QCM : Diodes et semi-conducteurs — 20 questions

Questions et réponses du QCM

1. De quels éléments fondamentaux une diode est-elle constituée ?

D’un émetteur et d’un drain
D’une grille et d’une source
D’une base et d’un collecteur
D’une anode et d’une cathode

D’une anode et d’une cathode

Explication

Une diode est un dipôle formé d’une anode et d’une cathode. Les autres couples de bornes appartiennent à différentes familles de composants électroniques.

2. Quels matériaux semi-conducteurs sont principalement utilisés pour fabriquer les diodes ?

Le carbone et le zinc
Le fer et le nickel
Le silicium et le germanium
Le cuivre et l’aluminium

Le silicium et le germanium

Explication

Les diodes sont principalement réalisées à partir de cristaux semi-conducteurs de silicium ou de germanium. Les autres matériaux proposés sont des métaux ou des éléments qui ne correspondent pas à cette réalisation courante.

3. Quelle affirmation distingue correctement la tension de seuil de la tension de claquage d’une diode ?

Le seuil désigne une limite thermique, tandis que le claquage désigne une résistance interne
Le seuil concerne la conduction inverse, tandis que le claquage concerne la conduction directe
Le seuil concerne la conduction directe, tandis que le claquage concerne la conduction inverse
Le seuil concerne la fréquence, tandis que le claquage concerne l’amplitude du courant

Le seuil concerne la conduction directe, tandis que le claquage concerne la conduction inverse

Explication

La tension de seuil est la tension minimale permettant la conduction directe, alors que la tension de claquage est une limite associée à la tension inverse. Confondre ces deux notions revient à attribuer au seuil le comportement de la diode en inverse.

4. Une diode possède une tension d’anode supérieure à sa tension de cathode, de sorte que VAKV_{AK} est positive. Dans quel état se trouve-t-elle ?

Elle est polarisée en inverse et se comporte comme un interrupteur fermé
Elle est polarisée en direct et se comporte comme un interrupteur fermé
Elle est polarisée en direct et se comporte comme un interrupteur ouvert
Elle est polarisée en inverse et se comporte comme un interrupteur ouvert

Elle est polarisée en direct et se comporte comme un interrupteur fermé

Explication

Une valeur positive de VAKV_{AK} correspond à une polarisation directe : la diode devient passante et son comportement est assimilé à celui d’un interrupteur fermé. Une polarisation inverse conduirait au blocage et à l’équivalent d’un interrupteur ouvert.

5. Lors d’un redressement monophasé simple alternance, que se passe-t-il pendant l’alternance négative ?

La diode est passante et le courant traverse la résistance
La diode est bloquée et aucun courant ne traverse la résistance
La diode conduit et inverse le courant dans la résistance
La diode alterne rapidement entre conduction et blocage

La diode est bloquée et aucun courant ne traverse la résistance

Explication

Pendant l’alternance négative, la diode est bloquée, ce qui empêche le courant de traverser la résistance. Le passage du courant dans la résistance correspond à l’alternance positive dans ce montage.

6. Dans un pont de Graëtz monophasé, quelles diodes conduisent pendant l’alternance positive ?

d3 et d4
d1 et d2
d1 et d3
d2 et d4

d1 et d3

Explication

Pendant l’alternance positive, d1 et d3 conduisent tandis que d2 et d4 sont bloquées. Lors de l’alternance négative, la paire conductrice devient d2 et d4, ce qui maintient le courant dans le même sens à travers la charge.

7. Quel dispositif complémentaire permet de lisser la tension redressée par un pont de diodes afin d’obtenir un courant continu ?

Une résistance placée en série avec l’entrée
Un condensateur placé en parallèle à la sortie
Une bobine placée en parallèle sur chaque diode
Un interrupteur placé en série avec la charge

Un condensateur placé en parallèle à la sortie

Explication

Le pont de diodes fournit une tension de polarité constante, mais un condensateur en parallèle à sa sortie est nécessaire pour réduire les ondulations et lisser le courant. Une résistance en série ne remplit pas cette fonction de lissage.

