Le fonctionnement linéaire de la diode à jonction PN

Quand on applique un courant variable à travers une diode et que la tension à travers la diode a la même forme, on dit que la diode fonctionne en régime linéaire. Cependant cela ne peut pas être car la même forme implique qu’on doit avoir une équation I_D(V_D) linéaire, en d’autre terme une caractéristique linéaire or nous savons très bien que l’équation de la diode et la courbe de sa caractéristique sont non linéaires.
Dans ce cas pour avoir une caractéristique approximativement linéaire, on va travailler sur des petits signaux en fonction de i_d et v_d.

Polarisons la diode

Vu que la polarisation d’une diode par une source de tension est très difficile, on a placé la résistance R pour transformer le générateur de tension E₀ en générateur de courant.
Pour chercher les coordonnées du point de fonctionnement, on sera appelé à résoudre ces équations.

Le modèle à petits signaux

Ajoutons une tension sinusoïdale e à la tension E₀
V_D = E - I_DR or E= E₀ + e
Pour I_D = 0 on aura V_D= E= E₀ + e
Pour V_D = 0 E – I_DR =0 alors I_D = E/R or E= e + E₀
Donc I_D = (e + E₀)/R = e /R + E₀/R
Ceci explique que la droite de charge se déplace parallèlement à elle-même suivant le changement du signal e. le point de fonctionnement se déplace aussi autour de lui-même.
Une composante sinusoïdale i_d de I_D, une composante sinusoïdale v_d de V_D apparaissent. Si la section de la caractéristique sur laquelle se déplace le point de repos (point de fonctionnement) est linéaire, alors e, i_d, v_d sont considérés des petits signaux.
v_d / i_d = dV_D/dI_D = rd
E = E₀+e
Voici donc le circuit de fonctionnement linéaire de la diode

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