Sciences de l’ingénieur Eléments de correction de l'évaluation sur le transistor Eléments de correction "évaluation relative aux transistors ". Exercice 1 : Etude du comportement en commutation sur un Hacheur 1.1 Etude qualitative de la commutation : Le transistor T1 est un transistor NPN, en régime de commutation, un niveau logique 1 sur la base entraîne sa saturation. En revanche un niveau logique 0 implique son blocage. Le transistor T2 est un PNP un niveau 1 entraîne le blocage et un niveau 0 sa saturation. Vc (V) Etat de T1 Etat de T2 0 bloqué Saturé 5 Saturé Bloqué Vgs (V) 0 12 Etat de Q Bloqué Saturé Um (V) 0 200 1.2 Rôle de la diode D : Le courant ne peut s'annuler brutalement dans l'induit du moteur (circuit inductif). Par conséquent au blocage de Q la diode assure la continuité du courant dans l'induit du moteur. De ce fait elle protége le transistor Q d'une surtension induite lors de son blocage. On nomme cette diode "diode de roue libre". Exercice 2 : Etude de la commande d'un relais de puissance : 2.1 Détermination des courants relatifs à la bobine : Ie = Ve =20,8 mA ;I d = Vd =2,8 mA et In= Vn =27,8 mA Rb Rb Rb 2.2 Courant de base Ibe : Ibe = Ie =0,7 mA il faut considérer le cas le plus défavorable si on veut garantir à coup sur la βm saturation du transistor soit β = βm. 2.3 Détermination de la valeur de R : Loi des mailles relative au circuit de polarisation de la base. Va − R.Ibe =Vesat on tire alors : R =Va −Vbesat =6336 Ω La valeur normalisée retenue est 5600 Ibe Ω Il convient de rejeter la valeur 6800 qui est la plus proche du résultat recherché mais qui sera responsable d'une intensité de base plus faible et qui induira le non-déclenchement du relais. Lycée Belair de Sainte Suzanne 1/3 Sciences de l’ingénieur Eléments de correction de l'évaluation sur le transistor 2.4 Le sujet propose R= 2,2 kΩ. Notons Ibesat le courant injecté à la base à la saturation. Vérifions que Ibesat > Ibe assurant de cette manière l'enclenchement du relais. Ibesat =Va −Vbesat =2 mA le coefficient de sursaturation est d'environ 2,9. R Même dans le cas le plus défavorable avec un β au minimum le relais s'enclenchera. Exercice 3 : Etude d'un éclairage automatique : 3.1 Valeur de R pour différents éclairements : R(0,01) = 6 MΩ ; R(10) = 3 kΩ et R(100) = 350 Ω environ 3.2 Valeur maximale à attribuer à Vc : La puissance maximale dissipable par R est P = 100 mW. Or : 2 P= Vc ⇒Vc = P.R(10) =17,3V R(10) 3.3 Courant de base à l'enclenchement : Ib = Ic = 30 =0,3 mA β 100 3.4 Valeur à attribuer à R1 et R2 : On notera I l'intensité dans R k R1 U= 24V I1 R Rb ib T Vc Il faut trouver des relations avec R1 et Rb La loi des mailles (bleue) permet d'écrire : U R1=U −Vc la loi d'ohm nous donne UR1 = R1.I1. Lycée Belair de Sainte Suzanne 2/3 Sciences de l’ingénieur Eléments de correction de l'évaluation sur le transistor R1=U −Vc reste donc à exprimer I1 ce qui sera fait avec la loi des nœuds I1 En effett I1 = I + Ib avec I = Vc R(10) R1 = U −Vc =9,66 kΩ Vc + Ib R(10) Pour R2 écrivons la loi des mailles (verte) Vbesat + Rb.Ib =Vc Rb =Vc −Vbesat =14,66 kΩ Ib 3.5 Valeur de déclenchement : Soit Ed la valeur d'éclairement recherchée. Le déclenchement a lieu si l'intensité de collecteur (donc dans la bobine) est inférieure à 10 mA. Soit un courant à la base ib = 0,1 mA et donc une tension Vc = 1,6 Volts. R(Ed )=Vc or I = I1 -Ib il faut donc déterminer I1. I I1=U −Vc R1 R(Ed )= Vc =71,8 Ω U −Vc − Ib R1 La lecture de la courbe R(E) conduit à Ed = 500 Lux. 3.6 Solution pour permettre un réglage du seuil d'enclenchement. Il convient de substituer à R1 un potentiomètre en série avec une résistance. L'ensemble devra être équivalent au maximum à la valeur de R1 la valeur de P dépendra de l'amplitude du réglage souhaitée. P Remarque : la résistance R permet de limiter la tension Vc appliquer à la photorésistance lorsque P = 0. en effet dans ce cas Vc = 24 Volts est supérieure à la tension admissible. Lycée Belair de Sainte Suzanne 3/3