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:

+ -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.

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

D. Caractéristiques d'un transistor.

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

Caractéristique de sortieCaractéristique de sortie

IC

VceIb

Caractéristique de transfertCaractéristique de transferten courant en courant

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)=

Ib

Ic

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.

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:

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.

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

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

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%

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

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?

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

FIN

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