- enseignement Catholique

HGT (ScG)
Physique
UAA1
AUTEUR : Philippe Godts
Fiche d’expérience 13
Le transistor comme interrupteur
Objectif d’apprentissage
Comprendre un type de fonctionnement du composant qui a été à la base de la microélectronique.
Matériel suggéré
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Pile 4,5 V*1 ;
Source de tension d’appoint d’environ 1 V (pile de 1,5 V…) ;
Ampoule sur soquet 6 V/0,1 A* ;
Transistor BC548 ;
Résistance de 6,8 kΩ ;
Résistance variable de 10 kΩ ;
Voltmètre ;
Cordons à pinces crocos* ;
Eventuellement : sucres de connexion, élastiques, latte…
Santé, sécurité, notes techniques
Voir remarques générales dans le document relatif à la boîte électrique de base (BEB).
A propos du transistor BC548, raccorder toujours le collecteur (1) du côté de la borne positive du générateur
(dans les schémas ci-dessous, toujours l’ampoule), l’émetteur (3) du côté de la borne négative du générateur. La
base (3) sera toujours protégée par une résistance d’au moins 1,8 kΩ, tandis que le courant passant par le
collecteur sera limité à 100 mA.
Procédure
Les montages suivants peuvent être effectués au moyen des cordons à pinces crocos, mais on pourra également
utiliser un sucre (élément à visser, utilisé pour raccorder les lustres) pour certaines connexions entre deux
composants (par exemple entre l’ampoule et le collecteur du transistor et entre l’ampoule et la résistance dans le
premier montage), de manière à gagner de la place et de la stabilité. De plus, il est recommandé de fixer les
petits composants à un objet plus stable (par exemple une latte) au moyen d’un élastique
1
(*) Ce matériel est inclus dans la boîte électrique de base (BEB).
SCG PHY UAA1 FE13 151023
A. Commande du transistor à l’aide d’une source de tension d’appoint
Il s’agit ici de tout d’abord raccorder le transistor en respectant l’ordre
des branchements : l’émetteur (broche 3) est à raccorder à la borne
négative de la pile de 4,5 V, et le collecteur (broche 1) est à raccorder
à l’ampoule.
Dans ce cas, l’ampoule reste éteinte : le transistor est en mode
bloquant.
Quand on raccorde la borne positive d’une source de tension
d’appoint d’environ 1 V à la base (broche 2) du transistor, et la borne
négative à l’émetteur (en commun avec la borne négative de la pile
de 4,5 V, l’ampoule s’allume.
Si on inverse les deux bornes de la source de tension d’appoint,
l’ampoule s’éteint à nouveau.
B. Commande du transistor par un potentiomètre
Remplacer la source de tension d’appoint par la résistance variable raccordée en
montage potentiomètre (voir Fiche d’expérience « Circuits électriques complexes »)
sur la pile de 4,5 V. Régler la résistance variable de manière à ce que l’ampoule
commence juste à briller.
,8 k
Brancher un voltmètre entre l’émetteur et la base du transistor, et mesurer la tension
nécessaire pour que l’ampoule commence juste à briller.
1
k
Notes pour le professeur
Dans tous les montages, on pourra remplacer l’ampoule par la LED raccordée en série avec une résistance de
470 Ω.
Le montage pourra être également réalisé en piquant des punaises cuivrées (métal apparent) dans une
planchette de bois aux endroits des contacts, en en étamant les têtes (déposer un peu de soudure après les avoir
suffisamment chauffées au fer à souder), puis en y soudant les bornes des composants. Le circuit ainsi réalisé a
des contacts beaucoup plus stables, mais est bien sûr plus difficile à démonter !
Plusieurs firmes de matériel didactique proposent aussi des montages d’électronique à effectuer par exemple sur
des plaques de montages.
Le transistor BC548 bascule du mode bloquant au mode passant pour une tension émetteur/base d’environ 0,7
V. Le transistor peut ici simplement être compris comme un interrupteur commandé par un courant (celui
transmis par la base).
Pour aller plus loin
On pourra brancher un ampèremètre en série avec l’ampoule et le collecteur et mesurer le courant y circulant en
fonction de la tension émetteur/base.
Développement attendu principalement visé
Reconnaitre et utiliser des symboles normalisés des éléments de circuit (C4).
Réaliser un circuit simple à partir d’un schéma et vice-versa (A1).
Sur base d’un schéma normalisé, l’élève identifie les éléments du circuit, l’associe avec un circuit réel
(un montage, une photo, …) ou construit le circuit réel correspondant.
Sur base d’un circuit réel, l’élève le représente sous forme de schéma normalisé.
Restituer un schéma du circuit d’alimentation d’une LED, d’un potentiomètre et d’un rhéostat (C5).
L’élève réalise le schéma du circuit d’alimentation d’une LED, d’un potentiomètre ou d’un rhéostat.
À l’aide d’une expérience montrée, mettre en évidence et estimer la variation du courant électrique
d’un circuit en fonction de paramètres (A3).
À partir d’une expérience, l’élève déduit l’influence qualitative et/ou quantitative de différents
paramètres (par exemple : la nature du matériau, la longueur et la section du fil, la température,
l’humidité) sur l’intensité du courant circulant dans un récepteur soumis à une tension donnée.
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