8. Dans quel régime une diode Zener devient-elle conductrice lorsque sa tension anode-cathode atteint la valeur VzV_z ?

En polarisation inverse, dès que le courant devient nul
En polarisation directe, au seuil de conduction ordinaire
En polarisation inverse, au seuil de claquage fixé
En polarisation directe, lorsque la tension s’annule

En polarisation inverse, au seuil de claquage fixé

Explication

La diode Zener conduit en inverse lorsque VAKV_{AK} atteint sa tension prédéterminée VzV_z. La polarisation directe correspond à son fonctionnement comparable à celui d’une diode classique, et non à l’effet Zener.

9. Un montage utilise une diode Zener pour protéger une résistance RR contre une alimentation variable de tension UU. Quelle fonction remplit la diode lorsque UU augmente ?

Elle transforme la tension variable UU en courant constant dans RR
Elle limite la tension appliquée à RR à environ VzV_z
Elle augmente la tension appliquée à RR selon la valeur de UU
Elle bloque toute tension inverse appliquée aux bornes de RR

Elle limite la tension appliquée à $$R$$ à environ $$V_z$$

Explication

La diode Zener stabilise la tension en limitant la tension maximale appliquée à RR à sa valeur VzV_z, même si UU varie. Elle ne rend pas nécessairement le courant constant et ne bloque pas toute tension inverse.

10. Quel élément supplémentaire distingue un thyristor d’une diode classique ?

Une électrode de commande CC, en plus de deux anodes identiques
Une seconde cathode KK, placée entre l’anode et la gâchette
Un collecteur CC, associé à une base et à une émettrice
Une gâchette GG, en plus de l’anode AA et de la cathode KK

Une gâchette $$G$$, en plus de l’anode $$A$$ et de la cathode $$K$$

Explication

Un thyristor possède trois électrodes : l’anode AA, la cathode KK et la gâchette GG. Les termes collecteur, base et émetteur décrivent plutôt les électrodes d’un transistor bipolaire.

11. Un thyristor est polarisé avec une tension VAKV_{AK} positive mais reste bloqué. Quelle action peut déclencher sa conduction ?

Appliquer une impulsion de courant dans la cathode
Augmenter la résistance de charge jusqu’à interrompre le courant
Annuler la tension VAKV_{AK} pendant une courte durée
Injecter une impulsion de faible courant dans la gâchette

Injecter une impulsion de faible courant dans la gâchette

Explication

Lorsque VAKV_{AK} est positive, une impulsion de faible amplitude injectée dans la gâchette rend le thyristor conducteur. L’annulation de VAKV_{AK} correspond au contraire à la condition d’arrêt de la conduction.

12. Après le déclenchement d’un thyristor, comment peut-on interrompre sa conduction d’après son mode de fonctionnement ?

En faisant s’annuler la tension VAKV_{AK}
En maintenant une faible tension positive VAKV_{AK}
En augmentant le courant injecté dans la gâchette
En envoyant une nouvelle impulsion dans la gâchette

En faisant s’annuler la tension $$V_{AK}$$

Explication

Une fois conducteur, le thyristor ne cesse de conduire que lorsque VAKV_{AK} s’annule, car la gâchette ne commande plus son ouverture. Une nouvelle impulsion de gâchette ne constitue donc pas le mécanisme d’arrêt décrit.

13. Lorsqu’elle est alimentée en polarisation directe, que fait une diode électroluminescente ?

Elle transforme l’énergie électrique en lumière d’une longueur d’onde donnée
Elle transforme l’énergie lumineuse en énergie électrique d’une fréquence réglable
Elle convertit l’énergie électrique en chaleur sans émission lumineuse
Elle stabilise une tension inverse autour d’une valeur prédéterminée

Elle transforme l’énergie électrique en lumière d’une longueur d’onde donnée

Explication

Une LED, ou DEL, convertit l’énergie électrique en énergie lumineuse d’une longueur d’onde donnée lorsqu’elle est alimentée en direct. La stabilisation d’une tension inverse relève plutôt du fonctionnement d’une diode Zener.

14. Dans quels domaines les LED sont-elles couramment utilisées ?

Comme voyants, pour l’éclairage et dans des télécommandes infrarouges
Comme capteurs de pression, pour le redressement et dans des générateurs
Comme fusibles, pour le chauffage et dans des moteurs électriques
Comme transformateurs, pour le filtrage et dans des amplificateurs audio

Comme voyants, pour l’éclairage et dans des télécommandes infrarouges

Explication

Les LED servent notamment à la signalisation, à l’éclairage et à la transmission infrarouge des télécommandes. Les autres associations regroupent des fonctions qui ne correspondent pas aux usages indiqués pour les LED.

