LES TRANSISTORS BIPOLAIRES

Transcription

Imprimé le 24/02/08
LES TRANSISTORS
BIPOLAIRES
TRANSIST.DOC
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DESTIN PL
GENERALITES
Certains transistors peuvent fonctionner jusqu’à des
fréquences de 5GHz ou des puissances de 300W.
Des milliers de fonctions élémentaires à base de transistors
peuvent être intégrés sur une même pastille. Ces pastilles
sont appelées cicuits-intégrés.
Exemple :
- Pour traiter le signal électrique très faiblement reçu par
une antenne, la radio est constituée de plusieurs étages
amplificateurs à transistor.
- Afin de pouvoir contrôler la vitesse d’un petit moteur
électrique, un variateur électronique utilise un transistor
comme interface de puissance.
HISTORIQUE
Le transistor a été officiellement inventé en 1948, dans les
laboratoires de Bell Telephone, par les trois physiciens
américains suivants :
- Brattain Walter Houser (1902-87), né à Amoy en Chine,
- Bardeen John (1908-91), né à Madison, Wisconsin,
- Shockley William Bradford (1910-89), né à Londres.
Shockley fut l’initiateur et le directeur du programme de
recherche sur les semi-conducteurs, qui amena à la
découverte du transistor.
Les premiers transistors ont été commercialisés en 1952.
Pour leurs travaux, les trois physiciens américains ont reçu
le prix Nobel de physique en 1956.
CONSTITUTION INTERNE
Transistor NPN
SYMBOLES
NPN
Transistor PNP
B E
C
PNP
C
C
N
B
B E
C
PN
P
NP
B
Collecteur
E
Collecteur
E
PRINCIPE DE BASE
Base
Le transistor fonctionne en amplificateur du courant
électrique. Les variations d’un courant de base, sont
reproduites par un courant plus grand.
N
P
N
Base
Emetteur
P
N
P
Emetteur
Le transistor est constitué par un cristal semi-conducteur
dans lequel trois zones sont respectivement dopées en
porteurs N,P,N ou P,N,P.
Ces trois zones successives sont nommées :
- Le collecteur,
- La base,
- L’émetteur.
Deux jonctions NP et PN, apparaissent dans ce cristal,.
Collecteur
Base
Emetteur
NPN
PNP
C
C
En électronique, le transistor permet d’amplifier le signal
électrique qui véhicule une information.
B
APPLICATIONS
De nos jours le transistor est le composant de base en
électronique. Il permet la réalisation structurelle de toutes les
fonctions élémentaires concernant les signaux électriques.
TRANSIST.DOC
Page n° 2
B
E
E
DESTIN PL
Ces jonctions sont rendues passantes suivant la polarité des
tensions qui leur sont appliquées.
vbe = h11 ´ ib+ h12 ´ vce
ic = h21 ´ ib + h22 ´ vce
ou :
MISE EN ŒUVRE ELECTRIQUE
ib = Y11 ´ vbe+ Y12 ´ vce
ic = Y21 ´ vbe + Y22 ´ vce
PRINCIPE DE LA POLARISATION
Le transistor doit être alimenté en énergie électrique.
L’information est représentée par de petites variations
électriques, autour du point de polarisation moyenne.
Le point de polarisation moyenne du transistor, est calculé
pour satisfaire la règle suivante :
La jonction Base/Emetteur est polarisée en directe (PN) et la
jonction Collecteur/Base est polarisée en inverse (NP).
La polarité de l’alimentation d’un transistor PNP est donc
opposée par rapport à celle d’un transistor NPN.
Dans le cadre d’une polarisation correcte du transistor, le
rapport entre le courant collecteur et base (Ic/Ib) est constant
et compris entre 20 et 500. Ce rapport représente le gain en
courant du transistor, il est noté b ou H21.
