Colpitts_Choix_du_transistor_C alcul_Réalisation_pratique

[Hack-off]

Bonjour
Récupérant énormément de transistor d'alimentation ATX, d'amplificateur BF, de téléphone, de vieille télé; je cherche à mieux comprendre les diverses caractéristiques d'un transistor, afin de déterminer avec le plus de justesse possible le chois des valeurs (impédance, capacité, inductance), utilisé dans un montage Colpitts.
Le but, serait de nous baser sur un transistor quelconque,
exemple : le C1845
Datasheet à cette adresse : http://www.datasheetcatalog.org/data...8zj4tzxxpy.pdf
Et d'après ces caractéristiques, d'en déduire l'alimentation optimale (courant,tension) pour entretenir une porteuse de, disons 65Mhz à 500mA d'amplitude.
Donc ma question est simple par où commencer ?
Cordialement
-----

[invite03481543]

Bonjour,

par le début peut-être: donc par la théorie des oscillateurs.

http://www.e-campus.uvsq.fr/clarolin...ue&cidReq=TPE4

bonne lecture.
@+

[Hack-off]

Après avoir potassé le document théorique proposée, plusieurs questions :
Colpitts.jpg

La première lié à l'encadré en bleu :
Dans la datasheet du C1845 quelles sont les caractéristiques correspondant à l'impédance d'entrée (Ze), l'impédance de sortie (Zs) et le gain en tension à vide (que je présume être "ß" ou "Hfe") ?

La seconde, lié à l'encadré en vert :
Quel est la valeur attribuer à "ω" ?

Et une troisième pour finir :
Quel est la différence entre c'est deux montages ?
Différence.jpg

Cordialement

[f6bes]

Bonjour
Récupérant énormément de transistor d'alimentation ATX, d'amplificateur BF, de téléphone, de vieille télé; je cherche à mieux comprendre les diverses caractéristiques d'un transistor, afin de déterminer avec le plus de justesse possible le chois des valeurs (impédance, capacité, inductance), utilisé dans un montage Colpitts.
Le but, serait de nous baser sur un transistor quelconque,
exemple : le C1845
Datasheet à cette adresse : http://www.datasheetcatalocollecteur...8zj4tzxxpy.pdf
Et d'après ces caractéristiques, d'en déduire l'alimentation optimale (courant,tension) pour entretenir une porteuse de, disons 65Mhz à 500mA d'amplitude.
Donc ma question est simple par où commencer ?
Cordialement

Bj rà toi
Tu commences par regarder les CARACTERISTIQUES (datasheet) de ton transistor.
Est il capable d'atteindre les 65 Mhz ?
Et il capable de fournir 500mA ( c'est PAS une amplitude, c'est débit " HF") ?
Ton transistor ne peut dissiper QUE 500mA...ce qui ne veux nullement dire qu'ilva sortir ..500mA.
D'autre part dire ..500mA SANS préçiser sous quelle tension ne veut rien dire !
Supposons 10 v sortie HF 500mA, cela donne...5 watts.
Ton transistor ( datashet) est incapable d'une telle performance.


Supposons 10 v sortie HF 500mA, cela donne...5 watts.
Ton transistor ( datashet) est incapable d'une telle performance= 500mW de dissipation

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite03481543]

Après avoir potassé le document théorique proposée, plusieurs questions :
Pièce jointe 180516

La première lié à l'encadré en bleu :
Dans la datasheet du C1845 quelles sont les caractéristiques correspondant à l'impédance d'entrée (Ze), l'impédance de sortie (Zs) et le gain en tension à vide (que je présume être "ß" ou "Hfe") ?

Ze se calcule a partir des parametres hybrides du transistor (h11 en l'occurence).
Ze doit etre le plus grand possible pour ne pas influencer le circuit resonant.
Le gain en tension a vide (Vs/Ve) se determine avec le schema equivalent de l'ensemble du montage avec la charge debranchee.
Hfe n'est pas le gain en tension a vide, je te laisse chercher sa definition

La seconde, lié à l'encadré en vert :
Quel est la valeur attribuer à "ω" ?

w=2*pi*f avec f la frequence d'oscillation a la resonance.

Et une troisième pour finir :
Quel est la différence entre c'est deux montages ?
Pièce jointe 180517

Cordialement

Ce sont deux variantes d'oscillateurs Colpitts le deuxieme est a polarisation en base commune.
@+

[Hack-off]

bonjour
Pour répondre aux première questions posées par f6bes :

Est il capable d'atteindre les 65 Mhz ?

