limites d'un transistor NPN

[invite74ec5595]

Bonjour à tous,

étant absolument nul en électronique, j' expérimente tout de même quelques montages et réussi à apprendre les choses de façon empirique.
J'utilise donc pour la moment les transistors que j'ai sous la main, des 2N3904 qui sont manifestement assez répandus.

Voila donc j'ai fait des petits montages très simples, comme contrôler une LED grâce au transistor, jusque là tout va bien.
Mon courant de commande est fourni par une carte qui génère des formes d"ondes basse fréquence (sinus, triangle, carré, etc...) dans une plage de 0 à 3,3V.. et fait donc ainsi clignoter ma LED, évidemment j'ai mis des résistances pour adapter tout ce petit monde.


Mon objectif final n'est pas de contrôler une LED mais de fournir une tension de sortie allant de 0 à 5V en sortie afin de piloter des appareils audio analogique (Voltage Control Input).
On pourrait alors considérer le montage comme un ampli qui transforme mon signal de commande (0...3,3V) en signal de sortie (0...5V)

MAIS il semblerait que ce circuit ne sorte que du 2V au maximum sur la sortie.

Ma question est donc la suivante: quelles sont les tensions maximale applicables à un transistor?
Puis je envisager de sortir du 5V où est-on au dessus des seuils de tolérance d'un transistor?

J'ai beau avoir éplucher les pages et datasheet sur ce sujet, j'y ai trouvé moult formules auxquelles je ne comprends pas grand choses mais je ne trouve pas de valeur concrètes.
Si le 2N3904 n'est pas adapté à cette utilisation quel genre de transistor dois-je utiliser pour rendre mon montage possible ?


Merci pour vos réponses.


Peter.
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[azad]

Salut.... et comment l'alimentes-tu ton transistor ?
Sinon, les tensions maximales sont définies par Vce, Vbe. A voir donc les caractéristiques.
Et enfin, si ton transistor est excité par une tension périodique, tu auras à la sortie une tension périodique.... ou alors il faut intégrer la tension amplifiée. Ca peut-être instructif.

[gienas]

Bonjour PeterC et tout le groupe

... j'ai sous la main, des 2N3904 ...

Transistor NPN petits signaux, supportant 40V.

... Mon courant de commande est fourni par une carte qui génère des formes d"ondes basse fréquence (sinus, triangle, carré, etc...) dans une plage de 0 à 3,3V ...

Est-ce la carte qui limite à 3,3V?

... Mon objectif final n'est pas de contrôler une LED mais de fournir une tension de sortie allant de 0 à 5V en sortie afin de piloter des appareils audio analogique (Voltage Control Input) ...

Cette tension doit-elle être de même nature que celle de ton "générateur" ou peut-elle être continue et fixe?

Et puis, comme le dit azad à juste titre, un montage doit être alimenté. Comme on ne connait pas le schéma de ce que tu montes, comment peut-on savoir pourquoi c'est limité à 2V?

[PA5CAL]

Bonjour

D'après la datasheet, ce transistor supporte jusque 40V (V_(BR)CEO). La tension est également limitée par la dissipation de puissance (P_D=625mW à T_a=25°C, et ΔP/ΔT=–5mW/°C), qui dépend du courant (P≈I_C.V_CE).

Concernant la plage de tension que le transistor est capable de produire, elle dépend beaucoup plus du montage et de son environnement que du transistor. Si l'alimentation fournit 0V/+5V, alors il est totalement illusoire d'espérer produire des tensions variant exactement de 0V à 5V, quel que soit le transistor choisi. Il sera en revanche possible de s'approcher assez près de 0V et de 5V, à des valeurs effectives qui vont dépendre essentiellement du montage choisi et des caractéristiques de la charge (i.e. du circuit branché après le transistor).

Toutefois, avec un seul transistor, une augmentation de la plage de tension de sortie s'obtient souvent au détriment d'autres caractéristiques, comme notamment le gain et la linéarité de l'amplification. Cela est dû principalement au fait qu'il est nécessaire d'assurer une polarisation correcte de la jonction base-émetteur du transistor, et que pour atteindre de faibles valeurs de tension V_CE, le transistor doit être saturé par une forte augmentation du courant de base (ce qui se traduit par une chute effective du gain en courant (on va par exemple passer de β=200 à β=10).


Si tu veux discuter de ton montage, il faudrait commencer par nous en donner le schéma. Si tu souhaites plutôt obtenir un comportement particulier, il faudrait préciser l'environnement du montage et les limitations que tu serais prêt à accepter (vu qu'il ne sera pas possible d'avoir 0V-5V en sortie à moins de recourir à une alimentation correspondant à une plage plus large).

[A voir en vidéo sur Futura]

[jiherve]

Bonjour,
Je crains qu'il ne désire transformer du 3,3v en 5v par un montage amplificateur linéaire alimenté en 3,3v.
JR

[invite74ec5595]

Merci pour vos réponses.