LES CLASSES DE POLARISATION STATIQUE
Un étage amplificateur à transistor peut utiliser différents
principes de polarisation. Suivant la position du point de
repos sur la caractéristique Ic = f(Vbe) du montage, on
distingue quatre classes principales de polarisation : Classe
A, Classe B, Classe AB, Classe C.
POINTS DE REPOS
1A
Ic = f(Vbe)
NOTATION DES GRANDEURS ELECTRIQUES
Classe A
GRANDEURS STATIQUES.
0,5A
Classe B
Classe C
Classe AB
0,5V
Les équations de fonctionnement statique du transistor
s’écrivent :
Ic = b ´ Ib ou
Ic = H21 ´ Ib
Ie = Ic + Ib = (H21 + 1) ´ Ib
Vce = Vcb + Vbe
Avec :
Vbe » ±0,7V pour les transistors au silicium.
Vbe » ±0,2V pour les transistors au germanium.
GRANDEURS DYNAMIQUES.
1V
CLASSE A
La polarisation est calculée pour que le courant Ic ne
s’annule jamais. Le point de repos est choisi assez haut sur
la caractéristique Ic =
f(Vbe).
CLASSE B
Cette classe utilise une paire complémentaire de transistors
NPN et PNP.
La polarisation de chaque transistor NPN ou PNP, est
calculée pour que le courant Ic s’annule pendant une
alternance respectivement négative ou positive du signal. Le
point de repos est choisi à l’origine de la caractéristique Ic =
f(Vbe).
CLASSE AB
En régime de petits signaux (dynamique), seules les
variations des grandeurs électriques sont prises en compte.
Les équations de fonctionnement linéaire du transistor
s’écrivent :
ie = ic + ib
vce = vcb + vbe
TRANSIST.DOC
Comme la classe B, cette classe utilise une paire de
transistors complémentaires, NPN et PNP.
La polarisation de chaque transistor NPN ou PNP, est
calculée pour que le courant Ic s’annule pendant une
alternance respectivement négative ou positive du signal. Le
point de repos est ici choisi à la limite de la conduction sur
la caractéristique Ic =
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f(Vbe).
DESTIN PL
SYMBOLE
CLASSE C
La polarisation du transistor est calculée de façon à ce que le
courant Ic s’annule pendant une alternance du signal. Le
DESIGNATION
h11
Résistance d’entrée
base/émetteur
h21
1/h22
Gain en courant
Résistance
collecteur/émetteur
Capacité de jonction
collecteur/base
base/émetteur
point de repos est choisi à l’origine de la caractéristique Ic =
f(Vbe). Cette classe peut être utilisée pour « redresser » un
signal modulé en alternatif.
Ccb
MODELES DYNAMIQUES
Cbe
MODELISATION EN BASSE FREQUENCE
ic
qq1 pF
qq 10 pF
Ccb’
C
h11
1/h22
h12 ´ vce
h21 ´ ib
Ib rbb’ B’
B
rb’e
E
rcb’
Cb’e rce
ie
SYMBOLE
Ut/Ib W
Ut=26m
V
20 à 500
10 à 100 kW
SCHEMA NATUREL DE GIACOLLETTO
ib
B
VALEUR
DESIGNATION
h11
Résistance d’entrée
base/émetteur
h12
h21
1/h22
Réaction en tension
Gain en courant
Résistance
VALEUR
Ic
C
gm´Vb’e
Ie
SYMBOLE
DESIGNATION
rb’e
Résistance de
jonction
base/émetteur
base/émetteur
Résistance de
connexion de base
Résistance de
jonction
collecteur/base
collecteur/base
transconductance
Résistance
Ut/Ib W
Ut=26m
V
0,1 à 1 ‰
20 à 500
10 à 100 kW
cb’e
rbb’
rcb’
Pour de faibles variations (régime de petits signaux) autour
d’une polarisation moyenne (point de repos), les équations
de fonctionnement du transistor s’écrivent :
ccb’
vbe = h11 ´ ib+ h12 ´ vce
ic = h21 ´ ib + h22 ´ vce
ie = ic + ib
gm
rce
VALEUR
Ut/Ib W
Ut=26mV
qq10 pF
qq 10 W
qq1 MW
qq1 pF
qq100 mA/V
10 à 100 kW
H12 a une influence généralement négligeable et, il n’en
sera pas tenu compte par la suite.