Oui, D'après les caractéristique électrique "Electrical Characteristics"

L'encadré orange symbol"FT"
Nous renseigne sur la production en bande passante du gain en courant "Current Gain Bandwidth Product"
Typiquement le C1845 délivre 110Mhz et au minimum 50Mhz.

Et il capable de fournir 500mA ( c'est PAS une amplitude, c'est débit " HF") ?

J’ignore la façon don calculer la puissance de sortie maximale du transistor ???

Et en suivant :

Ze se calcule a partir des paramétrés hybrides du transistor (h11 en l'occurence).

H11 est-il donné dans la datasheet, avons nous besoin de le calculer ?

ω=2*pi*f avec f la frequence d'oscillation a la resonance.

f = 65Mhz
ω = 2*3,14*65*10^6 = 40820*10^3
donc :
Zr = 1 : (C1*40820*10^3)
Conclusion :
On déterminera "C1" suivent la valeur de "Ze" en outre, "h11" afin de réaliser L’adaptation d’impédance.

Cordialement

[invite03481543]

Pour calculer Ze tu as besoin de h11, h11 se déduit des caractéristiques le cas échéant.
Je te laisse regarder dans ton cours à quoi il correspond sur un des 4 quadrants de la caractéristique d'un transistor.
Petit oubli de ta part : w a pour unité le radian par seconde (rad.s⁻¹) ce n'est pas une grandeur sans dimension.
@+

[Hack-off]

Bonjour
h11 n'est pas égal β : Ib ?


Concernant les quadrants, ceux sont ce des "Typical Characteristics" ?
Cordialement

[invite03481543]

Non ce n'est pas beta/ib, h11 est homogene a une resistance regarder plutot du cote de la caracteristique vbe=f(ib) dans la partie lineaire de la caracteristique.
@+

[f6bes]

Bjr Hack -off,
"...J’ignore la façon don calculer la puissance de sortie maximale du transistor ???..."
La puissance de dissipation d'un transistor fait partie de son DATASHEET.
La puissance de dissipation c'est ce qu'il...dissipe en CHALEUR (les pertes)
Le restant c'est la puissance UTILE.
Suppose un transistor avec rendement de 75 % , ce qui veut dire que s'il dissipe 500 mW, c'est les 25% de perte.
Donc puissance utile POSSIBLE de 1500 mW. , mais faut pas faire d'erreur...et etre sur que le rendement ne changera pas.
Sinon s'il descent à 50% pour une cause quelconque..c'est la fumée ...assurée.
Un transistor qui PEUT dissiper 500 mW et si on le fait fonctionner à 500mW...il est THEORIQUEMENT..increvable meme si rendement nul.
A+

[Hack-off]

Bonjour

Suppose un transistor avec rendement de 75 % , ce qui veut dire que s'il dissipe 500 mW, c'est les 25% de perte.
Donc puissance utile POSSIBLE de 1500 mW.

Je comprend le raisonnement, mais le rendement ?
Le constructeur ne le donne pas?
Tout les transistors ont un rendement de 75% ?

Non ce n'est pas beta/ib, h11 est homogene a une resistance regarder plutot du cote de la caracteristique vbe=f(ib) dans la partie lineaire de la caracteristique.

Enigme.png

C'est quelques pas dans l'encadré en bleu ?
Je comprend qu'h11 est une résistance, donc peut-être que de par le calcul:
R=U/I et en prenant "Ib" pour "Vbe (sat)" donc Ib = 10mA et Vbe = 120v ???
Peut-être Qu'h11 vaut 120 : 10*10^-3 donc 12KΩ ?

[f6bes]

Bonjour


Je comprend le raisonnement, mais le rendement ?
Le constructeur ne le donne pas?
Tout les transistors ont un rendement de 75% ?

[ ?

Bjr à toi,
Non le rendement d'un transistor n'est pas une caractéristique de son datasheet.
Le rendement dépends de "l'utilisation" du transistor et de sa classe d'amplification
( A ,AB1, AB2, C...etc..etc)
Les 75% cités , c'est à titre d'exemple.
A+

[Hack-off]

Bonjour

D'après le wiki : https://fr.wikipedia.org/wiki/Classe...%A9lectronique
Nous pouvons en déduire que la classe d'amplification du C1845 est en l’occurrence la classe A.
Concernant son rendement, est-il en liaison directe ?
Comment le déterminer ?