15. Comment évolue la résistivité d’une thermistance à coefficient de température négatif lorsque la température augmente ?

Elle reste constante malgré la température
Elle devient nulle dès l’échauffement
Elle augmente lorsque la température augmente
Elle diminue lorsque la température augmente

Elle diminue lorsque la température augmente

Explication

Dans une thermistance à coefficient de température négatif, la résistivité décroît quand la température s’élève. Une augmentation de résistivité correspondrait au comportement d’un composant à coefficient positif.

16. Dans quelle condition une diode photoconductrice voit-elle sa résistance diminuer proportionnellement à l’éclairement ?

Lorsqu’elle est polarisée en inverse et exposée à la lumière
Lorsqu’elle est polarisée en direct et privée de lumière
Lorsqu’elle est chauffée sans recevoir de rayonnement
Lorsqu’elle est branchée en série avec une varistance

Lorsqu’elle est polarisée en inverse et exposée à la lumière

Explication

La diode photoconductrice réagit à l’éclairement ou aux infrarouges non visibles lorsqu’elle fonctionne en polarisation inverse, sa résistance diminuant avec l’éclairement. La polarisation directe associée à l’émission lumineuse caractérise plutôt une LED.

17. Quel rôle distingue principalement une varistance d’une thermistance à coefficient de température négatif ?

La varistance détecte les variations de température ambiante
La varistance protège contre les surtensions passagères
La varistance mesure l’éclairement en polarisation inverse
La varistance émet de la lumière sous polarisation directe

La varistance protège contre les surtensions passagères

Explication

La varistance est un composant non linéaire dont la résistance dépend de la tension et qui protège les équipements contre les surtensions transitoires. La détection des variations de température relève plutôt de la thermistance à coefficient négatif.

18. Quelle précaution faut-il prendre avant de tester une diode avec un multimètre ?

La relier en parallèle avec une autre diode
La placer sous tension pour simuler son fonctionnement
La chauffer afin de stabiliser sa jonction
La déconnecter du circuit auquel elle appartient

La déconnecter du circuit auquel elle appartient

Explication

La diode doit être isolée de son circuit avant la mesure afin que les autres composants ne faussent pas le résultat. La mettre sous tension ou la relier à d’autres composants ne constitue pas une précaution de test adaptée.

19. Que doit indiquer un ohmmètre pour une diode en bon état selon le sens de branchement ?

Une faible résistance dans le sens passant et une forte résistance dans le sens bloqué
Une résistance nulle dans le sens passant et bloquée sans mesure inverse
Une résistance identique dans les deux sens de branchement
Une forte résistance dans le sens passant et une faible résistance dans le sens bloqué

Une faible résistance dans le sens passant et une forte résistance dans le sens bloqué

Explication

Une diode saine conduit dans le sens passant, ce qui correspond à une faible résistance, et s’oppose au courant dans le sens bloqué, ce qui correspond à une résistance élevée. L’inversion de ces valeurs traduit une confusion entre les deux sens de fonctionnement.

20. Lors d’un test en position diode, quelles valeurs de tension directe sont attendues pour une diode au silicium et une diode au germanium en bon état ?

Environ 1,2 V pour le silicium et 0,8 V pour le germanium
Environ 5 V pour le silicium et 12 V pour le germanium
Environ 0,2 V pour le silicium et 0,6 V pour le germanium
Environ 0,6 V pour le silicium et 0,2 V pour le germanium

Environ 0,6 V pour le silicium et 0,2 V pour le germanium

Explication

En test direct, une diode au silicium présente environ 0,6 V, tandis qu’une diode au germanium présente environ 0,2 V. Ces valeurs s’obtiennent en plaçant la pointe rouge sur l’anode et la pointe noire sur la cathode.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 45 flashcards sur Diodes et semi-conducteurs.

Qu'est-ce qu'une diode en électronique ?

Un dipôle constitué d'une anode et d'une cathode.

De quels matériaux sont principalement faits les cristaux d'une diode ?

De silicium ou de germanium.

Qu'est-ce que la tension de seuil d'une diode ?

C'est la tension minimale pour que la diode laisse passer le courant dans un seul sens.

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