Alternatif Alternatif Continu Transformateur Continu R e d re sse u r

Sciences de l’Ingénieur Page 129
CI8_E6_Modulation W
Modulation d’énergie
But : Adapter les grandeurs d’entrées du récepteur avec les grandeurs de sortie
du générateur.
Alternatif Alternatif
Continu
Transformateur
Continu
Redresseur
Onduleur
Hacheur
Nous trouvons donc un certain nombre d’appareil électronique ou
électrotechnique
Transformateur
Redresseur
Onduleur
Hacheur
Alimentation continue
Alimentation à découpage

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Fonction commuter l’énergie : Les interrupteurs
électroniques
Deux types commandes : en courant & en tension
Format
Exemple de symboles : il existe une multitude d’interrupteur électrique.
Bipolaire Effet de champ Hybride IGBT
Diode Thyristor Triac
Générateur Récepteur
Pré actionneur :
Fonction commuter ou
moduler l’énergie
Ordre 0 énergie : ordre de grandeur µA
Energie :
Dizaine à millier
d’ampères

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1 – La diode
On crée une jonction P ou N
On rapproche les jonctions pour créer une jonction PN
Si la tension V
AK
est supérieure à de l’ordre de 0.6V, le champ électrique ε est
annulé le courant peut passer
Si la tension V
AK
est inférieure à 0, le champ électrique ε est augmenté, le
courant peut encore moins passer.
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si As
_
Isolant parfait
Si
Si
Si
Si Ga
_
trou
As (5 électrons)
Dopage N un électron libre
Ga (3 électrons)
Dopage P un trou libre
N
P
-
-
-
+
+
+
On soude deux électrodes et
on recouvre de plastique
Cathode : K Anode : A
K A
V
AK
I
V
AK
ε
Limite zone de
destruction
N
P
-
-
-
+
+
+
Dopage N
Un électron
libre en plus
Dopage P
Un électron
libre en moins
N
P
-
-
-
+
+
+
On rapproche les
jonc
tions P & N, il y a
transfert de charges
N
P
-
-
-
+
+
+
On observe une zone où il y a
un champ électrique interne qui
s’oppose au passage du courant
ε
1
2
3
!

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2 - Le transistor Bipolaire :
Même principe mais avec 3 jonctions NPN ou PNP, le plus simple NPN
• Si l’on annule le champ électrique ε, les électrons peuvent passer de
l’émetteur vers le collecteur.
• Un effet d’amplification apparaît : IbIc
×
=
β
avec β gain dépendant du
transistor (10 à 500).
• Pour annuler le champ il faut comme pour la diode appliquer une tension
d’environ 0,6V aux bornes de B et E.
Montage de base : On veut commander un moteur consommant 2A sous 24V à
partir du port parallèle 5V, 50mA maxi
N
P
N
B : base
C : collecteur
E : Emetteur
ε
b
c
e
N
P
N
B : base
C : collecteur d’électrons
E : Emetteur d’électrons
Les électrons
vont du moins
vers le plus
!
c
e
b
0,6V
Le moteur impose Ic
Le transistor impose le gain
β
On doit envoyer au moins
β
Ic
Ib =pour
saturer le transistor et le faire fonctionner
en bloqué/saturé sinon il travaille en
amplification
Ic = 2A, β
= 500
=== 100
2
β
Ic
Ib 20 mA
M
c
e
b
0,6V
M
24V
5V
Ic =I moteur = 2A
Ib
e
b
0,6V
Uc
5V
Ib
Rb
Loi des mailles
( )
β ×==
=×
=
c
bec
b
bec
bebbc
beRbc
I
U-U
I
U-U
Rb
0 U- IR - U
0 U- U- U
! La commande dépend de la charge.

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3 – Le Transistor à effet de Champ :
• FET : Field Effet Transistor
• MOSFET : Metal Oxyde Semiconductor Field Effet Transistor
Il existe 4 structures : Canal N ou P, appauvrissement ( Depletion) D-MOSFET ou
enrichissement (Enhancement) E-MOSFET
Exemple : Canal N à enrichissement
• La structure Grille isolant Semi conducteur est assimilable à un
condensateur, c’est une commande en tension indépendante de la charge.
• Si on applique une tension VGS entre la grille et la source, on augmente les
charges libres dans le semi-conducteur qui sont repoussées de la jonction
semi-conducteur/oxyde, créant tout d'abord une zone dite de "déplétion".
Puis lorsque la différence de potentiel est suffisamment grande il apparaît
une zone "d'inversion". Cette zone d'inversion est donc une zone où le type
de porteurs de charges est opposé à celui du reste du substrat, créant ainsi
un "canal" de conduction.
Exemple : Canal N à appauvrissement
Ici sans tension de commande, le transistor conduit (équivalent à un contact NF).
N
N
Grille
Source
Drain
Isolant
Substrat P
Semi conducteur P