Composants électronique

Composants électronique
La LED est une diode qui émet de la lumière lorsqu'elle est
alimentée dans le sens passant suivant une couleur spécifique
à la technologie (rouge, verte, jaune, ...). Elle bloque dans le
sens inverse comme une diode standard mais avec une faible
tension de seuil et un faible courant autorisé. Elles ne sont
jamais utilisées en redressement.
-Diode Zener
+I
F
zener
point
-6
-3
1
Constant
breakdown
voltage
2
3
+VF
Transistor
En 1951, William Schockley inventa le
premier transistor à jonctions, un composant semiconducteur qui amplifie les signaux électroniques
tels que ceux de la radio ou de la télévision. Le
transistor a entraîné l’invention dans nombreux
autres composants, comme le circuit intégré (CI),
un petit circuit contenant des millions de transistors
miniaturisés. Grâce à eux, les calculateurs
modernes et autres miracles électroniques sont
possibles.
• Transistor : (Transfer
resistor) résistance de
transfert.
• Composant électronique
utilisé pour remplir la
fonction d’amplificateur
(de courant ou de tension)
ou la fonction de
commutateur électronique.
Transistor=2 jonctions PN
D’où l’apparition
de deux type de
transistor
Il est constitué par la succession de trois couches de
semi-conducteur (généralement du silicium) de type N- PN (ou PNP). Des connexions métalliques sont fixées sur
la partie centrale appelée Base et sur les deux extrémités
appelées Collecteur et Emetteur.
Aspect symbolique
Caractéristiques du transistor
• Les caractéristiques de transfert sont définies à
partir du montage suivant :
On effectue ce que l’on appelle une polarisation du
transistor. Celle-ci permet de définir les
caractéristiques :
•d’entrée ib=f(Vbe) paramétrée en Vce.
•de sortie ic=f(Vce) paramétrée en ib.
* Ic en fonction de Ib!!!
En pratique, on utilisera la relation simplifiée :
IC    I B
 est le gain en courant du transistor.
Pour donner un ordre de grandeur, le gain en courant peut varier de 10
à 500, voire 1000, selon le modèle du transistor.
Courant de l’émetteur est donner par:
Si
 1
I E  I B  I C  (1   ) I B
, on peut simplifié le courant :
I E  IC
Rb
+
c
Rb
b
+
+
e
c
b
IC
e
-
Re
Re
E  I B RB  Vbe
IB 
Ib=0  aucun courant ne
circule
+
E  Vbe
RB
Puissance dissipée
IB étant b fois plus faible que IC , on
peut considérer en première
approximation que la puissance dissipée
dans le transistor est :
𝑃 = 𝑉𝐶𝐸 . 𝐼𝑐
Principaux paramètres des transistors
bipolaires
A titre d'exemple, voici ce qu'on peut trouver dans
un catalogue de fabricant:
à retenir
• Un faible courant « courant de base : Ib »
peut commander un courant plus
important
« courant de collecteur : Ic».
• le courant de collecteur Ic est
proportionnelle au courant de base Ib, le
facteur étant le gain en courant.
• Quand Vce diminue pour devenir très
faible, la jonction cesse d’être polarisée
en inverse, et l’effet transistor décroît
alors très rapidement. On dit que le
transistor est saturé
• Le gain des transistors de puissance est
faible.
Aspects physiques
Transistor à effet de champ JFET
La principale différence fonctionnelle entre
un transistor bipolaire et un transistor à
effet de champ, et que le premier est
contrôlé par un courant et que le deuxième
est contrôlé par une tension.
Un transistor JFET possède trois
bornes :
- la grille (g)
- le drain (d)
- la source (s)
caractéristique du transistor à effet de
champ(cas canal N)
Ce qu’il faut retenir
1. Le transistor JFET est commandé par la jonction grille canal, autrement dit par la tension de grille VGS.
1. Les transistors JFET doivent uniquement être utilisés avec
des tensions VGS négatives et inférieures à la tension de
claquage inverse. (VGS≤0.6V)
 Généralement on utilise une tension négative ou nulle.