Après lecture du cour à l'adresse suivante:
http://claude.lahache.free.fr/mapage...transistor.pdf
Est-ce une aberration que de conclure,qu' "h11" = 300Ω ?
Cordialement

[f6bes]

Bj rà toi,
En c lasse A le rendement ne peut atteindre au MAXI,
QUE 50% dans le meilleur des cas (et moins en général!)
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j...cro9DQ&cad=rja
A+

[Hack-off]

Bonjour
Ne peut-on avoir plus d'exactitude afin de déterminer au mieux et d'après les calculs l'alimentation d'entré en fonction de la puissance du signal attendue en sortie ?
Cordialement

[Hack-off]

Bonjour
Le sujet semble frezzé.
Récapitulons :

h11 est homogène a une résistance regardez plutôt du côté de la caractéristique vbe=f(ib) dans la partie linéaire de la caractéristique.

Alors, déjà pour commencer:

dans la partie linéaire de la caractéristique

Il y a plusieurs caractéristiques.
Et en suivant:

dans la partie linéaire

La partie linéaire ?
Dans les caractéristiques du C1845, nous sommes en mesure de distinguer 5 parties:
-Absolute Maximum Ratings
-Electrical Characteristics
-hFE Classification
-Typical Characteristics
-Package Dimensions

"linéaire" => ligne

A propos de "vbe=f(ib)":
En la Datasheet du C1845 voila les seules apparitions de "vbe" (encadré en noir)



Puis "f(ib)" :
A force de chercher sur le web on peut éventuellement lire et voir ceci :
http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...transivar.html

Cependant encore beaucoup de questions demeurent sans réponses.
Notamment la valeur de h11.

Pourriez-vous confirmer ou infirmer qu'h11 vaut 300Ω ?
Cordialement

[Tropique]

Comme beaucoup de paramètres de semiconducteurs, h11 varie dynamiquement en fonction de la polarisation, il est donc illusoire de vouloir trouver une valeur définie dans la datasheet, sauf peut-être en un point, dans des conditions précises, ce qui n'est pas très utile.

[Tropique]

A titre d'exemple, voici la valeur de h11 pour un BC547 pour un courant de base compris entre 20 et 500µA:

[Hack-off]

Bonjour
D'après cette portion de cour :

Il nous est dit que l'adaptation d'impédance est réalisée si Re >> Zr.
On sait que Zr dépend de C1 et que Re = h11 = Ib/Vbe.
h11 variant au grès du courant Ib, qui, au début, lors de la mise sous tension est stable.
Comment déterminer les valeurs maximales et minimales de Ib et Vbe pour ne pas endommager le transistor ?
Cordialement

[Hack-off]

Bonjour
Il semblerais que ce sujet, soit vouer à l'abandon,
même si sous question il n'y a.
Alors pour répondre à ceci :

Comment déterminer les valeurs maximales et minimales de Ib et Vbe pour ne pas endommager le transistor ?

Nous pouvons vraisemblablement nous appuyer sur la datasheet:
Premièrement pour Ib:
Ib.png
L'encadré vert nous renseigne sur la valeur absolut de Ib.
-C'est à dire ?
Peut-être qu'au-delà il grille,ou alors il sature, et ne peut conduire plus.
Comment le savoir ?

Deuxièmement Vbe:
Vbe.png
En rouge la tension maximale de l’émetteur à la baser, (à différencier de la tension de la base à l'émetteur !)
Cette tension est de 5v.
En suite en bleu, on distingue Vce(on) et Vce(sat).
-Qu'est ce que c'est ?

[invite03481543]

Le probleme c'est qu'il vous faut un cours complet sur le transistor, ce qui n'est pas la vocation du forum.
L'electronique ne peut se supposer comme vous le faites dans vos questions, il y a juste un certain nombre de choses a connaitre en amont pour pouvoir interpreter convenablement une datasheet de transistor.
Vouloir aborder les oscillateur a transistors sans connaitre la modelisation du transistor me parait compromis.

Il existe une multitude de documents sur la toile traitant plus ou moins bien du sujet, en voici un par exemple qui devrait vous eclairer un peu sur ce qui vous preoccupe dans cette discussion:

http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...lec/transi.pdf

@+

[invite03481543]

Vous pouvez pour h11 utiliser l'astuce suivante qui consiste à prendre en bonne approximation h11=26*Béta/Ic avec h11 en Ohms et Ic en mA, cette approximation est valable pour tous les transistors bipolaires à température ambiante.

