5. Convertisseur N/A: Traceur de Courbes
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Royaume du Maroc OFFICE DE LA FORMATION PROFESSIONNELLE ET DE LA PROMOTION DU TRAVAIL MODULE 08 Traitement du Signal Travail Pratique Télécharger tous les modules de toutes les filières de l'OFPPT sur le site dédié à la formation professionnelle au Maroc : www.marocetude.com Pour cela visiter notre site www.marocetude.com et choisissez la rubrique : MODULES ISTA Première Année Programme de Formation des Techniciens Spécialisés en Électronique DIRECTION DE LA RECHERCHE ET INGENIERIE DE LA FORMATION Septembre 1995 TABLE DES MATIÈRES 5. CONVERTISSEUR N/A: TRACEUR DE COURBES 5-1 5.1 Information générale 5.1.1 Compétence visée 5.1.2 Critères particuliers de performance: 5.1.3 Durée du travail pratique: 5.1.4 Matériel nécessaire par équipe: 5.1.5 Évaluation 5-1 5-1 5-1 5-1 5-1 5-1 5.2 Introduction 5-2 5.3 Étape 1 5-2 5.4 Étape 2 5-3 5.5 Étape 3 5-4 5.6 Utilisation du traceur de courbe 5-5 Travail Pratique Traitement du Signal 5. Convertisseur N/A: Traceur de Courbes 5.1 Information générale 5.1.1 Compétence visée Utiliser un convertisseur numérique-analogique dans une application pratique. 5.1.2 Critères particuliers de performance: L’utilisation correcte des instruments de mesure. La mise au point du circuit. L’interprétation exacte des mesures. 5.1.3 Durée du travail pratique: La durée du laboratoire est de 4 heures. 5.1.4 Matériel nécessaire par équipe: Résistances 5 x 1 k ¼ W, 100 k ¼ W, 22 k ¼ W, 47 k ¼ W, 3 x 470 ¼ W Potentiomètres 1 k, 10 k Condensateurs 33 pF Diode 3 x 1N4148 Diode Zener 1N4733 (5.1V) Circuit intégré MC1408, 74LS93, 741 générateur de fonctions fréquencemètre oscilloscope deux traces avec sondes (2) bloc d’alimentation bipolaire 0-30 V Coffre de pièces, plaquette de montage, pinces et fils #22 Documentations pertinentes Transfo d’isolation (si nécessaire) 5.1.5 Évaluation 1- Fonctionnement du circuit ........................................................................ 50% 2- Réponses aux questions ............................................................................ 40% 3- Respect des normes (courbes et formes d’onde) ...................................... 10% Traçeur de Courbes page 5-1 OFPPT/TECCART Travail Pratique Traitement du Signal 5.2 Introduction Un traceur de courbes est utilisé dans l’industrie pour vérifier les caractéristiques des composants à semi-conducteurs. Le circuit proposé permet de tracer 8 courbes VCE-IC (IB) d’un transistor. Les courbes sont affichées à l’écran d’un oscilloscope en mode XY. Un convertisseur N/A est utilisé pour générer les différents courants de base nécessaires. Deux potentiomètres permettent à l’usager de régler le traceur de courbes en fonction du transistor sous test (TST). 5.3 Étape 1 Analysez le circuit de la Figure 5-1 et déterminez le rôle des pièces suivantes: D1 et R1 ________________ _____________________________ D2 et R2 ________________ _____________________________ D3 et R3 ________________ _____________________________ R4 et R5 ________________ _____________________________ R6 _____________________ _____________________________ 74LS93 _________________ _____________________________ Quelle forme d’onde devrait-on retrouver à la sortie Y? Réponse: _______________ _____________________________ +5V R5 R3 1k R4 1k D1 1N4148 TP1 R6 1k 100k Vcc = 5 Gnd = 10 3 U2 U1A 7 R2 14 1 1 6 A B LM339 Générateur 10 Vc-c 400 Hz 1k R1 47k D2 1N4733 12 D3 1N4148 TP2 2 3 QA QB QC QD 12 9 8 11 QB QC QD R0(1) R0(2) 74LS93 Y Figure 5-1 (Première partie du traceur de courbes de transistors) Réalisez le montage sur plaquette de montage du circuit de la Figure 5-1. Vérifiez le bon fonctionnement du circuit et relevez les tensions aux points de tests TP1, TP2, QB, QC et QD en prenant soin de les enligner avec la tension d’entrée. Notez les formes d’ondes sur la feuille prévue à cette fin à la fin du document. Traçeur de Courbes page 5-2 OFPPT/TECCART Travail Pratique Traitement du Signal 5.4 Étape 2 Quel est le courant de référence théorique utilisé par le MC1408 dans le circuit de la Figure 