Electronique -- Le transistor - التكنولوجيا ... ?· Electronique -- Le transistor DOCUMENT…

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    10-Sep-2018

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<ul><li><p>Descriptions </p><p>Composants actifs </p><p>Le transistor a t invent en 1948 par les physiciens amricains John Bardeen, Walter Houser Brattain et William Shockley. </p><p>Voici quelques exemplaires de transistors courants. Il existe une normalisation des botiers et des livres donnant les caractristiques des milliers de modles en circulation actuellement. </p><p>Il existe au moins 200 types de botiers de base plus ou moins diffrents suivant le fabriquant pour les transistors, mais beaucoup sont trs peu utiliss. Voici, gauche, les principaux botiers </p><p>Les brochages </p><p>Pour un mme botier TO 92 , on trouve 5 brochages diffrents suivant les modles de transistors . </p><p> A droite, les principaux types de brochage qui sont utiliss en lectronique grand public . </p><p>Electronique -- Le transistor DOCUMENT 1 </p></li><li><p>Symboles </p><p> Comme vous pouvez le constater, le transistor comporte 3 lectrodes. La base est l'lectrode de commande, une sorte de robinet, le collecteur, reli au ple positif de l'alimentation sera le reflet de la base mais "agrandi", l'metteur drainera les courants base + collecteur. Il existe deux types de transistors le NPN et le PNP </p><p>Sa reprsentation schmatique et sa structure interne Les 2 types de transistors NPN et PNP se diffrencient par le sens du courant qui les traverse. Mais quil soit PNP ou NPN, le transistor comporte toujours 3 lectrodes (on dit aussi trois pattes) qui ont pour fonction : </p><p> l' metteur E qui met les lectrons. </p><p>le Collecteur C qui recueille les lectrons. </p><p>la Base B qui contrle le passage des lectrons entre E et C. </p><p>Units et Formules </p><p> La flche dessine l'intrieur du transistor reprsente toujours l'metteur. On a une relation entre les 3 courants : Ie = ic+ ib Exemple de valeurs : ib= 0,15 mA ie= 10 mA =&gt; ic = ie-ib = 9,85 mA </p><p>On distinguera toujours, lors de ltude du fonctionnement dun transistor, la partie commande ( base ) et la partie effet de la commande (collecteur , metteur ). </p><p>Electronique -- Le transistor DOCUMENT 2 </p></li><li><p>Une analogie hydraulique est propose ci-contre: un courant Ib assez faible permet l'ouverture du "robinet" (B), ce qui provoque via l'metteur (E) l'coulement d'un fort courant Ic en provenance du rservoir collecteur (C). Notez que lorsque le "robinet" est compltement ouvert, le courant Ic est maximal: il existe donc une limite physique au gain en courant. Cette analogie illustre assez bien l'effet transistor. </p><p>Caractristiques des transistors bipolaires </p><p>Considrons le montage ci-contre, appel en "metteur commun", car la patte commune est l'metteur du transistor PNP. L'entre du montage est la base et la sortie le collecteur. </p><p>Dans ce montage, la base est polarise par la rsistance dsigne Rb. Le potentiel de la base est d'environ 0,7 V, car l'metteur est la masse et la jonction base-metteur quivaut une diode passante. </p><p>Le collecteur est polaris par la rsistance dsigne Rc, de telle manire que la tension du collecteur soit suprieure la tension de la base (VCE &gt; VBE): la jonction base-collecteur est alors polarise en inverse. </p><p>L'entre est caractrise par les deux grandeurs IB et VBE </p><p>et la sortie par les grandeurs IC et VCE soit 4 variables. </p><p>Electronique -- Le transistor DOCUMENT 3 </p></li><li><p>A </p><p>A V </p><p>L + </p><p>LDR </p><p>R </p><p>IC</p><p>IB</p><p>VCE </p><p> Montage en commutation 1er cas : Si la lumire est trs faible, la LDR ne laisse passer qu'un trs faible courant. Le courant ib tant trs faible, le transistor est quivalent un interrupteur ouvert. </p><p> 2me cas : Si la lumire est forte la LDR laisse passer un courant important. Le courant ib tant suffisant, le transistor est quivalent un interrupteur ferm. Le signal mis par la LDR (ib) n'est pas assez puissant pour pouvoir allumer la lampe. Il faut donc crer un courant ic beaucoup plus important que ib. C'est le rle du transistor dans ce montage.