En fait j'alimente avec du 9V.
Je me suis donc trompé dans le montage (qui risque de vous faire rire):

-3,3V qui passe par une resistance de 4,7K avant d'attaquer la base.
-9V qui attaque directement le collecteur.
-emetteur et Masse du circuit sont tout deux reliés au jack qui est sensé contrôlé mon appareil externe.
je pensais déjà obtenir ainsi une circuit qui me permettait d'obtenir du 0...9V avant d'ajouter une resistance pour obtenir du 0...5V. ce qui n'est pas du tout le cas.

Par contre c'est vrai que plus ce sera linéaire et mieux ce sera.

Merci.

Peter.

[jiherve]

Re
donc si je comprend bien le transistor est directement placé en dérivation sur la pile 9V, étonnant dans ce cas qu'il ne soit pas déjà mort.
Un petit schéma SVP.
JR

[invite74ec5595]

AH ! et pour préciser c'est en effet ma sortie de carte qui est limitée à 3,3V, c'est parce que cette tension n'est pas suffisante que j'essaye de l'amplifier.
L'intérêt n'est pas de fournir une tension continu en sortie mais une tension contrôlé par mon signal périodique en entrée de base.

[invite74ec5595]

Re
donc si je comprend bien le transistor est directement placé en dérivation sur la pile 9V, étonnant dans ce cas qu'il ne soit pas déjà mort.
Un petit schéma SVP.
JR

Merci, JR. Oui le 9V était directement relié au collecteur, le transistor marche encore quand je refais le montage avec une led.
Si ça ne te semble toujours pas cleir je peux faire un dessin un peu plus tard.

[louloute/Qc]

Le plus simple doit être d’utiliser un AOP rail-to-rail.

[invite74ec5595]

Hum Louloute n'ayant qu'une alim de +9V l'utilisation d'un AOP ne me semble pas possible. Il me faudrait au moins du 12V pour réussir à alimenter un aop, non ?

[louloute/Qc]

Beu non, act'heure, les rail-to-rail font des prodiges. Il y en a même en 0-3,3V.



Erratum : 7,5k, pas 17k (faites excuse, j’en suis qu’à mon premier café !)

[invite74ec5595]

Je suis étonné, je pensais que les AOP étaient forcément alimentés en -5/+5V.

J'attends que les images soient autorisées pour étudier ça.

Mais pour être franc j'ai déjà du mal à faire fonctionner un transistor alors passer directement à l'AOP me semble illusoire.
Serait-si compliqué de n'utiliser qu' un transistor ?

[jiherve]

Re
Louloute a raison un AOP rail to rail c'est plus simple.
JR

[louloute/Qc]

Pour faire ce que tu veux, c'est-à-dire si j’ai bien compris amplifier un signal BF 0 à 3V en 0 à 5V, si tu acceptes un signal inversé, au minimum, tu as besoin d’un transistor et trois résistances ; si tu ne veux pas d’inversion, au moins deux transistors et cinq résistances.

Avec un AOP, trois composants suffisent, incluant l’AOP : c’est plus simple.

@Jiherve: as-tu une référence d'AOP rail-to-rail?

[invite74ec5595]

Ce n'est pas très gênant que le signal soit inversé, donc la solution transistor est encore envisageable.

Par rapport au rail to rail, il s'agit de la spécification de l'AOP ? on peu en trouver facilement ? je viens de faire des recherches et une fois de plus ce que j'ai trouvé n'est pas très parlant. J'imagine donc pouvoir l'alimenter depuis du 9V avec l'aide d'un pont diviseur,ce qui rajoute des résistances n'est-ce pas ?

J'attends la validation de tes schémas Loulou parce que je n'ai aucune idée du montage à utiliser avec l'AOP.

[invite74ec5595]

Ok, Louloute, ton schéma s'est affiché et ça semble très simple en effet.

Je suis tout de même étonné que l'ampli soit alimenté directement en 9V sans aucune résistance.
En tout cas Merci! ton schéma avec les valeurs m'éviteront bien des jours de recherche peu fructueuses.

Bon alors il me reste à trouver le fameux AOP rail to rail, j'habite Paris et vais généralement me fournir chez St Quentin radio ou Selectronic.
Quel référence dois-je rechercher? je demande juste un AOP rail to rail ?

[louloute/Qc]

J’ai trouvé ça :
http://ww1.microchip.com/downloads/e...Doc/21668d.pdf
Je ne sais pas si c’est disponible dans les vieux pays, mais les collègues hexagonaux se prennent le Pastis à c’t’heure.

À priori, tu choisis un rail-to-rail : ils descendent tous bien en dessous de 9V d’alim non symétrique et ont tous une différence entre la tension d’alim et l’excursion en tension de sortie de l’ordre de quelques centaines de mV. Si le gus au comptoir a quelques notions, il pourra t’aider. Selon tes capacités en soudure, penses aussi au boitier, les composant en surface sont plus difficile à utiliser et encore plus à souder sans une expérience solide.

[jiherve]

Bonsoir,
là
ou là
ou bien encore là pour ne pas faire de jaloux
JR

[PA5CAL]

Chez Selectronic, j'ai trouvé un AD8051. Sa datasheet est par ici.

Comme tu peux le voir, il est plutôt cher, mais il monte très haut en fréquence (110 MHz). Il est particulièrement adapté aux applications vidéo.

