Electricité Electricity - Polytech Instrumentation

Electricité
Electricity
Réf :
302 007
Module étude du transistor en
commutation
Français – p 1
English – p 7
Version : 7009
Study of switching transistor
module
Electricité
Module étude du transistor en commutation
Réf :
302 007
1 Description
Cette platine permet l’étude du fonctionnement en mode bloqué/saturé du
transistor. Il joue alors un rôle de commutateur. Le transistor en commutation
est utilisé afin d'ouvrir ou de fermer un circuit.
Le transistor peut être piloté par une photodiode ou un phototransistor et
commander ainsi un relais et/ou l’allumage d’une DEL.
2 Composition
La platine d’étude du transistor est un circuit imprimé composé de :
-
1 transistor sur support.
-
1 potentiomètre de 1MΩ.
-
1 self de relais avec diode de roue libre.
-
1 photodiode.
-
1 phototransistor.
-
2 résistances de 1kΩ.
-
1 résistance de 100 kΩ.
-
5 cavaliers de sécurité à reprise arrière.
3 Complément conseillé
-
FRANÇAIS
Alimentation : continu entre 9 et 12V ; 1 A.
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Module étude du transistor en commutation
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302 007
-
Connexions : Double puits - Douilles de sécurité Ø 4 mm.
-
DEL blanche : référence 202 170.
4 Caractéristiques techniques
-
Dimensions : 180 x 160 x 80 mm
-
Transistor :
- NPN transistor de type BC548C, BC547C, BC237C ou
BC239C
- Gain de courrant ß ~ 400
-
Photodiode :
Sans excitation lumineuse (avec une source extérieure comme une DEL
blanche) la photodiode est en position bloquée et se comporte comme un
interrupteur ouvert. Sous l’effet de la lumière elle conduit le courant.
-
Phototransistor :
Sans excitation lumineuse (avec une source extérieure comme une DEL
blanche) le phototransistor est bloqué et se comporte comme un
interrupteur ouvert. Sous l’effet de la lumière il conduit le courant.
- Temps de montée = 5 μs
- Temps de descente = 5 μs
-
Relais :
- Type GS-SH-212T
- Une diode roue libre branchée en parallèle de la bobine
permet de protéger le transistor contre les surtensions
(courrant de self induction) qui se créent dans la bobine au
moment de la commutation.
5 La fonction commutation du transistor
Le transistor est un semi conducteur contrôlable permettant deux types de
fonctionnement. Un fonctionnement
de type « bloqué saturé » (mode
commutation) et un fonctionnement en amplificateur de courant
(fonctionnement linéaire).
Un transistor type NPN peut fonctionner en mode commutation et en mode
amplification.
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Module étude du transistor en commutation
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Mode de fonctionnement linéaire : Le transistor est passant (amplification
linéaire).
Pour Ib compris entre 0 et IBsat on a :
-
VBE ~ 0,6V
Ic = ß x IB
IE = IB + IC
En mode commutation :
Etat bloqué : Cet état est obtenu pour un courrant de base nul, le transistor se
comporte comme un interrupteur ouvert.
-
Ic = 0
VCE ~ VCC
Etat saturé : Cet état est obtenu pour une intensité IB= IBsat. Le transistor se
comporte comme un interrupteur fermé.
-
VCE = VCEsat (~ 0 V).
IC = ICsat
6 Montage
6.1 Principe
A l’aide des cavaliers de sécurité fournis réaliser le montage suivant :
En mode Bloqué, VCE = VCC
le relais est ouvert et la DEL
est éteinte.
En mode saturé, VCE ~ 0V
le relais est fermé et la DEL
est allumée.
Une photodiode
ou un photo
transistor permet
de commander le
transistor.
Circuit de commande
Circuit commuté
En faisant varier le potentiomètre il est facile de passer de l’état bloqué à l’état
saturé. De plus, l’utilisation de multimètres permet de suivre tous les modes de
fonctionnements du transistor (en fonction de la valeur de résistance fixée par
le potentiomètre).
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6.2 Etude du transistor comme un interrupteur
commandé par une photodiode ou un
phototransistor
A l’aide du potentiomètre se mettre dans des conditions non linéaires pour le
transistor (se placer au seuil « DEL allumée »):
Montage initial :
La photodiode n’est pas excitée, elle ne laisse passer qu’un très faible
courrant et se comporte comme un interrupteur ouvert.
Dans ces conditions :
Ic = Icsat et le transistor est dans un état saturé. Le relais, traversé par Icsat est
alors fermé et la DEL est allumée.
Excitation de la photodiode :
Sous l’action de la lumière blanche, la photodiode laisse passer le courrant et
la DEL s’éteint.
Dans ces conditions :
Ic = 0, le relais n’est donc pas alimenté il est ouvert et la DEL est éteinte.
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Remarque : Il est possible en déplaçant le cavalier de sécurité d’utiliser le
phototransistor à la place de la photodiode.