MODELISATION EN HAUTE FREQUENCE
SCHEMA EQUIVALENT SIMPLIFIE
Ccb
Ib
1/h22
Cbe
h11
TRANSIST.DOC
Ic
h21´Ib
Ie
Page n° 4
E
DESTIN PL
PRINCIPAUX ETAGES A TRANSISTOR EN
CLASSE A
fuite de la jonction CB double tous les 7°C pour les
transistors silicium et tous les 10°C pour les transistors au
germanium. On pose la relation :
EMETTEUR COMMUN
dIc = S ´ dIcb + S '´dVbe
Le schéma équivalent suivant permet de calculer la valeur de
S et S’.
S : Coefficient de stabilité en courant de
fuite
S = dIc / dIcb
Dans le montage ci-dessus, à émetteur commun, le transistor
est polarisé en classe A. Le courant collecteur ne s’annule
jamais dans des conditions normales d’utilisation. La
polarisation du transistor est calculée pour que la tension
Vce au repos, soit proche de Vcc/2.
en négligeant H22,
dIcb
ì
1
1
1 ü
+
+
í
ý
î [(H 21 + 1)R3 + H 11] R1 R 2 þ
dIcb
dIb =
ì
1 öü
æ 1
÷ý
í1 + [(H 21 + 1)R3 + H 11]ç +
è R1 R 2 ø þ
î
dIb[(H 21 + 1)R3 + H 11] =
CALCUL THEORIQUE DU POINT DE REPOS.
En l’absence de signal d’entrée, les grandeurs physiques sont
statiques. Les condensateurs sont équivalents à des
interrupteurs ouverts et isolent les tensions continues.
La tension Vbase/masse est fixée par le pont diviseur R1/R2.
En négligeant le courant dans la base du transistor :
dIc = H 21.
+ dIcb
ì
1 öü
æ 1
[
(
)
]
H
R
H
1
+
21
+
1
3
+
11
+
ç
÷ý
í
è R1 R 2 ø þ
î
H 21
+1
S=
1 öü
ì
æ 1
÷ý
í1 + [(H 21 + 1)R3 + H 11]ç +
è R1 R 2 ø þ
î
R2
Vbm = Vcc
R1 + R2
La tension continue Vbase/émetteur est considérée constante
égale à 0,7V.
Vem = Vbm - Vbe
S»
R3 permet de fixer le courant dans l’émetteur.
Ie = Ic + Ib = (H21 + 1) ´ Ib =
dIc = H 21.dIb + dIcb
dIcb
Vem
R3
Vbm-Vbe
R3
Vce » Vcc- (R4 + R3) ´ Ic
H 21
ì
1 öü
æ 1
+
÷ý
í1 + H 21. R3ç
è R1 R 2 ø þ
î
S’ : Coéficient de stabilité en tension de
jonction
S’ = dIc / dVbe
Ic » Ie =
en négligeant H22,
ETUDE THEORIQUE DE LA STABILITE DU POINT DE REPOS EN
FONCTION DE LA TEMPERATURE.
La résistance R3 assure également une réaction contre les
effets thermiques sur la polarisation moyenne du transistor.
Quand la température augmente la tension Vbe diminue de
2mV/°C quelque soit le transistor. De plus, le courant de
TRANSIST.DOC
Page n° 5
dIb =
- dVbe
ì
ü
ï
ï
1
í[(H 21 + 1)R3 + H 11] + 1
ý
1
ï
ï
+
î
R1 R2 þ
dIc = H 21.dIb
DESTIN PL
- dVbe
dIc = H 21.
