Exemples d`utilisations des transistors bipolaires

Exemples d'utilisations des transistors bipolaires
Remarques concernant tous les montages:
Tous les montages ont ete testes (sauf ampli de classe B)
Si un montage refuse de fonctionner, mettre un condensateur de 1000µF sur
la plaque d'essais entre la masse et le +Vcc.
Certains calculs sont volontairement approchés pour des raisons de simplicité
(calculs de puissance dissipée, ...)
Liste des montages:
Regulateur de tension
Generateur de courant
Bascule à transistors
Oscillateur simple
Oscillateur avec un quartz
Amplificateur pour micro à electret
Amplificateur de classe B
Generateur de rampes
Montage n°1: Regulateur de tension
A quoi ca sert?
Ce montage permet d'obtenir une tension de sortie fixe avec une tension
d'entree variable
Schema:
http://xizard.chez.com/Cours/transistor_utilisation.htm
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Principe de fonctionnement
~ On cree une reference de tension à l'aide de R1 et de D1. La tension sur
la base de T1 vaut alors 5.1V (tension de la diode zener).
~ Le transistor joue le rôle de suiveur de tension et "amplifie" en courant.
C'est à dire que Vs = 5.1V - Vbe = 4.5V environ.
~ Pour un bon fonctionnement, il faut que Vcc vale au moins 6V.
~ La resistance R2 sert de resistance de charge. Sinon lorsque le montage
est à vide (courant de sortie Is = 0), Vs ne vaut pas 4.5V
Calculs
Soit Vcc = 15V, ß = 100, Vd = 5V1, Is_max = 100mA (intensite max de sortie).
Resistance R1:
~ Il faut le courant circulant dans la base de T1 soit negligeable devant
le courant circulant dans la diode zener, sinon la tension de sortie n'est
pas stable. On va donc calculer la resistance maximale, puis on va
diviser sa valeur par 10 pour respecter la condition ci dessus.
~ R1_max = (Vcc - Vd) * ß / Is_max = (15 - 5.1) * 100 / 0.1 = 9900
Ohms. On prendra donc R1 = R1_max / 10 = 1 kOhms.
~ Pour faire le calcul, j'ai pris le pire des cas, c'est à dire que plus
aucun courant ne circule dans la diode (voir cours sur les diodes). J'ai
utilise la formule Ic = ß * Ib et U = R * I
Puissance dissipee par T1:
~ P = Vce x Is_max = (Vcc - Vs) * Is_max = (15 - 4.5) * 0.1 = 1.05W.
~ Il va donc falloir un petit radiateur.
Remarques
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~ Vous pouvez bien entendu changer le transistor. Il faut le choisir en
fonction du courant de sortie (Is_max) qu'on veut obtenir. Pensez à bien
regarder la datasheet pour savoir quelle est la puissance maximale que peut
dissiper le transistor que vous avez choisi.
~ Le BD139 peut par exemple etre remplace par un BD135.
~ Notez que ce type de montage existe en circuit integre deja tout fait. Ce
genre de circuit integré est bien plus stable et consomme beaucoup moins.
Cependant il peut etre interessant d'utiliser ce montage pour faire un
regulateur à faible tension de dechet (difference entre Vcc et Vs).
Montage n°2: Generateur de courant
A quoi ca sert?
Ce montage permet de faire circuler un courant constant dans un dipole, et
ce quel que soit la tension à ses bornes (dans une certaine mesure). Le dipole
se branche entre A et B
Schema:
Principe de fonctionnement
~ On sait que pour un transistor, on a Ic = Ie. On va donc simplement fixer
Ie à une valeur.
~ Pour cela, on cree une reference de tension à l'aide des trois diodes, et
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de la resistance R1.
~ D'autre part, on sait que Vbe = cte = 0.7V. On va donc pouvoir obtenir une
tension fixe aux bornes de R2. Et qui dit tension fixe aux bornes d'une
resistance dit courant fixe (U = R * I).
~ Et voilà, c'est tres simple et tres pratique!
Calculs
Soit Vcc = 10V, Vd = 0.6V, Veb = 0.7V, ß = 200 et I = 0.02A (ce qu'on veut
obtenir).
Resistance R2:
~ On a Ur2 = 3 * Vd - Veb
~ Donc R2 = Ur2 / Ir2 = (3 * Vd - Veb) / Ie = (3 * 0.6 - 0.7) / 0.02 =
55 Ohms. On prendra donc la valeur normalisee 56 Ohms.
Resistance R1:
~ La resistance R1 permet d'avoir une tension de reference bien fixe.
Il faut donc que le courant qui part dans la base du transistor soit
negligeable devant le courant qui circule dans les diodes et la
resistance.
~ Or, on a Ib = Ic / ß.
~ Donc on va faire circuler Ir1 = 10 * Ib = 10 * 0.02 / 200 = 1mA
~ Soit R1 = (Vcc - 3 * Vd) / Ir1 = (10 - 3 * 0.6) / 0.001 = 8200 Ohms
Puissance max dissipée par le transistor:
~ P = Vec_max * I = (Vcc - 3*Vd + Veb) * I = (10 - 3*0.6 + 0.7) * 0.02 =
0.178W. Ca va!
Remarques
~ Pour verifier le courant, vous pouvez brancher directement un
amperemetre entre A et B. Vous devriez trouver environ 20mA (si vous
trouvez 0, changez le fusible de votre amperemetre avant d'accuser le
montage).
~ La tension maximale entre A et B pour que le generateur de courant
fonctionne en tant que tel vaut: Vab_max = Vcc - 3*Vd + Veb - Vec_sat = 10
- 3*0.6 + 0.2 = 8.4V environ.
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~ Notez qu'on pourrait enlever une diode, on perdrait alors en précision, car
Veb n'est pas tout à fait fixe. L'avantage serait qu'on pourrait avoir une
tension max entre A et B plus elevée.
~ On pourrait remplacer les trois diodes par une diode zener (montee dans
l'autre sens bien sur).
~ Une utilisation de ce montage est par exemple d'alimenter une LED à
l'aide d'une tension d'entree quelconque. (On aura toujours la meme
luminosite).
Montage n°3: Bascule à transistor.
A quoi ca sert?
Ce fabuleux montage permet à l'aide de deux transistors de réaliser une
memoire. La sortie change d'etat à chaque appui sur la touche.
Schema:
Principe de fonctionnement
La sortie se fait soit au point A, soit au point B. Ces sorties prennent
deux etats qui valent environ 0V ou +Vcc. Par la suite, on les appelera
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