Si tu n'as pas besoin d'atteindre des fréquences aussi élevées, on doit très certainement pouvoir trouver d'autres modèles beaucoup moins chers d'amplificateurs opérationnels « rail-to-rail »... mais pas forcément chez Selectronic.

[azad]

En fait, tu fonctionnes en mode émetteur commun, et là pas de gain en tension.(au mieux, gain en puissance).Mais comme ta source d'alimentation est de neuf volts, tu devrais plutôt mettre une résistance dans le collecteur et récupérer ainsi une tension entre collecteur et masse (ou collecteur et émetteur) supérieure à celle fournie par ton générateur. Ensuite, si tu souhaites obtenir une tension fixe et continue, je reviens à mon intégration. Ou à une détection. Sinon, tu n'auras réalisé qu'un ampli de puissance pour ton générateur.

[invite74ec5595]

Waouh! Merci à tous pour vos réponses, ce coup de main et ces quelques judicieux conseils me permettent vraiment d'avancer.
Je vais donc essayer de mettre le montage de Louloute en application dès que possible.

Mon montage devrait généralement travailler en très basse fréquence <20Hz mais je m'autorise une plage jusqu'à environ 10Khz pour pousser l'expérimentation (cela m' offrirait des possibilités de modulation de fréquence sur l'appareil externe que je contrôle).

Cela fait des mois que je survole tout un tas de site traitant de l'électronique et même avec la meilleur volonté du monde cela reste souvent hermétique.
De plus souvent les sites abordent la théorie mais négligent la pratique et c'est difficile pour un novice de mettre les mains dans le cambouis sans aucun conseil.

Je vais jeter un oeil attentif a vos liens et tenter de glaner des infos chez les vendeurs.

Peter.

[Qristoff]

attention, parmis les AOP proposés, il y a des rail-to-rail uniquement en sortie qui ont une tension de déchet en entrée. Ils conviennent dans le cas d'une amplification où le signal d'entrée a une amplitude plus faible que celle de sortie.
Il existe aussi des rail-to-rail IN/OUT. Donc à vérifier lors de la sélection suivant le besoin

[invite74ec5595]

Après avoir survolé les liens fournis, je pense m'orienter vers la proposition de Pa5cal, le AD8051 que je pourrais au moins me procurer facilement chez Selectronic, le prix de 5,90euros ne devrait pas être un trop grand sacrifice.

Voici donc le datasheet:
http://www.selectronic.fr/media/pdf/8393.pdf

Par contre certains détails me laissent perplexe:

-pas de précision si il s'agit d'un rail to rail in/out

-ils parlent d'alimentation 3V,5V,+-5V. Puis-je vraiment le connecter directement sur du 9V comme sur le schéma de Louloute ?

-En haut du datasheet il y a 2 schémas pour le AD8051 (SO-8 et SOT-23-5 (RT)). A quoi correspondent ces deux schémas? pourquoi les entrées (1,2,3...) ne sont-elles pas représentées à la même place ? Même si on peut utiliser l'AOP dans des montages différents les numéros d'entrées devraient être représentés à la même place physique non ?

Voila pour le moment...

Peter.

[Qristoff]

pas de précision si il s'agit d'un rail to rail in/out

si, ici:

Single Supply Operation
Output Swings to Within 25 mV of Either Rail
Input Voltage Range: –0.2 V to +4 V; VS = +5 V

C'est clairement un RtoR uniquement en sortie. TS912 ou TS922 sont des RtoR in/out

[louloute/Qc]

C'est clairement un RtoR uniquement en sortie

En effet, l’AD8051/2 prend en entrée de Vee à Vcc -2V ; on comprend pourquoi avec le schéma donnée en figure 41 p13 : étage d’entrée différentiel avec des PNPs.

Dans le cas de PeterC, il devrait malgré tout fonctionner : il alimente en 0V et +9V, ce qui donnerait 0V à 7V acceptables en entrée, bien plus que les 0 à 3V de son entrée.

Mais je n’ai rien contre de vrais RtR in/out, le TS912 a l’air encore mieux (je le trouve à $1,8, $3 pour l’AD8052).

Merci Qristoff pour les références.

[invite74ec5595]

Hum.. les seuls TS912 que je trouve en vente sont sur Conrad pour 1,89Euros MAIS il faut au minimum 15Euros de commande+12Euros de livraison...à ce prix là je préfère encore prendre l'AD8051... :/

[louloute/Qc]

Sauf que l’AD8051 n’existe qu’en CMS.

[PA5CAL]

En effet, l’AD8051/2 prend en entrée de Vee à Vcc -2V

Non. En entrée, c'est de V_EE–0,2V à V_CC–1V, c'est-à-dire de –0,2V à +8V pour une alimentation asymétrique de 0V/9V.

Ça convient donc parfaitement à l'application sur ce point, puisque la tension d'entrée peut effectivement varier de 0V à 3,3V.

[PA5CAL]

Par contre il faudrait se demander quel courant consomme la charge, ou quelle est son impédance, pour vérifier que le circuit convient bien et estimer la tension de sortie quand la tension d'entrée est nulle.