Av =
ì
ü
ï
ï
1
í[(H 21 + 1)R3 + H 11] + 1
1 ýï
ï
+
î
R1 R 2 þ
- H 21
S' =
ì
ü
ï
ï
1
í[(H 21 + 1)R3 + H 11] + 1
1 ýï
ï
+
î
R1 R2 þ
- H 21
S' »
R1. R2
H 21R3 +
R1 + R2
Grandeur
R1
R2
R3
R4
H21
Vbe
Vcc
Vbm
Vem
Ic
Vce
S
S’
æ
1 ö
h11 çç h22 + ÷÷
R4 ø
è
- h21 · R4
Av »
h11
Re : impédance vue de l’entrée
Re = vbm / ientrée
Re =
Formule
Valeur
33kW
10kW
1kW
2,2kW
»100
»0,7V
12V
2,7V
R2
R1 + R2
Vbm - Vbe
Vcc
vbm
ientrée
=
1
1
1
1
+ +
h11 R1 R2
Re » h11
Rs : impédance vue de la sortie
Rs = vcm / isortie
isortie = vcm/R4 + vcm h22
Rs =
vcm
=
isortie
1
h22 +
Rs » R 4
2V
2mA
Vbm-Vbe
R3
Vcc- (R4 + R3) ´ Ic
H 21
1 öü
ì
æ 1
÷ý
í1 + H 21. R3ç +
è R1 R2 ø þ
î
- H 21
R1. R2
H 21R3 +
R1 + R2
- h21
vcm
=
vbm
1
R4
Ai : amplification en courant
5,6V
7,1
Vcm
I utile
R4
Ai =
=
I entrée Vbm
Re
V
R
R
Ai = cm ´ e = Av ´ e
Vbm R4
R4
-0,9mA/V
CALCUL THEORIQUE EN REGIME DYNAMIQUE
Ai »
En régime de petits signaux, les condensateurs doivent se
comporter comme des courts-circuits à la fréquence du
signal utilisé. On en déduit le schéma équivalent suivant :
- h21 · R4 h11
´
h11
R4
Ai » -h21
COLLECTEUR COMMUN
Av : amplification en tension
vbm = vbe = h11 · ib
vcm =
TRANSIST.DOC
- h21 · ib
1
h22 +
R4
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DESTIN PL
Dans le montage ci-dessus, à collecteur commun, le
transistor est polarisé en classe A. Le courant collecteur ne
s’annule jamais dans des conditions normales d’utilisation.
La tension Vbase/masse est fixée par le pont diviseur R1/R2.
En négligeant le courant dans la base.
Vbm = Vcc
vbm - vem = vbe = h11 · ib
vem =
R2
R1 + R2
Av =
Vem = Vbm - Vbe
égale à 0,7V.
Ie = Ic + Ib = (H21 + 1) ´ Ib =
Vem
R3
Vem
Ic
Vce
R2
R1 + R2
Vbm - Vbe
Vcc
Vbm-Vbe
R3
Vcc- R3 ´ Ic
Valeur
33kW
10kW
1kW
»100
»0,7V
12V
2,7V
2V
2mA
7,6V
1
R3
vem
vem
1
=
=
vbm vbe + vem vbe
+1
vem
1
h11 · ib
1+
(h21 + 1) · ib
æ
1 ö
çç h22 + ÷÷
R
è
3 ø
1
Av =
é
æ
1 öù
÷ú
ê h11 · çç h22 +
R3 ÷ø ú
è
ê
1+
ú
ê
h21 + 1
ú
ê
ûú
ëê
Vbm-Vbe
R3
Vce » Vcc- (R3 ´ Ic )
Formule
h22 +
Av =
Ic » Ie =
Grandeur
R1
R2
R3
H21
Vbe
Vcc
Vbm
(h21 + 1) · ib
Av
»1
Re = vbm / ientrée
ientrée = vbm/R1 + vbm/R2 + ib
ib = (vbm - vem) / h11
ib = vbm (1 - vem /vbm) / h11
ib = vbm (1 - Av) / h11
ientrée = vbm/R1 + vbm/R2 + vbm(1 - Av) / h11
Re = 1 / [1/R1 + 1/R2 + (1 - Av) / h11]
Re » 1 / [1/R1 + 1/R2]
