vII: lvz

FIG. 1 a: - Transistor PNP - Sens positifs: cOnventiOll'nels

Peut-être, le leot,eur débutant se sent-iI déjà pt:Jrdu devant l'énumé-ration de tous c'es mots barbaTes; qu'il se rassure, les définiüons en seront 'rappelées en temps utile.

Nous étudierons les problèmes posés de manière simple, plllr ordre logique, en développant 'la théor,ie de manière à permettre au lecteur de comprendre f,acilement le pour-, quoi d.e nos résull<tats prattques,

Nous donnerons des exemp1e3 peTmet,('antàu lecteuirde faiœ lés calculs lui-même et ,de vérifier ses résultats';.

Nous rappeleTons tout d'abord lxièvlement ce qu'i! est indispensa-, ble de connaître sur les transistors

pour ce qui n0l}s préoccupe.

A. - LE TRANSISTOR , Al. Généralités. - Le t'ran.sis-to;: . quand, nous l',achetons. se pré-se'nte

à

nous comme un petitt boî-tier Il.vec 3 fils d'e SOTtie a,ppelés reEpectivement émetteur, base et collecteur. La dénomination du transistor ne nous 'Sll!fi,t pas pour l'utiliselr cot<I',e'c~einent, il !!lOUS faut conn,M,tre ses carac,t6ristiqlles. lit suffit .le InOUIS lœpopter au

catalo-?,-.. gue du construoteur qui 110US donne tom Ies renseignern,enls voulus sur les tran,sl's!,or.s qu'il fabdque. De ces ,rensle,igne,mell1lts, nous ne

_retiell1-!!..

^{r - - -}^{- -}^-^-^-^-^-.,

.!.t.

~ ~

~. ~

L _________ _

^.J ^~

FIG.

2

a . . - MoÎltu(f.e 8(1JlS aplpHcation . -. d'un' signal

drbns da!]s 'la suite qu,e ceux qui ,n:ous intéressent pour monter des circuits à impulsions.

A2. Catégorie. Représentation conventionnelle. - P'remier , ren-seignement, le ,vransistor est soit du . type ,PNP soÎtt du type NPN ct est représenté conventionnel1ement comme j.J est indIqué SUr les figu-res la et 1 b.

Deuxième renseignement à no-teT: le tTans~stor est soilt au geT-manium, soit au silicium (son constituant e!>t en grande pa.rtie soit du germanium, soh du silicium),

A3.Conv.entions de signes. -Le transistor sera p3JTCOUru par des COUTants et' ,aura entre ses bor-nes des difl'érences de potentiel ou tensions. Pour i'f,llsonne'r simple-ruent ,nqus donnerons des sens po-sitifs 'aux courants et tensions au moyen de f1èebes (vok figure's la Imt/hur ~ ^Vec ~ ,.o//",,"IIu"

, , , ,

^/^/

Veb ",

,

" base l'

FIG. 1 b. - Tmnsistor NPN - Sells positifs conventionnels

et lb). Ces flèches n'Qnt pas le

, même' sens pOUil' IUIn transistor du

type IPNP et un ,tmnsistor du type · NPN. Ce bilt nous permettra par

!ta suite de raÎisonner à rr'a fois pour les 'transistors ,PNP et NPN.

Prenons des exemples pour mieux comprend>re. Le cour'ant qui trav'erse la <:onnexion ou «patte»

émetteur sera, par convention, po-sitif s'it1 la parcoul't dans le sens de ,la flèche, néga<tif dans le cas con,traire.

De' même la 1ension Voc existant. entre emetteur et collecteur seria dite posItive si son sens est celui do la flèche, négative d,ans le cas conrtraÎ<re.

Nous ipose,rons aussi Vbc

- Vcb , Vec = - Vcc , Veb

-- V be.

A4. Premières relations simples.

-- En éleotronique, comme en tout

·autre domailne, ri,en Ill<(l se perd, rien ne se crée; il s'ensui,t que le

~OUTant qui entlf'e dans le ~ransis

to': est égal à celui qui en so.l't, d'où la reJation:

L = lb +: L

(1)

J. étant ,le COUI'an<t parcoura,nt la

«pa!tte» émetteur, lb la ba,se, et L le collecteur.

De même lia différence de poten-tiel entre 2 pOtnts est j,a même quelle q'ue soit la manière dont on

FIG. 2' b. Montage avec appUcation d'un signal .