[Hack-off]

##########

[Hack-off]

Bonjour
Merci pour le cour, la compréhension m'est plus aisé désormais.
J'ai encore quelques questions.

A propos de la datasheet du C1845:

Ic_max est donné à 50mA.
Donc pourquoi pas fixer Ic à 50mA ?
-Simplement parce que le gain en dépend 10mA serait plus judicieux.
Donc le courant collecteur de repos sera de 10mA.

En suite nous savons que :

f = 65Mhz
ω = 2*3,14*65*10^6 = 40820*10^3 rad.s⁻¹
donc :
Zr = 1 : (C1*40820*10^3)
Déterminons C1:
h11 est approximativement égal à h11=26*β/Ic
β pour 10mA = 580
Donc h11=26*580/10.10^-3
h11=1,51MΩ
C'est beaucoup, non ?

[invite03481543]

Non ca fait 1508 Ohms.
Dans la formule que je t'ai indiqué Ic est en mA donc tu mets 10 dans la formule et non pas 10.10^-3.
Relis bien le post #22.

[Hack-off]

Ok
suite des calculs avec
h11=1,500kΩ
Zr = 1 : (C1*40820*10^3)
Supposons C1 = 100pf
Zr = 250Ω
L'adaptation d'impédance est donc réaliser.
Remarque:
Zr est relativement faible, puisque pour une capacité de 100nF Zr serait égal à 0.25Ω.
Donc plus C1 sera grand, plus grand sera l'écart entre Ze et Zr.
Cependant C1 doit être déterminé avec plus de précision puisque la fréquence en dépend,
voici la formule :
Formule.png
Sachant que nous souhaitons qu 'Fo soit égal à 65Mhz nous devons transformer la formule pour en extraire C1.
Transformé.png
Pour simplifier C1 sera égal à C2 et l'inductance sera de 0.020mH ce qui nous donne:
Résulta.png
(J'espère ne pas m'être trompé)

[Hack-off]

Bonjour
(C1 à était oublier sous la première des racines carrées)
Reprenons avec l'exemple d'un montage Colpitts proposé si dessous :
Pièce jointe 182214
Et polarisons ce C1845.
Déjà le transistor se trouve être câblé en émetteur commun.
Donc le courant de base Ib, sera fixé par Rb, ce qui entraînera un courant de collecteur Ic=β.Ib
soit Ic fixé à 10.10^-3A et β à 580.
Donc Ib = 10.10^-3/580 = 1.7µA
Est-il possible de le mesurer physiquement ?

Calculons Rb:
Rb= (Vcc-Vbe) / Ib
Vcc = 5v
Vbe = 0,64v d'après le graphe suivant:

Donc Rb = 2,7MΩ

Il y aura une importante perte en effet joule ?
Surtout si Vcc à un courant de 500mA donc une puissance de 2,5w, ça nous donne une sacré résistance, non ?
Cordialement

[bertrandbd]

Le probleme c'est qu'il vous faut un cours complet sur le transistor, ce qui n'est pas la vocation du forum.


http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...lec/transi.pdf

@+

C'est bien dommage HULK que le forum ne puisse pas dispenser un "cours interactif". Il me parait plus facile de suivre un cours en pouvant poser des questions de de lire un bouquin sauf si ce dernier est extrêmement bien fait.

Bonne soirée

[invite03481543]

Oui mais enseigner et savoir sont parfois deux choses differentes, ici on peut aider en passant a temps perdu mais enseigner c'est beaucoup plus difficile, c'est beaucoup de travail pour pouvoir bien faire les choses, ca ne s'improvise pas, c'est beaaucoup de responsabilites.
Enfin c'est mon point de vue.
Ici on aide, on aiguille, on conseille, on guide, on essaye de faire passer notre experience du metier ou de nos experiences respectives
Parfois on a un peu plus de temps et on peut s'attarder davantage.

[Hack-off]

Bonsoir
Il y a surement des erreurs, des sujets à revoir, n'hésitez pas à les souligner, je chercherais de mon côté, j'aimerais juste savoir où se trouve les aberrations pour en corriger un maximum.
Le monde des fréquences est fabuleux et le sillonner l'est encore plus.
Tout plus est le bien venue aussi minime soit-il,
je vous en remercie.