5-2? I réf. théorique = ____________ mA +5V RV2 10k Y RV3 10k U3 QD QC QB +5V R7 470 R8 5 6 7 8 C1 16 1 33 pF 14 15 470 D4 1N4148 R9 470 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 9 10 11 12 3 COMP RNGE IO 4 VREF+ VREFMC1408 Vcc = + 5V (13) Vee = -5 V (3) Gnd = 0 V (2) 7 2 4 Entrée Y Gnd TP4 +5V 1 R10 6 U4 5 741 Q1 22k Oscilloscope en mode XY TST Entrée X -5V RV1 1k Figure 5-2 (Circuits pour les étapes 2 et 3 du traceur de courbes) Quels sont les courants théoriques minimum et maximum de sortie du 1408 dans ce circuit? I min. théorique = _____________ mA I max. théorique = __________ mA Combien y aura-t-il de paliers de tension au point TP3? Réponse: _______________ _____________________________ Réalisez le montage du circuit de la Figure 5-2. Attention ! L’oscilloscope doit être isolé de la masse du circuit. Isolez la masse de celui-ci ou utilisez un transformateur d’isolation Réglez la résistance variable RV2 pour obtenir 0 Volt au curseur. Placez RV1 à sa valeur maximale (1 k). Branchez les QB, QC et QD du circuit 1 aux entrées correspondantes du circuit de la Figure 5-2. Évaluez théoriquement et pratiquement la forme d’ondes à TP3. Y a-t-il concordance? Si oui, continuez. Sinon, vous devez diagnostiquer l’erreur et corriger le dysfonctionnement avant de continuer plus avant. Traçeur de Courbes page 5-3 OFPPT/TECCART Travail Pratique Traitement du Signal Variez RV1 et notez son effet sur l’onde de sortie (TP3). ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Variez RV2 et notez son effet sur l’onde de sortie (TP3). ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Selon vous, quels sont les rôles de RV1 et RV2? RV1 contrôle de l’onde de sortie RV2 contrôle de l’onde de sortie Avant de réaliser la troisième partie, réglez RV1 et RV2 pour obtenir, à TP3, une onde variant d’un palier de 600 mV à un palier de 1,5 Volt. 5.5 Étape 3 Réalisez le montage de la dernière section du traceur de courbe. Choisissez un de vos transistors pour remplacer le TST (Transistor Sous Test). Placez l’oscilloscope en mode XY. Placez les deux canaux de l’oscilloscope sur l’échelle de 1 V/cm et branchez les sondes aux sorties X, Y et GND. Variez RV3 afin d’obtenir 8 courbes à l’oscilloscope. Observez et interprétez les courbes produites à l’écran de l’oscilloscope. Il est plus que probable que vous ayez à régler le traceur de courbes (RV1 et RV2) pour visualiser correctement les huit courbes. Quel axe représente le courant IC? ______________________________________ Quel axe représente la tension VCE? _____________________________________ Où est l’origine (0,0) à l’écran? ________________________________________ Selon les courbes obtenues, quelle est la valeur maximale de courant IC? _______ Selon les courbes obtenues, quelle est la tension VCE maximale? ______________ Quel est le HFE du transistor? __________________________________________ Relevez les tensions à TP3 et TP4 et enlignez-les à la suite des courbes notées lors de l’étape précédente. Traçeur de Courbes page 5-4 OFPPT/TECCART Travail Pratique Traitement du Signal 5.6 Utilisation du traceur de courbe Utilisez le traceur de courbes pour vérifier le fonctionnement de différents transistors NPN. Pourquoi existe-t-il des différences entre les courbes des différents transistors? ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Peut-on utiliser ce circuit pour comparer le HFE de plusieurs transistors? Si oui, expliquez comment: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Sinon, expliquez pourquoi: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Peut-on utiliser ce circuit pour mesurer les caractéristiques de transistors PNP? Si oui, expliquez comment: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Sinon, expliquez pourquoi: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Traçeur de Courbes page 5-5 OFPPT/TECCART Travail Pratique Traitement du Signal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 V générateur TP1 TP2 QB QC QD TP3 TP4 Exemple de courbes à l'oscilloscope Figure 5-3 Formes d’onde du traceur de courbes Traçeur de Courbes page 5-6 OFPPT/TECCART