A TRANSISTORS ·

la meSlIIfe, dont on ['eX!pr,Ïtme, d'où Ia rel3Jtion :

Vec = V.b

4-

Vbc (2) Ces deux T,elations sont valables à chaque instant en prenant rpoll'r v.akurs des courants et des te, n-sions cenes de '1'1ns~ant considéré.

A5. Différents montages.

Dans un montage électronique on a tou~ours pour ce'lui-ci une entrée à ilaquelle -On applique

un

^5i~nal

J'ent'r,ée, signaI qui peut être une variation du courant ou de la ten-sion d'en1,rée, et une ool1tie où l'on

-. ce!lui ,avec collecteur com-mun ~remarque an,a1ogue).

Dans le premi'er 'montage, f en-trée se!iait e'11Jtre Ibase ~t émetteur, la 'Sol'tie entre colleoteur et émet-teur.

D3lIliS I.e second, J'em·t!1ée e,st entre émetteur et base, l.a sortie entJre 'coLlecteur et base.

<Dans le ·tJroisième l'e,ntrée est en-Itre base et oohlecteur, l,a sortie 00-Itre émetteur et coUecteur.

ILeS figufels 3 la, b let c lféSlUmelDt œci pour les ,tr,ansistors PNP. Les

colücteur emelleur collec/evr wel/evr

bau

y

/Jase

hasI

FIG. 3 a. - Em-etleur commun

FIG. 3 h. _. Base comnlune

FIG. 3 c. - Coneeteur commun recue~IIe un sig,nal de sortie

(varÎta-tiondu courant ou de La tension de sortie). Sn l'absence de signal d'entrée, On ne peu~ pas recueiHir de signail de sol1tie. iL'ent~ée a deux bornes paTcourues par un courant 1. et entre lesquelles . el<iste une tension V

" la sOll'tie a deux bomes avec un courant 1. et une tension V,. Un signal d'entrée sera soit une variation' de COUŒ1ant 6,,11, (d'CIta de I,l soit de ~ension 6" V. soilt ~es

deux à la foIs; à Ia soptie on re-cueillera, 'soit une v'aJfiation du courant de sor.tie 6,,12 , soit une vari,ation de la tension de sortie t; V 2, sovt les deux à la fois (voir figures 2a et 2b).

Pour ce qui est des transistors, trois mon.tages sont possibles:

le en mA

V.b .n V

mOlTIlt3!ges sont ,l,es mêmes pou. les tmnlsistOifs NPN.

A6. Courbes caractéristiques à 25° C.

lDanis son cata1ogue, le

COlTIlS<trIUC-teu. donne l:es couvbes permetillall1<t de d~tJermwner toutes les Va,!eUIfS le, lb, I c, V.b,. Vec, V bc à palPtir de deux d'e:Dllire elles (l'émetteur étant commun) lsewemetlllt, Je tJraIliSiÏcStOtf par sa cOOJSt1tution propre ooternli-nant le!s qUlatre autres.

·P·renons J'exemple .du transistoc OC71 ; ses oouil'bes oaa'aotêristiqlles en émetteur 'commun sOlnt données

fi~Uire 4. Pour Vec = 5 volts et le

=4,6 mA, on v.oit! que 1.=80 /lÀ et Veb = 0,19 VO!lts e,t par suite en ,repor,trunt daa!lS (1): 1. ~ 4,68

FIG. 4. - Came/éristiques à 25⁰ C du' OC71 - Emellellr ~ommllll

-- cdui avec émetteur commun mA, et Vbc = 4,8,1 vo1ts en repo,r-(pour 'le si~nal tout du moins, _ Mmt dans (2),

c'esl-à-dÎire que pour des variations Notons qUie cres courbes sont va-de COUf'an1cs ou d,e tensions, l'émet- lables à 25° C pour un tmnsistor ,

tem' e!>t commun à J'e'ntrée et à 1<a moyen cie la cllltégorie oonsidérée

sorth,), (dans notre exempile, les OCU).

