A. Objectifs de la séquence:

à l'issue de la séquence, il faut être capable de: •

Expliquer

le fonctionnement d'un transistor travaillant en commutation.

•

Dimensionner

les composants liés à la structure •

Exploiter

les caractéristiques d'un transistor.

•

Mettre en œuvre

une structure fonctionnant en commutation.

B. Etude de la fonction commande du moteur B.1 Schéma structurel correspondant:

LDR1 LDR2 100K 18K A V 3.9K

V+ B 68K + + LM324 T1 T2 D1 + M D3 D2 D4 T3 T4 M

Rôle:

+10V

C. Généralités sur les transistors :

Un transistor est formé de deux jonctions de polarités opposées placées en série.

Suivant le sens des jonctions on peut obtenir des transistors NPN ou PNP SYMBOLE c

Effet transistor

c c c b b b b e e e e b NPN c b PNP c e e La flèche indique le sens du courant émetteur

D. Caractéristiques d'un transistor.

D1.Schéma permettant de relever la caractéristique d'un transistor.

Caractéristique de transfert en courant

IC

Caractéristique de sortie

Vce Ib

Caractéristique d’entrée

Vbe

Caractéristique d’entrée

Cette courbe représente la jonction base émetteur. Le seuil de tension Vbe est situé à environ 0.7V.

Caractéristique de transfert en courant

Elle permet de déterminer l'amplification en courant (β ou hfe)=

Ic Ib

Caractéristique de sortie

Cette caractéristique est donnée à ib=cst..

E) Fonctionnement en Commutation

Le transistor peut-être utilisé dans son domaine linéaire ou aux états limites de la conduction. C'est ce dernier type de fonctionnement que nous allons étudier.

Grande conduction = régime de saturation non conduction = régime de blocage.

1.Etat bloqué:

Si Ib=0 Ic=Ice0  0 On dit que le transistor est bloqué .Vce =VCC le fonctionnement est en B

2.Régime linéaire:

Si Ib augmente Ic augmente. Les couples Ic et Ib sont les coordonnées des points d'une droite BS d'équation: Vce=Vcc-Rc*Ic

3.Etat saturé

REM : Ic est limité par la charge I C  VCC  Vce sat R ch arg e cet état est obtenu pour ib ≥

Ic

 Pour obtenir un Vcesat le plus faible possible, il faut imposer à Ib une valeur de sursaturation telle que Ibsat=K.ibsat où K est un coefficient de sursaturation compris entre 2 et 10.

F)Récapitulation

Un transistor fonctionnant en commutation ne peut prendre que 2 états.

Bloqué

: Ic=0 ,Vce=VCC ,Ib=0

Saturé

: Ic=icsat , Vce =Vcesat

Puissance dissipée par le transistor en commutation: P=Vce.Ic+Vbe.Ib

souvent Vbe.Ib << Vce.Ic Alors: P  Vce*Ic La puissance dissipée est presque nulle.

G).Retour à la fonction commande du moteur

+10V LDR1 LDR2 100K 18K A V 3.9K

V+ B 68K T1 + S1 S2 + LM324 T2 D1 + M D3 D2 D4 T3 T4 M

Quel est le rôle des diodes

S1=0V et S2=10 V; dire quels transistors sont passants et quels transistors sont bloqués.

S1=10V et S2=0V; dire quels transistors sont passants et quels transistors sont bloqués.

LDR1 LDR2 100K 18K A V 3.9K

V+ B 68K T1 + S1 S2 + LM324 T2 D1 + M D3 D2 D4 T3 T4 M +10V

H).Paramètres liés à la commutation du transistor

Si la fréquence de commutation d'un transistor est très importante. Il faudra prendre en compte des paramètres supplémentaires pour effectuer le choix d'un transistor.

Le temps de retard écoulé entre le changement d'état du signal d'entrée et le changement d'état du signal de sortie est appelé le temps de réponse . Ce phénomène existe aussi bien à la montée qu'à la descente de la tension.

10% Ib

Temps de réponse:

Ic 90% 10% tr ton toff tf

Ib 90% 10% Ic 90% 10% tf tr toff ton

Temps à la fermeture, mise en conduction ton=td+tr Temps à l'ouverture(blocage) Toff=Ts+Tf

I).Exercices

Vérifier

que le transistor T3 (BC337 Pmax=800mW βmini=100,Vcesat=0.2V vbesat=0.7V)est saturé lorsque Ve=12V *Calculer Ib *Calculer Ic

Quelle

est la puissance dissipée dans le transistor?

J).Le montage Darlington

Un montage Darlington est une association de transistor qui permet d'avoir une amplification en courant élevée.

Ic=  0 .

I b

 0    1 .

2   1   2 Symbole Convention Ic Ic Ib T1 ib T 2 Ie Ie

Lors

des phases de saturation , le transistor qui conduit la puissance ne sature réellement jamais. Le montage commute donc plus rapidement qu'un transistor, mais dissipe plus de puissance.

Vcesat=VcesatT1+VbeT2

• EXERCICES

FIN