Montage émetteur suiveur NPN

[eSb`]

Bonjour,

Je suis en train de survoler "The Art of Electronics" et n'arrive pas à comprendre un montage qui paraît pourtant élémentaire : /.
En pièce jointe, vous trouverez celui-ci.

Sur la base, il y a une source de tension alternative de 10V d'amplitude, sur l'émetteur on est à -10V (après R1) et on a la charge de 1k.

Si on n'était pas à -10V, je comprends le fait qu'on ne puisse pas aller en négatif (en dessous de ~0.6V, la "diode" BE ne sait pas être polarisée et le transistor est bloqué). Ici, je n'arrive pas à mettre le problème en équation pour montrer qu'on ne sait pas avoir une sortie sous -5V. (donc ~4.4V en entrée).

Cette valeur vient du diviseur entre 1k/1k et les -10V (du moins, je le suppose) mais je n'arrive pas à comprendre pourquoi...

Est-ce quelqu'un peut m'aiguiller ? (J'essaie des lois des mailles mais je tourne en rond, je sens que ça doit passer par les courants mais je ne vois pas comment).

Merci!
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[gcortex]

Quand le npn est bloqué tu as Vout = -5V
Vout ne peut pas descendre en dessous

[gienas]

Bonsoir eSb` et tout le groupe

... Est-ce quelqu'un peut m'aiguiller ? ...

Je te suggère de vérifier la polarité de V2, qui, pour moi, est inversée.

Il me semble que cela "marchera mieux", en mettant du -10V au lieu de +10V au bas de R1.

[eSb`]

Merci .

Quand le npn est bloqué tu as Vout = -5V
Vout ne peut pas descendre en dessous

C'est là qu'est mon problème, je n'arrive pas à identifier l'instant du blocage.

Concrètement, je n'arrive pas à voir pourquoi si je mets par exemple -7V en entrée, je n'aurais pas un VBE de 0.7V et donc -7.7V en sortie (je sais que c'est faux mais je n'arrive pas à montrer pourquoi).

Pour le schéma, ma technique est tordue mais les polarités sont bonnes (j'ai mis une valeur de -10V à ma source)

[A voir en vidéo sur Futura]

[PIXEL]

ce montage est assez schadock....

bref , la tension d'émetteur / à la masse NE PEUT descendre en dessous de - 5V
(pont diviseur R1 R2) l'excursion s'arréte donc là.

pour le démonter : enlève le transistor.....

si la tension de base tombe en dessous, l'émetteur restera à 5V (transistor bloqué) puisque plus aucun courant de peut traverser la jonction BE.

pas besoin d'y passer le réveillon

[gienas]

... Pour le schéma, ma technique est tordue mais les polarités sont bonnes (j'ai mis une valeur de -10V à ma source)

Je confirme qu'elle est tordue. J'ai plongé dans le piège.

... Concrètement, je n'arrive pas à voir pourquoi si je mets par exemple -7V en entrée, je n'aurais pas un VBE de 0.7V et donc -7.7V en sortie ...

Mais si, comme l'émetteur est tiré vers le -10, l'émetteur suit, à 0,6V près, et on aura bien -7,6V sur l'émetteur.

Tu te trouves en présence d'une alimentation symétrique, +/- 10V.

Bien entendu, je me désintéresse, au départ, de la charge de 1k, qui fait pont diviseur de tension sur la source de 10V, qui devient 5V, et ne permet de fonctionner que dans la gamme +10 à -5V, et, à -5V, le transistor ne fonctionne déjà plus. La saturation a eu lieu 0,6V avant, vers 4,4V.

[eSb`]

Merci.

ce montage est assez schadock....

Ah, ça je n'en doute pas, il n'est pas de moi mais l'ayant vu dans un livre, je voudrais le comprendre ; ).

Globalement, je vois le truc, mais en fait, le pont diviseur me perturbe dans la mesure où il ne joue pas au début (entre +10V et -4,4V).