_ oelui avec base commune (re- Deux tr:a'ilJ!>itStons cie même nom marque analogue), ' peuvent en effet différer seœibl:e-Page 74

*

^.^LE^H.AUT-PARLEUR

*

^{N° 1081}:::::::;;:;::;:=:;2::;2;;::~:::=:;;:::;2;;::::::::;;:;::;:::=:;;:::;2;;::;::::;;:;::;::=:;:;;:;::;::=:;:===::::===::::::::::::::::===::::::::';:':::::::';:':;:::::;::::::;:::;:::;':::=:::=::::.~::::::=::;::::::;:;:;;;::::;:::::;:::;:;:::=;::;:::=:;:=::;:::==::;==:::;:;

ment l'un de J "aJutre àca1.llse des

,difficul,res de Ja fabrication de ce5

tra'ns1stors. Sauf précision de la part du co,nstnuctem, l:es courbes et v3JlelU,rs qu'riIl donn'e sont vaLaJbles pour un tr.ansirstûrr moyern. 11 faudra·

dc,nc.être prudent dam'S lem

utiLisa-viom e,t ne pas thési,te,r à sacrmet un peu dalns Je rnVleau des performarn-oes d"un rnont,iJ,ge donné pom avOlÏir mn fonctionllJement sûr.

Bn génér,al, le con"t'foUctem dOOllle·

des ,agr,aondi'Slsem:ents de ces courhes

température ambiante T t:ensions à ses bor,ne,s ; noulS l'avoos déjà vu. En .l'absence diu signal à rentrée du montage et à J,a. SOŒltie, IselÛs des courants oontÏJnus et des re,n&ÏonscontÏJnues existerat dans le tr.ansÏrstor re.t il ses bornes. Pour un

«point de fonctionnement» déter-m1nré du tr,ansh>tor (c'eshdire P()UJf

émetteur commun (voir definüwn au par,agraphe A6);

Il le

- h21b = - - (6), gain de Il le

COUJ!1ant ,al>tefina,tif en montage bas,e commune. respectées, entrain'ant de's confu-sions et de:; e'rreUfS ,regrettable,s.

LecoMtructerur donne 3 valeurs de h"e:

~ Um,evaleur maximale qu'au-cun troosi,stor du nom considéré ne dépassera à 25 ~ C.

- Unre Ya1eù~ moyenn.e à 25° C de peu d'[lil'térêt pour nous.

Malheureusement, ce cour':I!nt croît avec la tempér,aJture du

AIO. Puissance dissipable.

I.e p.a.s.s:age du oou,rant d·ans Je pe,!ne de -ctétflUirre letranrsis}or , ,dt::

meme que qruand u,nre menage,ne chauffe trorp ses plats ceux-ci se tnansfOfment en charbon i nma.n-ge,abJ,e. Cetlie valeur maximale s'ap-p'Clm,e lia puissance dissipabte et est fonotion die la température am-biante, diminualnt quand ceUe-oi augmen'te, ce qui est logiqrae .. Le limites absolues d'litilisation à 25° C» par le cOln,structe,ur, nous d.es transistors abso·lume.nt quelcon-ques 'ei /1on sélectionnés parmi de,s bram,istors de même dénominMion.

Nous voulons ,avoir un montage fonotionnement du transi,stor est entièreme,nt déterminé. ve'l'ticale, .J',lIIuITe quasi hcrrjzonrtale :reliées par un cc,u de.'

iLa par t,je qu:a,si ve.rticak e,t l1a\

m()iHé irnfér.ieure du wude d,e mc-,oordeme'nt co:rre,spondent au fone-üonneme!lJt . .saturé dru transist'Or;

'B4. Tableau Comparatif.

Ré~umons"nou5 en un ' tabJeau

Souveinons-nolulS que Lu,; "croît-avec la tempé,p(\Jture du transÏ:>tcr ce q.u.i ·entraîJne que le courant maximal à admettre pou.r lebo est ceLui co,nrospondant à la tempéra-ture maximale de fonotionnement qrue rQln s'impe,se.

Cette puissance est faible, oomme

V... .

,Pooc que Jetnoosistor pui,sse

fonotion~ pendoot un temps de fonctionnement choisie. Cette ooœtafution est bien eDltendu vll!la-ble en pmouJier pour un pOlÏlllt de foncmoonement saturé ou poUr un point de fonctionnement bloqué.

V.c volts le 1l1IA in-vel!"sementse fai,t pendalrit lU!Il temps très coruŒt devant le temps pendam't puissanoe par lesmœrvaMes de temps où elle est produite) est

,Hyperbale de dissipatian

à 60⁰ C '- Valeurs limites V ^<o^'ct 10

Droite de fonctionnement.

