A. Objectifs de la séquence: à l'issue de la séquence, il faut être capable de: Expliquer le...
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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.
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B. Etude de la fonction commande du moteur
B.1 Schéma structurel correspondant:
+ -M
-
+
-
+
+10V
M
LM324
LDR1
LDR2
18K
3.9K
68K
100K
A
B
D1
D2
D3
D4
T1
T2
T3
T4V
V+
-
Rôle: ?Commander le moteur dans les deux sens.
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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 PNPSYMBOLE
e
c
b
c
e
b
La flèche indique le sens du courant émetteur
e
NPN
bc
b
PNPc
e
e
c
b
c
e
b
Effet transistor
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D. Caractéristiques d'un transistor.
D1.Schéma permettant de relever la caractéristique d'un transistor.
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Caractéristique de sortieCaractéristique de sortie
IC
VceIb
Caractéristique de transfertCaractéristique de transferten courant en courant
Caractéristique d’entrée
Vbe
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Caractéristique d’entrée
Cette courbe représente la jonction base émetteur. Le seuil de tension Vbe est situé à environ 0.7V.
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Caractéristique de transfert en courant
Elle permet de déterminer l'amplification en courant (β ou hfe)=
Ib
Ic
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Caractéristique de sortie
Cette caractéristique est donnée à ib=cst..
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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.
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Si Ib=0 Ic=Ice0 0 On dit que le transistor est bloqué .Vce =VCC le fonctionnement est en B
1.Etat bloqué:
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
2.Régime linéaire:
Ic est limité par la charge eargch
satC R
VceVCCI
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.
REM:
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F)RécapitulationUn 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.IbP=Vce.Ic+Vbe.Ib souvent Vbe.Ib << Vce.Ic
Alors:
P Vce*Ic La puissance dissipée est presque nulle.
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G).Retour à la fonction commande du moteur
+ -M
-
+
-
+
+10V
M
LM324
LDR1
LDR2
18K
3.9K
68K
100K
A
B
D1
D2
D3
D4
T1
T2
T3
T4V
V+
- S1
S2
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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.
Quel est le rôle des diodesQuel est le rôle des diodes
+ -M
-
+
-
+
+10V
M
LM324
LDR1
LDR2
18K
3.9K
68K
100K
A
B
D1
D2
D3
D4
T1
T2
T3
T4V
V+
- S1
S2
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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.
Temps de réponse: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.
trtf
ton toff
Ib
Ic
10%
90%
10%
90%
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trtf
ton toff
Ib
Ic
10%
90%
10%
90%
Temps à la fermeture, mise en conduction
Temps à l'ouverture(blocage) Toff=Ts+Tf
ton=td+tr
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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?
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Un montage Darlington est une association de transistor qui permet d'avoir une amplification en courant élevée.Ic=
J).Le montage Darlington
0 .Ib
Symbole Convention
Ic
Ie
ib
Ib
Ie
Ic
T1T2
0 1 2 1 2 .
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
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FIN
• EXERCICES