J'ai du mal à l'expliquer, mais admettons qu'on ait 0.6V en entrée, la tension de sortie sera de 0V. Pourquoi à ce moment, le diviseur résistif n'entrerait pas en jeu ? (il n'impose rien ? Je veux dire, pourquoi il "autorise" une tension autre que celle de -5V)
Le fait est que je ne vois pas pourquoi ça marche dans ce sens et pas dans le cas où la source descend plus bas (pourquoi elle n'impose pas sa tension sur le pont comme précédemment ?).

Pour les -7,6V sans charge, je suis d'accord, mais je n'arrive pas à m'expliquer l'influence de la charge clairement (malgré vos explications).

Dans tous les cas, j'ai l'art de ne pas comprendre les trucs évidents pour tout le monde . Y a pas moyen de prouver la chose par loi des mailles ou autre système de résolution ?

[PIXEL]

ça se prouve par les principes élémentaires de fonctionnement d'un transo....

regarde mon message #5... y'a rien à ajouter, ou alors je ne comprend pas CE que tu ne comprends pas...

mais on va y arriver

[Tropique]

Dans tous les cas, j'ai l'art de ne pas comprendre les trucs évidents pour tout le monde . Y a pas moyen de prouver la chose par loi des mailles ou autre système de résolution ?

Tu remplaces R1 R2 V2 par le générateur de thévenin équivalent, et là il n'y a plus de doute possible.

[gienas]

Bonjour à tous

... regarde mon message #5... y'a rien à ajouter ...

Tu remplaces R1 R2 V2 par le générateur de thévenin équivalent, et là il n'y a plus de doute possible.

Le problème de eSb, c'est qu'il veut écrire des équations de mailles.

Ces deux suggestions sont bien sûr bonnes, mais, pour écrire une équation de maille, il faut modéliser la dite maille.

Ce n'est donc pas une seule maille qu'il faut poser et résoudre, mais deux:

1- une première tant que le transistor conduit;

2- une seconde quand le transistor est totalement bloqué.

Il faudra ensuite réfléchir sur la "transition", quand on passe de l'un des modèles à l'autre.

[eSb`]

Rah, ça m'énerve ce genre de choses paraissant basiques mais qui ne me semblent pas évidentes : /. Je manque clairement de pratique et je tente d'y remédier mais bon, j'ai l'art de bloquer sur des conneries : ).

En faisant une conversion source de tension/source de courant, je trouve une source de -5V en série avec 500ohm; ce qui me donne l'équivalent Thévenin de la chose (il me semble du moins).

Puis je prouve que le transistor est bloqué par "l'absurde" ?

V_BE = Vin + 5V - 500.I_E

Si Vin + 5V est supérieur à 0.6V, je suppose le transistor passant et ai un courant (le "reste" va sur 500.I_E); si Vin = -4.4V, j'ai Vin + 5V = 0.6V donc je suppose que 500.I_E doit être nul ?
Ensuite, V_BE ne peut être qu'inférieur à 0.6V et donc bloquer le transistor.

Est-ce un raisonnement valable ou je me casse la tête alors que ça se voit bêtement ?

Merci !

[gienas]

... j'ai l'art de bloquer sur des conneries ...

Je confirme.

... V_BE = Vin + 5V - 500.I_E ...

Une expression ne doit jamais être dissociée du schéma modélisé et fléché en respectant les règles de fléchage.

As-tu au moins commencé à poser les équations de mailles des deux états possibles du transistor? (avec schéma et flèches)

[eSb`]

J'ai mis du temps à écrire mon message tout à l'heure (je réfléchissais en même temps, donc je n'avais pas pu voir la réponse qui a été postée entre temps).

J'ai mis en pièce jointe les deux lois des mailles proposées. Est-ce que cela est correct ? (Sur la partie bloquée, je suppose que je peux faire un diviseur résistif entre R1 et R2 vu que I_E est nul)

Pour mon "explication" du message précédent, les sens sont identiques à ceux présentés dans les schémas en pièce jointe.

Reste à me trouver une explication de la transition entre les deux .

(Tant de messages pour ça, ça me désole, mais je veux vraiment comprendre...)

[gienas]

... J'ai mis en pièce jointe les deux lois des mailles proposées. Est-ce que cela est correct ? ...

Je pense que c'est un mauvais choix. Pourquoi faire compliqué quand on peut faire simple?

