6GEI300 - Électronique I Laboratoire #3 1. Objectif 2
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6GEI300 - Laboratoire 3 Université du Québec a Chicoutimi Hung Tien Bui Automne 2007 6GEI300 - Électronique I Laboratoire #3 Les Transistors Bipolaires Automne 2007 1. Objectif • Se familiariser avec les transistors bipolaires 2. Méthodologie Dans ce laboratoire, vous allez manipuler des circuits qui contiennent des transistors NPN de type 2N2222. Vous allez commencez avec un circuit de polarisation simple et vous allez prendre des mesures pour pouvoir comparer la théorie avec les mesures expérimentales. Cette section risque d’être plate mais elle est importante pour que vous vous familiarisiez avec le processus. Par la suite, vous allez faire des expériences un peu plus poussées. Vous allez créer un commutateur qui servira a allumer une diode photoluminescente (LED) a l’aide d’un transistor en saturation. Finalement, vous allez utiliser un transistor en saturation comme un inverseur logique et vous allez créer un oscillateur en boucle. 3. Travail demandé Ce laboratoire est divisé en 3 parties comme on l’avait décrit précédemment : - Polarisation d’un transistor (2N2222) - Commutateur pour une LED - Oscillateur en boucle a 3 étages Pour commencer, je vous invite a aller sur Google et a chercher la feuille de spécification qui décrit le transistor que vous allez utiliser. C’est le 2N2222. Ceux qu’on a en 1 6GEI300 - Laboratoire 3 Université du Québec a Chicoutimi Hung Tien Bui Automne 2007 laboratoire (Automne 2007) sont fabriques par ST Microelectronics. Ne vous laissez pas intimider par les paramètres que vous ne connaissez pas. Pour l’instant, allez identifier les paramètres tels que la tension maximale aux différentes bornes, le courant maximal, le β (hfe), et l’identification des pattes. Dans la spécification, vous allez voir comment sont assignées les pattes et ca devrait ressembler a la figure 1. Donc, l’émetteur est la patte qui est la plus proche de la languette qui dépasse (vu du bas, avec les pattes en l’air). Figure 1. 2N2222 vu du bas a) Polarisation DC d’un transistor Vous allez commencer par connecter le circuit de la figure 2 : Figure 2. Première polarisation d’un transistor 2N2222 Il est temps de prendre quelques mesures. 1. 2. 3. 4. 5. Quelle est la tension a la base du transistor? Quelle est la tension au collecteur du transistor? Quelle est la tension a l’émetteur du transistor? D’après ces valeurs, déterminez la région d’opération du transistor. D’après ces valeurs, déterminez la valeur du β. Remplacez la valeur de la résistance à la base avec une résistance de 4.7K et refaites les mêmes mesures : 2 6GEI300 - Laboratoire 3 Université du Québec a Chicoutimi Hung Tien Bui Automne 2007 6. Quelle est la tension a la base du transistor? 7. Quelle est la tension au collecteur du transistor? 8. Quelle est la tension a l’émetteur du transistor? 9. D’après ces valeurs, déterminez la région d’opération du transistor. 10. D’après ces valeurs, déterminez la valeur du β. 11. Laquelle de ces configurations (R=1M ou R=4.7K) est propice à l’amplification? Pourquoi? b) Commutateur pour une LED Pour cette deuxième partie, construisez le circuit de la figure 3. Vous aurez besoin de demander aux techniciens (ou au charge de laboratoire) de vous donner un commutateur de type « push-button » et une LED. Le commutateur devrait être simple : si l’usager pèse sur le bouton, une connexion se fait. Sinon, c’est circuit ouvert. L’étudiant astucieux se demanderait : « si on a déjà le commutateur, pourquoi est-ce que j’ai besoin d’un transistor? ». L’usage du commutateur manuel ici n’est que pour simplifier le laboratoire. En réalité, ce signal aurait pu venir d’un ordinateur, ou d’un autre circuit. Ici, on se sert du commutateur « push-button » pour montrer les concepts de base. Figure 3. Circuit de commutateur pour une LED 12. Décrivez qualitativement ce qu’il se produit lorsque vous pesez sur le bouton du commutateur et quand vous le relâchez. On peut expliquer ce circuit en 2 parties : quand le commutateur est connecte et quand il ne l’est pas. 13. Expliquez le fonctionnement du circuit. 3 6GEI300 - Laboratoire 3 Université du Québec a Chicoutimi Hung Tien Bui Automne 2007 c) Oscillateur en boucle a 3 étages Pour la troisième partie du laboratoire, construisez le circuit ci-dessous. Figure 4. Oscillateur en boucle a 3 étages 14. Expliquez brièvement le fonctionnement du circuit. 15. Mesurez la fréquence d’oscillation de ce circuit. 4. Rapport Répondez aux questions qui ont été posées tout au long du document de laboratoire. Ajoutez quelques phrases, au besoin, pour justifier vos réponses. Ajoutez une section intitulée « Conclusions » a la fin de votre rapport. Dans cette section, vous devez expliquer le lien entre les différents aspects que nous avons explore dans le laboratoire. Expliquez la raison d’être des expériences qui vous ont été proposes (« On nous a demande d’ajouter X au circuit pour pouvoir augmenter Y puisque ca affecte Z de telle manière»). Dans la même section, je vous demanderais de me faire part de vos commentaires. N’hésitez pas a me faire des reproches : ca ne comptera pas dans la note. 5. Barème 3 Points par question 5 Points pour la section « Conclusions » /45 /5 6. Notes - Les rapports de laboratoire devraient être moins de 3 pages (si possible). 4
