu un peu plus haut : tu ne peux pas ne pas respecter le tableau, parce que c'est physiquement impossible. Ce que tu dois éviter, c'est d'avoir un courant qui va cuire ta diode. Et si tu alimentes ton circuit avec une source de tension continue fixe, alors tu dois mettre une résistance pour limiter la tension aux bornes de la diode, et donc le courant qui la traverse.

Si tu as une source 3V, alors tu n'as besoin de rien de plus. Sauf qu'avec une source de 3V, tu ne pourras alimenter qu'une LED en série.

Je te ferais un schéma plus tard, parce que les mots ont leurs limites.

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Staff

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Me revoilà, avec des schémas.

J'ai pris une alimentation en 5 V, pour l'exemple. On veut 3 V aux bornes de la diode, donc il faudrait que la résistance soit assez grosse pour "prendre" 2 V. On a fixé I=10 mA (courant dans la diode). On aura donc

$$ R = \frac{U_R}{I} = \frac{2}{10 \cdot 10^{-3}} = 200~\Omega $$

Circuit 1

Voilà pour le calcul avec les mains et les chiffres. Si tu veux quelques chose de général :

  1. On utilise la loi des mailles : $$ U_S = U_R + U_D$$
  2. On utilise la loi d'Ohm sur R qu'on injecte dans la loi des mailles: $$ U_S = RI + U_D$$
  3. En vérité, $U_D$ est une fonction du courant (la courbe que tu as). On peut écrire : $$ U_S = RI + U_D(I) $$
  4. On peut trouver R, mais il faut lire la courbe pour peux qu'on ait envie de changer le voltage de la diode : $$ R = \frac{U_S - U_D(I)}{I}$$

Donc ça, ça marche, et on trouve la même chose qu'au dessus.

Tout à l'heure, j'ai parlé de résistance équivalente, mais j'ai omis quelque chose d'importance. La résistance équivalente est assortie d'un générateur de tension, qui représente la tension de seuil (le moment à partir duquel la courbe décolle). Cela se traduit par $U_D(I) = U_{seuil} + R_D \cdot I$ (tangente => droite => loi d'Ohm, d'où la notion de résistance équivalente).

Circuit avec résistance équivalente

On fait le calcul de $R_D$ et $U_{seuil}$ une fois, et c'est plié. On a alors $$ R = \frac{U_S-U_{seuil}}{I} - R_D $$

Si on utilise la formule, j'ai $R = 206,9~\Omega$, avec $U_{seuil} = 2,7~V$ et $R_D = 23,1~\Omega $, mesurés sur la courbe. Autant dire qu'on trouve la même chose.

En fait si tu dois retenir une chose, c'est que diode, c'est globalement ça :

Caractéristique idéalisée

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Auteur du sujet

Parfait Aabu ! Tu es la première guêpe qui m'aide sans me faire peur :p
J'aimerais beaucoup alimenter une Reacteur ARK de décoration. Ces 32 LED's sont bleues, si tu pouvais maintenant m'expliquer pour plusieurs LED's en série ou non ? Ce serait gentil …

J'ai cru comprendre que si elles étaient en série, cela se joindrais comme un fil, et si l'une d'entre-elles grillée, toutes ne s’allumerait plus, et dès lors il faudrait utilisé un multimètre pour détecter la quelles des 32 seraient mortes ?

Je ne veux pas que tu fasse le boulot, j'aimerais juste savoir : Qui dois-je augmenter (de U ou I), ou quelle type de montage je devrais réaliser ? et comment ? :) Merci encore pour ton suivi sur ma question !

Ce forum est très accueillant, et moi qui restais coté science :p

Нова Проспект

+0 -0
Staff

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Salut,

Tu vas avoir le choix : série (c'est à dire à la chaîne), ou parallèle (côte à côte).

Et là tout dépend de comment tu les alimentes. Si tu les alimentes toutes en série, tu vas avoir besoin de 32x3V soit 96V, ce qui est commence à faire beaucoup. Si tu les alimentes en parallèles, tu vas avoir besoin de 32x10mA, ce qui fait 320 mA, ce qui est pas tout petit. Tu peux aussi faire des combinaisons avec des branches en parallèle contenant chacune le même nombre de diode. Le circuit va dépendre de ce avec quoi tu comptes les alimenter. Il faut que la source donne suffisamment de courant et de tension.

J'ai cru comprendre que si elles étaient en série, cela se joindrais comme un fil, et si l'une d'entre-elles grillée, toutes ne s’allumerait plus, et dès lors il faudrait utilisé un multimètre pour détecter la quelles des 32 seraient mortes ?

Blackline

Si une LED est en panne dans un montage série, le circuit sera ouvert, et il n'y aura plus de courant. Si tu avais un montage parallèle, tu aurais juste une LED éteinte.

Pour ce qui est du détail du circuit, tu peux t'inspirer de ce que j'ai montré. Il suffit de mettre des LED en parallèle ou en série à la place de la LED unique de mon exemple. Il faudra par contre plus de tension ou courant.

Pour te guider, tu devrais essayer de répondre aux questions suivantes :

  • Quel tension il me faut pour n diode en série ?
  • Quel courant il me faut pour n diode en parallèle ?
  • Avec quoi est-il possible d'alimenter les diodes ?
  • Quel courant peut fournir cette source ?
  • Quelle tension peut fournir cette source ?
  • Si j'utilise une résistance, quelle puissance peut-elle dissiper sans cuire ?

Et ensuite quelques question qui vont aussi t'aider à choisir une source :

  • Quelle puissance vont consommer les diodes ?
  • Quelle puissance vont consommer les résistances ?
  • Combien de temps le montage doit il fonctionner (cinq minutes, une heure, trois jours, …) ?
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Auteur du sujet

Salut,
Imaginons que mon montage ne demande que 15 LED's,

  • il me faudrait en série pour 15 LED's : 45V et 0.01 A. Ce qui est assez gros.
  • il me faudrait en // pour 15 LED's : 3V et 0.15 A, ce qui me parait plutot cool ?
  • Il serait possible de trouver un compromis mixte avec des piles RC22 ?
  • 150 mAh => Par heure cela est donc faible ?
  • 9V
  • ça, faut que j'vois avec touuuutes les résistances que je suis entrain de dessouder :)

Je ne peux pas encore répondre aux autres questions. :) Merci encore pour ton aide constante :

Édité par Blackline

Нова Проспект

+1 -0
Staff

Cette réponse a aidé l'auteur du sujet

il me faudrait en série pour 15 LED's : 45V et 0.01 A. Ce qui est assez gros.

Oui, faire 45 V avec des piles, ça se fait pas trop.

il me faudrait en // pour 15 LED's : 3V et 0.15 A, ce qui me parait plutot cool ?

Il faut que tu compares ça avec que la batterie peut donner pour être certain. Je te laisse trouver ça.

Il serait possible de trouver un compromis mixte avec des piles RC22 ?

Bien sûr ! Et tu peux sûrement le trouver.

150 mAh => Par heure cela est donc faible ?

Oui, si tu mets tout le monde en parallèle, ton montage va tenir moins d'une heure.

9V

Blackline

Si tu fais que du pur parallèle, ça revient à dissiper de l'énergie dans les résistances pour rien, à méditer. ^^

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