7 Diagnostic
Vérification du transistor : À l’aide d’un multimètre en position « Position
Diode », vérifier qu’il y ait bien une tension voisine de 0,7 V entre CollecteurBase puis Base-Emetteur.
8 Service après vente
La garantie est de 2 ans, le matériel doit être retourné dans nos ateliers.
Pour toutes réparations, réglages ou pièces détachées, veuillez contacter :
JEULIN - SUPPORT TECHNIQUE
Rue Jacques Monod
BP 1900
27 019 EVREUX CEDEX FRANCE
+33 (0)2 32 29 40 50
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NOTES
FRANÇAIS
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Study of switching transistor module
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1 Description
The plate allows studying operation in the blocked/saturated mode of the
transistor. It then acts as a switch. The switching transistor is used to open or
close a circuit.
The transistor can be controlled by a photodiode or a phototransistor and thus
control a relay and/or the lighting up of a LED.
2 Composition
The transistor study plate is a printed circuit comprising:
-
1 transistor on a carrier..
-
1 potentiometer of 1MΩ.
-
1 relay self-inductance coil with a free wheel diode.
-
1 photodiode.
-
1 phototransistor.
-
2 resistors of 1kΩ.
-
1 resistor of 100 kΩ.
-
5 safety jumpers with rear connectors.
3 Recommended addition
-
ENGLISH
Power supply: DC between 9 and 12V; 1 A.
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-
Connections: Double recess – Safety sockets of diameter 4 mm.
-
White LED: P/N 202 170.
4 Technical characteristics
-
Dimensions : 180 x 160 x 80 mm
-
Transistor :
- NPN transistor of the type BC548C, BC547C, BC237C or
BC239C
- Current gain ß ~ 400
-
Photodiode:
Without light excitation (with an outside source such as a white LED) the
photodiode is in the blocked position and acts like an open switch. It
conducts current under the influence of light.
-
Phototransistor:
Without light excitation (with an outside source such as a white LED) the
phototransistor is in the blocked position and acts like an open switch. It
conducts current under the influence of light.
- Rise time = 5 μs
- Fall time = 5 μs
-
Relay:
- Type GS-SH-212T
- A free wheel diode connected in parallel to the coil protects
the transistor against over-voltage (self induction current)
generated in the coil during switching.
5 Transistor switching function
The transistor is a controllable semiconductor allowing 2 types of operation. A
“blocked saturated” type of operation (switching mode) and operation as a
current amplifier (linear operation).
An NPN type transistor can operate in both switching and amplification mode.
ENGLISH
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Linear operating mode: the transistor is on-state (linear amplification).
For Ib between 0 and IBsat :
-
VBE ~ 0,6V
Ic = ß x IB
IE = IB + IC
In switching mode:
Blocked state: this state is obtained for a nil base current, the transistor acting
like an open switch.
-
Ic = 0
VCE ~ VCC
Saturated state: this state is obtained for an intensity IB= IBsat. The transistor
acts like a closed switch.
-
VCE = VCEsat (~ 0 V).
IC = ICsat
6 Set-up
6.1 Principle
Using the safety jumpers supplied make the following set-up:
In blocked mode, VCE = VCC
the relay is open and the
LED is not lit up.
In saturated mode, VCE ~
0V the relay is closed and
the LED is lit up.
A photodiode or
a photo transistor
allows controlling
the transistor.
Switched Circuit
Control Circuit
By varying the potentiometer it is easy to change from blocked to saturated
mode. In addition, use of multi-meters allows following up all the transistor
operating modes (versus the resistance value set by the potentiometer).
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Study of switching transistor module
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6.2 Study of the transistor as a switch controlled
by a photodiode or a phototransistor.
Using the potentiometer establish non linear conditions for the transistor (by
reaching the “LED on” threshold):
Initial setup:
The photodiode is not excited and allows solely a very weak current to pass
and so acts like an open switch.
In these conditions:
Ic = Icsat and the transistor is in saturated status. The relay, crossed by the Icsat
is then closed and the LED is lit up.
Excitation of the photodiode :
Under the effect of white light, the photodiode allows the current to pass and
the LED goes out.
In these conditions:
Ic = 0, the relay is not supplied with power and is open, and the LED is not lit
up.
ENGLISH
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Study of switching transistor module
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Remark: By moving the safety jumper it is possible to use the phototransistor
in place of the photodiode.
7 Diagnostics
Verification of the transistor: Using a multi-meter in the “Diode Position”,
verify there is voltage close to 0.7 V between Base-Receiver then BaseTransmitter.
8 After-Sales Service
This material is under a two year warranty and should be returned to our
stores in the event of any defects.
For any repairs, adjustments or spare parts, please contact:
JEULIN - TECHNICAL SUPPORT
Rue Jacques Monod
BP 1900
27 019 EVREUX CEDEX FRANCE
+33 (0)2 32 29 40 50
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