(amplifier le courant) On aura donc le courant ic trs grand par rapport au courant ib. La lampe pourra alors fonctionner normalement. Exemple de valeurs : ib = 0,1 mA ic = 15 mA </p><p> L'amplification, ou gain, produit par le transistor est de : </p><p> 15 / 0,1 = 150 </p><p> Les PHOTORSISTANCES ou LDR </p><p>Appele galement photorsistance, la LDR (Light Dpendant Resistor) ragit la lumire. Lorsque la photorsistante est place l'abri de la lumire, sa rsistance est trs grande (quelques Mgas-ohms). Et si on place cet lment sous un clairement intense, sa rsistance diminue fortement (quelques ohms). </p><p>LA LED S'ETEINT </p><p>LA LED S'ALLUME </p><p>Electronique -- Le transistor DOCUMENT 4 </p></li><li><p>A </p><p>A V </p><p>L + </p><p>P R </p><p>IC</p><p>IB</p><p>VCE </p><p>A COM V- </p><p>10A </p><p>OFF V </p><p>mV </p><p>A </p><p>DC</p><p>AC</p><p>AUTO</p><p>RANGE </p><p>VCE DC</p><p>BC547</p><p>+ 5 volts </p><p>- </p><p>T </p><p>P </p><p>L </p><p>R </p><p>A C D </p><p>V COM A 10A </p><p>200 m20m 10A </p><p>200 </p><p>O F F </p><p>O N </p><p>O F F </p><p>O N </p><p>PWR </p><p>A C D </p><p>V COM A 10A </p><p>200 m20m 10A </p><p>200 </p><p>O F F </p><p>O N </p><p>O F F </p><p>O N </p><p>PWR </p><p>IC V</p><p>+</p><p>IB</p><p> Montage en Amplification Reproduire sur votre classeur le schma ci-contre. Noter le titre et la liste du matriel - 1 plaque LAB, - 1 transistor (T) BC547, - 1 rsistance (R) de 150 (couleurs : marron-vert-marron-or), - 1 potentiomtre (P) de 47 K , (rsistance variable) - 3 multimtres (2 ampremtres et 1 voltmtre), - 1 source de tension de 5 volts. </p><p>Puis raliser le montage ci-dessous. </p><p>Slecteur sur calibre 20 mA DC Slecteur sur V affichage DC Slecteur sur calibre 20 mA DC </p><p>Le transistor Montage en amplification Fiche de travail 1 </p></li><li><p>Pile</p><p>+ - </p><p>C E </p><p>B </p><p>P </p><p>O </p><p> A partir du montage ralis (fiche de travail 1), agir sur le potentiomtre P pour obtenir les clairages ci-dessous et relever alors les valeurs de Ic, Ib, et de Vce. Reproduire le tableau ci-dessous sur votre classeur. </p><p> Lampoule ne sallume pas </p><p>Lampoule brille </p><p>faiblement </p><p>Lampoule brille </p><p>moyennement </p><p>Lampoule brille au </p><p>maximum </p><p>Ib en mA </p><p>Ic en mA </p><p>Vce en Volts </p><p> 1. Que peut-on dire du courant Ib et Ic lorsquon agit sur le potentiomtre P ? </p><p> 2. Quand Ic augmente que se passe-t-il pour Vce ? </p><p> 3. Calcule le gain moyen du transistor. (Voir document 6) </p><p> 4. Dans le montage que tu as ralis, remplace le potentiomtre par la LDR. Dcrire </p><p>le fonctionnement en phrases courtes. </p><p>5. Reprsente les liaisons entre les composants ci-dessous pour obtenir un clairage variable de la lampe. </p><p>6. Recherche sur internet les caractristiques du transistor BC 547 (tension dutilisation, gain moyen, intensit et puissance maximum, fabriquant et prix de vente) </p><p>Le transistor Montage en amplification Fiche de travail 2 </p></li><li><p>00 + </p><p>- </p><p>+ LM 324 </p><p>+ </p><p>- </p><p>R1 </p><p>R2 R3 </p><p>R4 Vs Ve </p><p>Modes de fonctionnement d'un transistor en amplification de courant </p><p>Retenons que le courant qui traverse le collecteur est proportionnel celui qui traverse la base, et ce, selon la relation Ic = *Ib o (bta) est le coefficient d'amplification. Si vous connaissez et Ue. Et si vous souhaitez un Icmax prcis (donc, Ic connu), Pouvez-vous trouver Rb? Et si vous connaissez en plus Vcc, et que vous souhaitez une valeur pour Us prcise, pourrez-vous trouver