2. La caractéristique d’entrée est celle d’une diode polarisée
en inverse(Impédance d’entrée très importante)
On a donc toujours :
Ig =0
3. Si VGS=0V on aura un courant Id maximal (Idss).
𝑉𝐺𝑆 < 𝑉𝐺𝑆𝑜𝑓𝑓 on peut considérer que le courant ID est
nul
(< 10 nA) : le transistor est bloqué (off)
• 𝑉𝐷𝑆 > B𝑉𝐷𝑆 Rupture du JFET
𝐽𝐹𝐸𝑇 𝑐𝑜𝑚𝑚𝑎𝑛𝑑é 𝑒𝑛 𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛
𝑉𝐺𝑆 = 0𝑉 𝐼𝐷𝑠 𝑒𝑠𝑡 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒 ∶ 𝐼𝐷𝑠𝑠
Thyristor
SCR
• Le thyristor (du grec thura : porte) est un
composant électronique semi-conducteur
composé de quatre couches de silicium dopées
alternativement positivement et négativement.
Dans sa structure en couches P-N-P-N le
thyristor peut être modélisé par deux transistors
PNP et NPN.
• Parfois dénommés SCR (anglais Silicon
Controlled Rectifier, soit « redresseur silicium
commandé »), ces composants sont adaptés
pour le pilotage des étages de convertisseurs
statiques d'énergie tels que redresseurs pilotés
ou onduleurs.
Symbole graphique du Thyristor
Le thyristor est un interrupteur électronique semiconducteur qui peut être commandé à l'allumage
mais pas à l'extinction.
Principe de fonctionnement
Ce composant devient
conducteur, s’il y a un courant au
niveau du cachette(Ig courant de
commande).
Même si Ig devient nul le thyristor ne
cesse de fonctionner.
Dés que Ig>0  thyristor conduit
Meme si Ig =0  Il fonctionne
Triac
Le Triac est un composant électronique
équivalent à la mise en parallèle de deux
thyristors montés tête-bêche (l'anode de l'un
serait reliée à la cathode de l'autre, les
gâchettes respectives étant, par exemple,
commandées simultanément).
Fonctionnement
Une fois enclenché par une impulsion sur la
gâchette, le Triac laisse passer le courant jusqu'au
moment où ce courant redevient inférieur à un seuil
critique (courant de maintien). De par cette
structure, le triac est utilisé pour contrôler le
passage des deux alternances d'un courant
alternatif (alors que le thyristor ne conduit que
pendant une alternance).
Ig>courant de maintien  Triac passant
Conduit dans les 2 sens
Applications
– Domaine privilégié : basse fréquence , haute
tension (> 600 V)
Faible chute de tension
Faible coût
– Intérêt d’utilisation
Forte capacité en courant
Amorçage par une impulsion de courant
Tenue en tension alternative
DIAC
Equivalence de 2 diodes Zéner
montées en opposition.
C’est le composant qui commande le déclenchement du
Triac.
Thermistance
C'est un composant passif en matériau semiconducteur.
Si l'auto-échauffement par effet Joule est
négligeable, sa résistance varie avec la température
selon la loi :
R(T) = R(T0).exp [B (1 / T - 1 / T0)]
IL excite deux type de Thermistance:
CTN (coefficient de T négatif)
CTP (coefficient de T positif)
Exemple de datasheet
Optocoupleur
Un optocoupleur est un composant ou un ensemble de
composants qui permet le transfert d'informations entre deux
parties électroniques isolées l'une de l'autre d'un point de vue
électrique. La première partie est un émetteur, et la seconde
partie est un récepteur.
Pourquoi??!!!
Pour isoler une circuit
de commande à un
circuit de puissance:
Isolation Galvanique
Il existe plusieurs types de
optocoupleurs:
Optotriac
 A base de diode lumineux et transistor