Stl!Îv,ant, la tempéra~ure maxima,le arnroante de fonotiOIliIlemoot où J'on veut voir fonctionner Je mon-tage, on regal!"de sur la courbe de la 'pui,ssance dissipable (définie 00

paI!"agraphe AlO) qu'Cll1e valeur P

a.

cette puvssance à la tempéra-,tu.e considérée.

Brenons Je cas du transistor 2N 404 (figure 5). Supposons que

1Il0US vouIions avoh" un fonotionne-ment sÛJr à 60⁰ C. La puissamœ drssipable est ,alor,s de P;=70 mW.

Soyons ipnldenlls et considéil"ons qu'elle est seulement égale à 90 % Donc oetteoombe représente bioo la puissa:n:ce dissip.abile, même à pomts. Nous .obtenons !llIlle OOUll'be appelée hyperbole de dissipation à Ja tempémture maxillaIre de fonc-tionnement (voir figure 9).

Tout point si,uué à drmte de cette ,tous Ies éta,tscorre&PO!l1da,n,t aux points d~,un ~gmoot de droite ted qUiecelui noté a SllII: la figUre 9.

lD.ams1é cas d'un montage du type 'b, nous deyOills choilSÏrl\lill fonctionnement • ,tel qu'oP. ne passe jamais là ctro1te. d~ rhype.rb01e, .ooit au mieux ,ce1ud ,c011rt!sP9Œldamt à un segment dè ,droite tangen(~â ,l'hy-perbole tel que 'oelu,i Œl,pté .,bsuT, Ila fig;ure 9.P,aT définition J~s ·,d.rpdtes 'supportalnt Jes segments açu~,D ~ont

dites droites de. fonctionnement.

DS L' 'f V·· . '':''''!l'''I ' .

le nous iJnre.ressen.t.

Pour Vee , on s'wpo,sera UIlle va-leUil" liIllite VIOC \lm égaIe à ooviron

!la moItié de ,la ~aJeur manmale imposées par le constructeur.

Pour 1., si le fonctionnemen,t . est tel que <l'on reste pende temps 00

saturé pM" mppo!1t à ilia

duree

^de

fonctionnement 'génénaJ, on

preiIl-dra: coupe la courbe COl'oospondamte, à

=

^{2 mA} ^,au ^coude de ce.tte courbe en A, cel1e de 3 mA 00 B, ceLle de 4 mA en

C,

oeI1e de 8 mA en D, ,tous ces poLnts étamt HHgiC-ment à gllJUche ,de l'hypelfhole de dissipll!tion. Chactl11 de ces points est bien déterminé.

A priori, nous pOUVOIl!S choisir comme .point de fonctiollillementoo saturé l'un 'quelconque de ces

Ainsi pooc letr,ansistor 2N404, Vee ^max^'= 24 volts on a donc

ChbisÏJSsons ,un se'gment de drOiite de fonctioonement dam's Je ·,trriangiLe

o

Vec Hm. le

Hm-,Pour .radsooner l'Lus facilement,

prenons :l'exemple de noore tran~s

tor 2N404 et choi&issons comme segment de droite celui jolgnant V.o liru que nous traçons sur ilre gu-aphique donné par

ae

construc-te.ur, agr,amdiJSsemen.t des courbes caractéristiques pooc les faibles too-SiOIlS (Yo1;r- figure

J

Q) et pour un sera ,toujorurs 1!IIll-dessous de rhy-perhole de mssiplIJtion.

NQus avons pour ce point

=

^lcbo

= -

^lebo

et nous pouvons prendre V.c

Ve e ^I1m_

BH. Remarque importante.

Nous ,avons parlé de droite de 'ÎonctiOIl!Ilèi1ient. Nous verrons pIus taI'd que, pour avoir etfe~vemeŒlt

une droite de fonctionnement, ceda nous' ImHte à avOÎIf des charges . formées 'l1Mquemoot derésiSitanoes.

L'emploi ,de oharges oapaoitives ou bien de s'elf~ fait que a'on n'a pIus ,affiaire à lUlllIe ,droite de fOlllc-tiooo.ement 'lm,èMe, ne doit pas-<sor-t.ÎI!" du rectangle f()["mé p.ar [es axes

Dans le document stéréo lampes (Page 23-26)