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Transistor Bipolaire Objectifs : Exploiter la documentation d’un transistor bipolaire afin de le commander en commutation Exploiter la documentation d’un transistor bipolaire afin d’en assurer la polarisation. Comprendre et observer l’importance de la polarisation du transistor sur son fonctionnement en amplificateur. Prérequis :
Cours, TD et TP du module GE11 Cours, TD du module EN1
Documents : Documentation du transistor 2N2222A Matériel :
Alimentation symétrique Oscilloscope Multimètre numérique Plaque de TP Petit matériel (fournis par les étudiants) : tournevis et pinces Plaque test et cordons Résistances de 1Ω à 1MΩ dans la série E12 Condensateurs. Logiciel LTspice
Durée : 3h00 Travail à réaliser :
Suivre le texte du TP Compléter le compte rendu de TP, à rendre à la fin du TP
Evaluation :
Elle tiendra compte : Du comportement pendant la séance de TP Du compte rendu de TP
Nom :……………………… Prénom :…………………… Groupe :……………………
TP EN1 : Fonctions et composants électroniques élémentaires.
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I. Transistor en commutation A. Objectif :
Assurer et tester la commutation d’un voyant alimenté en 24 V commandé par un signal TLL (0 - 5V). Le voyant (remplacé par une LED pour le TP) pour un éclairage correct nécessite un courant de 10 mA et développe à ses bornes une tension de 2 V.
B. Méthode : Insérer un transistor entre le voyant et le signal de commande afin d’assurer l’adaptation 5V – 24V, conformément au montage ci-dessous.
Calculer les résistances additionnelles pour assurer un fonctionnement du transistor en commutation.
Câbler un montage de test. Tester le montage en appliquant successivement une tension nulle puis de 5 V. Pour chaque état du système relever la tension VCE et le courant IC.
C. Montage :
Le transistor bipolaire
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D. Résultats :
E. Interprétations/ Conclusion :
II. Transistor en régime linéaire A. Objectif
Observer l’influence de la polarisation sur le fonctionnement en amplificateur d’un transistor bipolaire.
B. Méthode Choisir un montage amplificateur (émetteur commun). Calculer les composants pour polariser le transistor à peu prés au milieu de la tension d’alimentation. Prévoir un composant ajustable afin de pouvoir modifier la polarisation afin de visualiser son influence. Appliquer un signal permettant un fonctionnement linéaire, c‘est à dire :
• Forme d’onde : sinus • Amplitude : 20 mV • Offset : 5 V • Fréquence : 10 khz
Relever le signal de sortie pour différentes polarisations et conclure.
TP EN1 : Fonctions et composants électroniques élémentaires.
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C. Montage (Compléter le schéma ci-dessous en faisant apparaitre les différents appareils (GBF, oscilloscope) et leur réglage).
D. Mesures : Relever des oscillogrammes judicieusement choisis pour permettre de voir l’influence de la polarisation.
ve
vs
2N2222Q1
VCC
+
-
20V1
VCC
470R1
1.2
KR2
2.2
kR3
120R4
1k
R5
100R6
VCC
+
1µ
C1
+
1µC2
+
33µC3
Point M1 : VCE0=……….. ; IC0=…………. Point M2 : VCE0=……….. ; IC0=………….
Le transistor bipolaire
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E. Interprétations : A l’aide de la documentation constructeur et du réseau de caractéristiques du transistor, justifier la forme des signaux de sortie. (Placer les différents points M1 à M4 sur le réseau de caractéristique, ainsi que la droite de charge)
Point M3 : VCE0=……….. ; IC0=…………. Point M4 : VCE0=……….. ; IC0=………….
TP EN1 : Fonctions et composants électroniques élémentaires.
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F. Conclusion
Le transistor bipolaire
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III. Montage de polarisation A. Objectifs :
Observer la dépendance du point de polarisation d’un transistor en fonction de la température et du gain en courant du transistor.
B. Méthode : Pour les 3 montages de polarisation de base :
• Calculer les différentes résistances pour avoir le même point de polarisation (VCE0=9V,IC0=10mA) pour VCC=20V et RC=1kΩ.
• Simuler le point de fonctionnement des 3 montages : • En fonction de la température, • De la valeur de β. Les directives de simulation nécessaires sont :
.op
.step npn 2n2222(bf) 75 200
C. Schéma de simulation : Compléter les schémas ci-dessous avec les valeurs de résistances calculées.
TP EN1 : Fonctions et composants électroniques élémentaires.
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D. Résultats : Coller ici les courbes VCE0=f(Température) et VCE0=f(β).
Le transistor bipolaire
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E. Interprétations / Conclusions: Discuter sur l’allure des courbes. Pour chaque courbe VCE0=f(Température), calculer ∆VCE0/∆T. Pour chaque courbe VCE0=f(β), calculer ∆VCE0/∆β. Résumer vos résultats dans un tableau et conclure.
TP EN1 : Fonctions et composants électroniques élémentaires.
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Le transistor bipolaire
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TP EN1 : Fonctions et composants électroniques élémentaires.
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Réseau de caractéristiques du transistor 2N2222
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