TRANSIST.DOC
Page n° 7
DESTIN PL
Rs = vem / isortie
isortie = vem/R3 + vem h22 - (h21 + 1) ib
ib = - vem / h11
isortie = vem/R3 + vem h22 + vem (h21 + 1) /
h11
Rs = 1 / [1/R3 + h22 + (h21 + 1)/h11]
Rs » h11 / h21
Ai = iutile / ientrée = (vcm /R3 ) / (vbm/
R e)
Ai = (vcm / vbm) / (R3 / Re) = Av ´
(Re / R3)
Ai = {1 / R3[1/R1 + 1/R2 + (1 - Av) / h11]}
/
{1 + [h11(h22+1/R3) / (h21+1)]}
Ai » [1 / (1/R1 + 1/R2)] / [R3 + h11/h21]
BASE COMMUNE
vem = -vbe = -h11 ´ ib
vcm = -ic ´ R4
ic = h21 ´ ib + h22(vcm - vem)
vcm = -R4 [h21 ´ ib + h22(vcm - vem)]
vcm = -R4 [-h21 ´ vem/h11 + h22(vcm vem)]
vcm (1 + R4 h22) = vem R4 (h21 / h11 + h22)
Av = vcm / vem = R4 (h21/h11 + h22) / (1 +
R4h22)
Av » h21 R4 / h11
Re = vem / ientrée
ientrée = vem/R3 + vem(h21+1)/h11+
h22(vem - vcm)
ientrée = vem/R3 + vem(h21+1)/h11+
vem h22(1 - Av)
Re = 1/[ 1/R3 + (h21+1)/h11+ h22(1 - Av)]
Re » h11 / (h21+1)
Rs = vcm / isortie
isortie = vcm/R4 + vcm h22
Rs = 1/(h22+1/R4)
Rs » R 4
Dans le montage ci-dessus, à base commune, le transistor est
polarisé en classe A. Le courant collecteur ne s’annule
jamais dans des conditions normales d’utilisation. La
polarisation du transistor est calculée pour que la tension
Vce au repos soit proche de Vcc/2.
TRANSIST.DOC
Ai = iutile / ientrée = (vcm /R4 ) / (vem/
R e)
Ai = (vcm / vem) ´ (Re / R4) = Av ´
(Re / R4)
Ai = [(h21/h11 - h22) / (1 + R4h22)] /
[ 1/R3 + (h21+1)/h11+ h22(1 - Av)]
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DESTIN PL
Ai » 1
RECAPITULATIF DES TROIS
MONTAGES EN CLASSE A
Av
Emetteur
Commun
Collecteur
Commun
Base
Commune
Re
Ai
Rs
-h21R4/h11
h11
R4
-h21
1
h21R3
h11/h21
h21
h21R4/h11
h11/h21
R4
1
Ce tableau permet de préciser la fonction principale assurée
pour chacun des étages précédents.
L’émetteur Commun est un amplificateur en puissance.
Le collecteur commun fonctionne uniquement en
amplificateur de courant.
La base commune fonctionne uniquement en amplificateur
de tension à haute fréquence de coupure.
TRANSIST.DOC
Page n° 9
DESTIN PL
AUTRES MONTAGES
ic’ = h21’ ´ ib’
ic’ = h21’ [(h21+1) R1/(R1 + h11’)] ´ ib
Ai = h21 + h21’ [(h21+1) R1/(R1 + h11’)]
Ai » h21’h21 ´ R1/(R1 + h11’)
MONTAGE EN DARLINGTON
MONTAGE EN SUPERCOLLECTEUR
COMMUN
Q’ est un transistor de puissance. Q’ est commandé par
l’intermédiaire du transistor « driver » Q.
