Et ça c est quoi

Et ça, c'est quoi ?
par Henri-Pierre PENEL
Eh oui ! Notre rubrique aussi change de look. Si les schémas que nous vous proposions
jusqu'ici étaient d'un beau style technico-naïf, il n'en reste pas moins que leur lisibilité était
parfois « limite ». Adieu donc pinceaux, encres et couleurs, et bienvenue à la CAO. Ce court
préambule pour vous présenter nos nouveaux graphismes sur ordinateur. Afin qu'il ne s'agisse
pas uniquement ici d'un défilé de mode, nous en profiterons pour vous rappeler la fonction, le
brochage et les particularités des composants que nous utilisons le plus souvent.
1 La résistance. Composée de carbone, elle à pour fonction de limiter le passage du courant
électrique. Nous utiliserons essentiellement ce composant pour générer des potentiels autres
que ceux de l'alimentation, et atténuer des signaux. Dépourvue de polarité, la résistance n'a
pas d'orientation de câblage particulière. Notons que sa valeur ohmique n'est pas indiquée en
clair mais repérée par une série de bagues de couleurs. Une variante : le potentiomètre,
résistance variable.
2 Les condensateurs. Nous utiliserons deux types de condensateur : les non polarisés et les
électrolytiques. Les premiers sont réservés aux faibles valeurs et, comme les résistances,
peuvent être indifféremment câblés dans un sens ou dans l'autre par rapport à l'alimentation.
De plus, leur tension limite de fonctionnement est toujours très supérieure à celles présentes
sur nos montages. Nous ne préciserons donc pas cette valeur dans la nomenclature.
Inversement, les condensateurs électrolytiques, encore appelés chimiques, utilisent une
réaction électrochimique pour leur fonctionnement. Tout comme une batterie, ils doivent être
alimentés suivant une polarité précise. Leur boîtier cylindrique comporte à cet effet une gorge,
placée près de l'une des extrémités, et indiquant le pôle positif. D'une manière générale, les
condensateurs ont la particularité de laisser passer le courant alternatif et d'interdir le passage
du continu. Nous les utiliserons en entrée et sortie de nos montages, afin de laisser passer le «
signal utile » tout en éliminant les tensions continues, indispensables à la polarisation des
composants mais inutiles, voire nuisibles, pour le signal.
3 La diode. C'est le plus simple des composant dits non linéaires. C'est-à-dire qu'elle ne laisse
pas passer le courant de la même manière suivant sa polarité et sa tension. Le coeur de la
diode est un cristal de silicium sur lequel est réalisé une jonction. Localement, des impuretés
ont été logées dans le cristal de manière à créer une zone excédentaire en électrons, et une
autre déficitaire. Ce déséquilibre électronique a pour effet de laisser le courant traverser la
frontière séparant les deux zones dans un sens mais pas dans l'autre. Nous utiliserons les
diodes pour redresser le courant alternatif. Le sens de passage du courant dans la diode est
repéré par une bague. Il s'agit d'un composant polarisé dont il faut respecter le sens de
câblage. Une variante de ce composant est la diode dite Zenner. Celle-ci, tout comme la
précédente, laisse systématiquement passer le courant dans un sens mais n'interdit son passage
en sens inverse que si la tension reste inférieure à un certain seuil. Dès que celui-ci est
dépassé, le courant peut de nouveau passer. Ces diodes nous serviront de références de
tension. Enfin, les diodes, sous leur forme électroluminescente, feront office de voyants. Là
encore, attention à la polarisation : la patte la plus longue vers le +.
4 Le transistor. C'est la base de tout montage. Tout comme la diode, le transistor est en
silicium. Ici ce n'est pas une jonction mais deux qui sont créées. Ce composant est un
amplificateur de courant. Il possède trois électrodes : le collecteur, la base et l'émetteur. Le
courant qui traverse le circuit base-émetteur commande celui circulant dans le circuit
collecteur-émetteur. Ces deux courants seront proportionnels l'un à l'autre, et leur rapport
correspond au facteur d'amplification du transistor. Suivant la puissance qu'ils sont capables
de supporter, les transistors sont proposés sous différents boîtiers. Ceux destinés aux
puissances les plus faibles posséderont un boîtier en plastique moulé comportant un méplat.
Ce dernier permet de repérer chaque contact. Nous utiliserons également fréquemment, pour
la puissance supérieure qu'ils peuvent fournir, des transistors équipés d'un boîtier métallique.
Ici, un ergot signale le fil correspondant à l'émetteur. Enfin, pour les puissances les plus
élevées, les transistors les plus employés seront habillés d'un boîtier dit TO 3. Destiné à être
fixé sur un radiateur pour évacuer la chaleur dissipée par le passage du courant, ce type de
boîtier ne comporte que deux contacts. Le premier correspond à la base, le second à
l'émetteur. Souvent, les lettres B et E sont gravées en face de chaque sortie. Le collecteur,
quant à lui, est directement connecté au boîtier lui-même. Cette dernière liaison sera donc
assurée par un boulon. Si plusieurs transistors sont montés sur un même radiateur, il faudra
penser à utiliser un isolateur, plaquette de mica interdisant le passage du courant entre le
boîtier du transistor et le radiateur.
5 Les circuits intégrés. En fait, il s'agit de l'assemblage, sur un même substrat de silicium, d'un
grand nombre de transistors et de quelques autres composants, tels que diodes ou résistances.
Chaque circuit intégré possède une fonction bien particulière. Nous utiliserons des circuits
intégrés analogiques, d'autres numériques, mais dans tous les cas l'aspect général de leur
boîtier sera identique. Une série de broches dépassent sur chaque côté de celui-ci, d'ou
l'appellation dual in line (en double ligne) de ce type de boîtier. L'une de ses extrémités est
équipée d'une encoche. En plaçant cette encoche vers le haut, les contacts seront numérotés en
tournant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. La broche numéro un est celle placée
en haut immédiatement à la gauche de l'encoche. Lors du câblage, il faudra donc toujours
prendre grand soin de respecter l'orientation du circuit intégré, et donc son brochage, sous
peine de le détruire dès la mise sous tension de la réalisation. A ce propos, attention : la
transformation d'un circuit intégré en circuit désintégré se fait, sauf très rares exceptions, dans
la plus grande discrétion. Il sera donc impossible de distinguer, d'un simple coup d'oeil, un
circuit en bon état d'un circuit grillé.
Enfin, pour terminer, rappelons que le schéma de câblage que nous vous proposons est, tout
comme dans les recettes de cuisine, une « suggestion de présentation ». Rien ne vous
empêche, si vous souhaitez utiliser un autre support que nos traditionnelles plaquettes de
câblage, de réaliser le montage en prenant comme base de travail le schéma électrique.
Cependant, la « solution plaquette » nous semble offrir une réalisation relativement propre
avec un minimum d'outillage.
-------------------------------------------------------------------------------Science & Vie N°908, Mai 93, page 128