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
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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
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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
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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
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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
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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:
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
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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
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