La résistance R1 assure l’évacuation des courants de fuite,
en dehors de la jonction base/émetteur du transistor de Q’.
En régime de petits signaux, on déduit le schéma équivalent
suivant:
Q’ est un transistor de puissance. Q’ est commandé par
l’intermédiaire du transistor « driver » Q.
La résistance R1 assure l’évacuation des courants de fuite,
en-dehors de la jonction base/émetteur du transistor de Q’.
En régime de petits signaux, on déduit le schéma équivalent
suivant :
Ce montage avec ses deux transistors, est équivalent à un
super composant qui aurait les caratéristiques principales
suivantes en négligeant l’inflence de h22 et h22’ :
Re = vbm / ib
vbm = vbe + vbe‘
vbm = [h11 + (h21+1)/( 1/R1 + 1/h11)] ´ ib
Re = h11 + (h21+1)/( 1/R1 + 1/h11)
Re » h21 / ( 1/R1 + 1/h11)
Ce montage avec ses deux transistors, est équivalent à un
super composant qui aurait les caractéristiques principales
suivantes en négligeant l’influence de h22 et h22’ :
Re = vbm / ib
Re = h11
Ai = (ic + ic’) / ib
ic = h21 ´ ib
TRANSIST.DOC
Ai = -ie’ / ib
Page n° 10
DESTIN PL
ie’ = [(h21’+1) + (h11’/R1)] ´ ib’
ib’ = -[h21 /(1 + h11’/R1)] ´ ib
ie’ = [(h21’+1) + (h11’/R1)] ´
-[h21 /(1 + h11’/R1)] ´ ib
Ai = h21[h21’+1 + h11’/R1] / (1 + h11’/R1)
Ai » h21’h21 ´ R1/(R1 + h11’)
PUSH-PULL EN CLASSE B
Dans ce montage, deux transistors complémentaires sont
montés en collecteur commun. Chaque alternance est
amplifiée respectivement, par un transistor pendant que
l’autre est bloqué. Pendant la commutation entre les
transistors, au voisinage du point de repos, aucun des
transistors ne conduit. Ceci provoque une distorsion dite de
« Cross-Over ».
Dans ce montage, deux transistors complémentaires sont
montés en collecteur commun. Chaque alternance est
amplifiée respectivement, par un transistor pendant que
l’autre est bloqué. Au point de repos, les transistors sont
polarisés par les diodes D1 et D2, à la limite de la
conduction. La commutation entre les transistors se fait plus
rapidement. On n'observe pratiquement pas de distorsion de
« Cross-Over ». Les résistances R3 et R4 limitent le courant
de conduction des transistors au repos.
GENERATEUR DE COURANT
PUSH-PULL EN CLASSE AB
Les grandeurs physiques sont statiques. Les condensateurs
sont équivalents à des interrupteurs ouverts et isolent les
tensions continues.
La tension Vbase/masse est fixée par la tension aux bornes
des diodes D1 et D2.
Vbm = 2 Vd
TRANSIST.DOC
Page n° 11
DESTIN PL
La tension continue Vd est considérée constante égale à
0,7V.
Vem = Vbm - Vbe
égale à 0,7V.
Ie = Ic + Ib = (H21 + 1) ´ Ib = Vem / R1
Ic » Ie = (Vbm - Vbe) / R1
Is » -(2 Vd - Vbe) / R1
GÉNÉRATEUR DE TENSION
Soit le schéma équivalent suivant en négligeant l’influence
de h22 et h22’ :
Les grandeurs physiques sont statiques.
La tension Vbase/émetteur est fixée par le pont diviseur
R1/R2.
Vbe = Vce R2/(R1+R2)
égale à 0,7V.
Vce » Vbe (R1+R2)/R2
R3 permet de limiter le courant dans le collecteur.