Rc ? </p><p>Pour trouver Rc On a URc = Rc*Ic (Loi d'ohm aux bornes de Rc) D'o Rc = URc / Ic </p><p>Or, Us + URc = Vcc (Additivit de </p><p>tension) Donc URc = Vcc - Us Au final, on a donc </p><p> Rc = (Vcc - Us) / Ic </p><p>Pour trouver Rb: On sait que Ib = URb / Rb (Loi d'ohm aux bornes de Rb) </p><p>Or, 0,6 + URb = Ue (Additivit des tensions) Donc URb = Ue - 0,6 On a donc Ib = (Ue - 0,6) / Rb Mais on sait aussi que Ic = *Ib Donc Ib = Ic / On a donc Ic / = (Ue - 0,6) / Rb Donc / Ic = Rb / (Ue - 0,6)Au final, on a: </p><p>Rb = [ *(Ue-0,6) ] / Ic Ici, en prenant Ic max; on trouvera Rc min. On utilise cette formule pour calculer la valeur de Rc; qui doit protger le transistor contre des courants trop levs sur le collecteur. LA FONCTION AMPLIFIEE Le schma ci-contre reprsente la fonction amplifie ralise par le circuit intgr LM324. Ce circuit multiplie une tension faible par un nombre calculable, dfini par le rapport de deux rsistances. </p><p>Le gain ou encore le facteur damplification est gal : </p><p>La fonction amplifie </p><p>Pour aller plus loin </p><p>3</p><p>43</p><p>R</p><p>RR +</p></li><li><p>Symboles </p><p> Comme vous pouvez le constater, le transistor comporte 3 lectrodes. La base est l'lectrode de commande, une sorte de robinet, le collecteur, reli au ple positif de l'alimentation sera le reflet de la base mais "agrandi", l'metteur drainera les courants base + collecteur. Il existe deux types de transistors le NPN et le PNP </p><p>Sa reprsentation schmatique et sa structure interne Les 2 types de transistors NPN et PNP se diffrencient par le sens du courant qui les traverse. Mais quil soit PNP ou NPN, le transistor comporte toujours 3 lectrodes (on dit aussi trois pattes) qui ont pour fonction : </p><p> l' metteur E qui met les lectrons. </p><p>le Collecteur C qui recueille les lectrons. </p><p>la Base B qui contrle le passage des lectrons entre E et C. </p><p>Units et Formules </p><p> La flche dessine l'intrieur du transistor reprsente toujours l'metteur. On a une relation entre les 3 courants : Ie = ic+ ib Exemple de valeurs : ib= 0,15 mA ie= 10 mA =&gt; ic = ie-ib = 9,85 mA On distinguera toujours, lors de ltude du fonctionnement dun transistor, la partie commande ( base ) et la partie effet de la commande (collecteur , metteur ). </p><p>Electronique -- Le transistor Lessentiel du cours </p></li><li><p>Symboles </p><p> Comme vous pouvez le constater, le transistor comporte 3 lectrodes. La base est l'lectrode de commande, une sorte de robinet, le collecteur, reli au ple positif de l'alimentation sera le reflet de la base mais "agrandi", l'metteur drainera les courants base + collecteur. Il existe deux types de transistors le NPN et le PNP </p><p>Sa reprsentation schmatique et sa structure interne Les 2 types de transistors NPN et PNP se diffrencient par le sens du courant qui les traverse. Mais quil soit PNP ou NPN, le transistor comporte toujours 3 lectrodes (on dit aussi trois pattes) qui ont pour fonction : </p><p> l' metteur E qui met les lectrons. </p><p>le Collecteur C qui recueille les lectrons. </p><p>la Base B qui contrle le passage des lectrons entre E et C. </p><p>Units et Formules </p><p> La flche dessine l'intrieur du transistor reprsente toujours l'metteur. On a une relation entre les 3 courants : Ie = ic+ ib Exemple de valeurs : ib= 0,15 mA ie= 10 mA =&gt; ic = ie-ib = 9,85 mA On distinguera toujours, lors de ltude du fonctionnement dun transistor, la partie commande ( base ) et la partie effet de la commande (collecteur , metteur ). </p><p>Electronique -- Le transistor Lessentiel du cours </p></li><li><p>Pile</p><p>+ - </p><p>C </p><p>E </p><p>B </p><p>P </p><p>O </p><p>Pile</p><p>+ - </p><p>C </p><p>E </p><p>B </p><p>P </p><p>O </p><p>Pile</p><p>+ - </p><p>C </p><p>E </p><p>B </p><p>P </p><p>O </p><p>Pile</p><p>+ - </p><p>C </p><p>E </p><p>B </p><p>P </p><p>O </p></li></ul>