Dans mon esprit, les deux modèles doivent être francs, l'un avec transistor passant garanti (par exemple V1=0V, ou 1V, ou -1V, et pas juste à la limite, ou c'est le verre à moitié vide ou à moitié plein. ), et l'autre bloqué, par exemple -6V.

Ensuite, si la source V2 et la charge peuvent être modélisés par un nouveau MET défini ailleurs, il faut l'appliquer systématiquement
pour améliorer la clarté.

... Reste à me trouver une explication de la transition entre les deux ...

Il n'y a pas d'explication, on est, en mode instantané, ou dans un des états, ou dans l'autre. En fonction du signal d'entrée, qui ici est sinusoïdal, il est reproduit avec le décalage de -0,6V, ou il "sature" (écrête) quand on dépasse la limite.

[eSb`]

Dans mon esprit, les deux modèles doivent être francs, l'un avec transistor passant garanti (par exemple V1=0V, ou 1V, ou -1V, et pas juste à la limite, ou c'est le verre à moitié vide ou à moitié plein. ), et l'autre bloqué, par exemple -6V.

Ok pour ce point, donc idéalement, des valeurs numériques seraient conseillées pour un cas concret ? Excusez mes questions "stupides" mais je suis en fin de formation d'ingénieur et je n'ai jamais dû résoudre le moindre circuit électronique chiffré avec transistors (je sais, c'est désolant, lamentable ou tout autre qualificatif similaire qui vous plaira...).

Ensuite, si la source V2 et la charge peuvent être modélisés par un nouveau MET défini ailleurs, il faut l'appliquer systématiquement
pour améliorer la clarté.

Je ne l'ai pas fait car je n'arrive pas bien à voir ce que je suis censé isoler : /. Tout le circuit à gauche ? (donc le transistor et la source d'entrée)
Donc on aurait bien ma source de tension de -5V (5V vers le bas) et une résistance de 500 ohm en série ? Avec ce modèle, je dois le résoudre en supposant I_E nul je suppose (sinon je contredis ma condition de blocage).

Il n'y a pas d'explication, on est, en mode instantané, ou dans un des états, ou dans l'autre. En fonction du signal d'entrée, qui ici est sinusoïdal, il est reproduit avec le décalage de -0,6V, ou il "sature" (écrête) quand on dépasse la limite.

Eh bien alors, je ne vois pas toujours pas comment on trouve le -4.4V rapidement... En faisant mes deux mailles, on peut chercher la limite (VBE = 0.6V) via mes équations mais je ne perçois pas le résultat autrement rapidement (bien que cela le soit pour tout le monde dans ce sujet...).

[gienas]

... idéalement, des valeurs numériques seraient conseillées pour un cas concret? ...

Prends les deux valeurs +1V et -6V.

... je n'arrive pas bien à voir ce que je suis censé isoler ...

La partie gauche ne change pas. Il vaut mieux la laisser pour bien voir que c'est l'émetteur suiveur dont le comportement "simplifié" est: tension émetteur égale à tension de base moins 0,6V, tant que le transistor peut conduire.

C'est la "charge" du suiveur qu'il faut modéliser: R1+R2+V2 -> une source de 5V en série avec 500 ohms. Pour clarifier la polarité, il vaut mieux ne raisonner qu'avec des valeurs positives (+5V) avec les signes + et - inversés par rapport à ton schéma pour V2. La Req de 500 ohms prend la place de R1, et R2 saute.

... Avec ce modèle, je dois le résoudre en supposant I_E nul je suppose (sinon je contredis ma condition de blocage) ...

Je ne suis pas sûr de comprendre. Le modèle nouveau de la charge, modèle équivalent de Thévenin (MET), se moque de savoir si le transistor conduit ou non. Il est immuable. Il ne travaille pas "à la tête du client". Il reste constant.

... Eh bien alors, je ne vois pas toujours pas comment on trouve le -4.4V rapidement ...

Qui parle d'aller vite? Essaye d'analyser la tension qui se développe aux bornes de Req, et essaye d'imaginer si le courant qui la traverse peut s'inverser.

Là, tu tiendras ta conclusion.