Ic = (Vcc - Vce) / R3
MIROIR DE COURANT
TRANSIST.DOC
Page n° 12
Ai = is / i
vbm = [h11 + (h21+1)R1] ´ ib
vbm = [h11’ + (h21’+1)R2] ´ ib’
i = ib + ib’ + h21 ´ ib » h21 ´ ib
ib’ = vbm / [h11’ + (h21’+1)R2]
ib’ = ib [h11 + (h21+1)R1] /
[h11’ + (h21’+1)R2]
ib’ = i [h11 + (h21+1)R1] /
{h21[h11’ + (h21’+1)R2]}
is = -h21’ ib’
is = i ´ {-h21’[h11 + (h21+1)R1]} /
{h21[h11’ + (h21’+1)R2]}
Ai = {-h21’[h11 + (h21+1)R1]} /
{h21[h11’ + (h21’+1)R2]}
Ai » - R1 / R2
DESTIN PL
EMETTEUR COMMUN EN CLASSE C
vbm = vbe = h11 ´ ib
vcm = -h21ib / (h22+ YC3 + 1/R3)
Av = vcm / vbm = -h21 / h11(h22+ YC3 +
1/R3)
Re = 1/(1/h11 + 1/R2 )
est polarisé en classe C. La polarisation du transistor est
calculée de façon à ce que le courant Ic s’annule pendant
une alternance du signal. Le point de repos est choisi à
l’origine de la caractéristique Ic =
Rs = 1/(h22+ YC3 + 1/R3)
f(Vbe).
La tension Vbase/masse est fixée par R2.
Vbm = 0V
Vem = 0v
Pour les alternances négatives de Vbm Le transistor est
bloqué.
EMETTEUR COMMUN EN LOGIQUE
BINAIRE SATURE/BLOQUE
La tension continue Vbase/émetteur est nulle, le transistor ne
conduit pas pendant le point de repos.
Ie = Ic + Ib = 0
Vce = Vcc
Grandeur
Ic
Vce
Formule
Vcc
Valeur
0mA
12V
En régime de petits signaux, les condensateurs C1, C2 et C4
doivent se comporter comme des courts-circuits à la
fréquence du signal utilisé.
Le condensateur C3 est calculé pour filtrer les composantes
de fréquence supérieure à la bande utile.
Pour les alternances positives de Vbm, on déduit le schéma
équivalent suivant:
est polarisé en classe C. La tension d’entrée évolue entre
deux niveaux statiques représentatifs des états logiques « 0 »
et « 1 ».
Ventrée £ 0,5v Û Etat Logique = « 0 »
Ventrée ³ 2,5v Û Etat Logique = « 1 »
CALCUL DU POINT DE POLARISATION POUR VENTREE £ 0,5V
La tension Vbase/masse est fixée par Ventrée, à travers le pont
diviseur R1/R2. En négligeant le courant dans la base.
Vbe = Vbm = Ventrée R2/(R1+R2)
Vbe < 0,5v
Le transistor est bloqué.
TRANSIST.DOC
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Ie = Ic + Ib = 0
Vsortie = Vce = Vcc
Vsortie ³ 2,5v <=> Etat Logique = « 1 »
Rs = R3
CALCUL DU POINT DE POLARISATION POUR VENTREE ³ 2,5V
égale à 0,7V.
Le courant dans la base est fixé par Ventrée, à travers R2.
Ib = (Ventrée - Vbe)/R1 -Vbe/R2
Ib > Vcc / (H21 ´ R3 )
Le transistor est saturé.
R3 permet de fixer le courant dans le collecteur.
Vce = VceSAT £ 0,5v
Ic = (Vcc - VceSAT) / R3
Vsortie = VceSAT
Vsortie £ 0,5v <=> Etat Logique = « 0 »
Afin d’assurer la saturation du transistor, la polarisation est
calculée dans le respect de la règle suivante :
Ib = k ´ Ic / H21
k : Coefficient de sursaturation
3£k£5
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DESTIN PL
TRANSIST.DOC
Page n° 15
DESTIN PL

LES TRANSISTORS BIPOLAIRES

Transcription

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