Mesure d’une résistance dynamique

Mesure d’une résistance dynamique

Cette rubrique a pour but de vous aider à résoudre quelques-uns des problèmes qui se posent au laboratoire. Elle est placée sous la responsabilité d’une équipe de personnels de laboratoire. N’hésitez pas à poser des questions, à nous faire des sugges- tions de thèmes à traiter ou à nous envoyer des propositions de contributions.

Tout le courrier concernant cette rubrique doit être adressé à : UNION DES PHYSICIENS

«Rubrique Laboratoire»

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Si I n’est pas proportionnel à V, on ne peut parler de résistance. Cependant, il est utile de connaître la pente de la courbe I = f (V) , soit le rapport entre une petite varia- tion de tension et la variation d’intensité dans le composant qui en résulte,∆V/∆I ou dV/dI, rapport qui s’exprime en ohms comme la résistance. On l’appelle résistance en petits signaux ou résistance différentielle ou résistance dynamique.

Prenons l’exemple de la diode, dipôle passif non linéaire. Sa caractéristique courant tension a l’allure bien connue de la figure 1.

Une diode n’a pas de «résistance» mais on peut définir en chaque point de la carac- téristique courant/tension une résistance dynamique comme la pente de la caractéristique en ce point.

Montage pratique : T, transformateur d’iso- lement, résout le problème des masses : le secondaire est à masse flottante ce qui permet de choisir la référence de potentiel entre D et R.

Vol. 93 - mai 1999

ACTUALITÉS PÉDAGOGIQUES 893

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U_oest un générateur de tension continu que l’on peut faire varier.

R = 1000Ω D = 1N4002 f = 1 kHz L’ensemble diode-résistance est alimenté par un signal de la forme

U = U_o+ U_m.cos (ωt +ϕ)

N.B. On ne peut utiliser l’offset du générateur basse fréquence puisque T ne transmet pas le continu !

Manipulations : 1. U_o= 0

I est envoyé en Y, Vd sur la voie qui devient X.

On place l’oscilloscope en XY pour observer la caractéristique courant-tension (fig. 1).

2. U_m= 0 (amplitude du signal de sortie du générateur basse fréquence ramenée à zéro). On observe un spot centré ( x = 0, y = 0) (fig. 2).

U_oen service : quand U_ovarie, le spot se déplace sur la caractéristique. On l’amène au point M (fig. 3).

Soit à mesurer la résistance dynamique de la diode au point M (U = 700 mV, I = 2 mA).

On augmente l’amplitude du signal délivré par le BF, U_m.cos (ωt +ϕ), pour que le spot décrive un segment autour du point M choisi (fig. 4).

BUP n° 814

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Figure 1 Figure 2

Si ce segment est assez petit, on peut l’assimiler à une droite.

3. On place les entrées X et Y en mode «couplage alternatif » ou AC, ce qui a pour effet de recentrer la trace observée autour du point x = 0, y = 0. Il reste à amplifier pour effec- tuer la mesure. Le signal est bruité mais on peut obtenir un ordre de grandeur de la résistance dynamique de la diode au point M ( fig. 5).

∆I = Y∆ /R ∆Y = 2 5 10⋅ ⋅ ^–1 =1

∆I =10^–3A ∆U =2 14 6 10⋅ , ⋅ ^–3V =29 2 10, ⋅ ^–3V ∆U /∆I = 29,2Ω Rdyn≈30Ω

On peut répéter l’opération pour un point M’ différent de M. On trouvera une autre valeur de Rdyn (fig. 6) R dyn' =20 10⋅ ^–3/10^–3=20Ω

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Figure 3 Figure 4

Figure 5 Figure 6