transistor saturé question

[robertt]

Bonjour,

je suis en train d'étudier le fonctionnement en régime saturé d'un transistor (le 2N3904). Mon intention est d'allumer par alternance une led rouge avec un transistor. Pour l'instant j'ai simplifié au maximum le montage et j'ai donc enlevé la partie commande logique (un trigger de schmitt ou un ne555 je verrai ça plus tard). Donc pour simuler un état haut j'ai connecté la base du transistor (NPN) au 9v (pile) par une résistance Rbase. Pour calculer la valeur de cette résistance je suis parti de la datasheet dans laquelle il est indiqué que pour saturer le transistor on peut (doit ?) appliquer un courant de 5mA sur la
base pour espérer obtenir 50mA en sortie collecteur (donc rapport de 10). Etant donné qu'une led simple ne consomme que 20mA ça fait trop mais bon je suis quand même parti là dessus.
Donc Rb = (9 - 0.7) / 0.005 = 1480ohm. J'ai mis une résistance de 1200ohm. Pour calculer la résistance à mettre en série avec la led branchée en sortie du transistor j'ai omis la tension Vce_SAT (0.3v). On a donc R2 = (9 - 1.6) / 0.020 = 370ohm, je fais avec ce que j'ai à disposition donc j'ai mis 470ohm.
Une fois le circuit mis sous tension je constate que la led est allumée, normal.
Puis j'ai mesuré au voltmètre la tension aux bornes de ma résistance R1 et là au lieu de trouver (8.3v) j'ai 2.20v...
j'en déduis que le courant Ib réel est en dessous du courant Ib (5mA) qui nous a servi au calcul de Rb. Effectivement j'ai mesuré avec l'ampèremètre et
je mesure bien un courant inférieur, celui-ci est à 1.8mA.
Donc quand Ic décroit Ib décroit également (Ib = Ic / gain) et du coup ceci fait chuter la tension aux bornes de Rb. On se retrouve donc avec
Ur1 = 1200 * 0.0018 (mesuré avec ampèremètre) = 2.16v. Donc je retrouve bien à peu près les 2.20v de chute de tension
que j'avais mesuré au voltmètre aux bornes de R1, c'est bien ça ?. Par conséquent vu que la tension aux bornes de R1 chute, la tension appliquée sur Vbe va augmenter. Mon raisonnement est juste ?
pour l'instant je cherche plus à comprendre ce que j'obtiens avec ce montage et m'exercer avec la loi d'ohm plutôt que de trouver la valeur Rb juste finale.
Apparemment on ne peut pas joindre un pdf au message du coup je ne peux pas mettre la datasheet du transistor directement. je mets donc un lien :
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/2n/2n3904.pdf
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[jiherve]

Bonsoir,
quel montage EC ou CC?
parce que en EC c'est tout simplement impossible, vérifier aussi la calculette 9 - 0.7) / 0.005 = 1660!!!.
JR

[robertt]

pardon c'est une erreur... j'ai calculé avec 8v au lieu de 9v...

[Zenertransil]

Bonsoir,

Donc quand Ic décroit Ib décroit également (Ib = Ic / gain)

Non! Ce n'est vrai qu'en régime linéaire, pas en saturé... Ton raisonnement n'est pas juste.

C'est la tension Vce qu'il convient de mesurer pour juger : si elle est plus grande que quelques dixièmes de volt, c'est que le transistor n'est pas saturé : il faut augmenter son courant base...

PS : tu as bien mis la LED et sa résistance côté "+", c'est-à-dire entre le +9V et le collecteur du transistor, et l'émetteur du transistor à la masse?

[A voir en vidéo sur Futura]

[robertt]

[PS : tu as bien mis la LED et sa résistance côté "+", c'est-à-dire entre le +9V et le collecteur du transistor, et l'émetteur du transistor à la masse

non la led est branchée entre le +9v et le collecteur, la résistance quand à elle est branchée entre l'émetteur et la masse, comme sur le schéma. au point où en sont mes connaissances je voyais le transistor comme une sorte d'interrupteur pilotable donc je ne pensais pas que le placement de la résistance avant ou après le collecteur avait une importance...

[jiherve]

re
ce que tu mesures est cohérent, place la résistance du même coté que la led et la bobinette cherrera.
JR

[Zenertransil]

Ben si, ça change tout... Oui, c'est un interrupteur pilotable, mais pas pilotable n'importe comment!

Mets la résistance de l'autre côté, et tu vas voir que ça fonctionne comme sur des roulettes.

Edit : grillé, je n'avais pas actualisé!

[robertt]

effectivement ça change tout !!! je peux même mesurer Vce... on est à 0.4v donc proche de la saturation et la tension aux bornes de Rb correspond à peu de chose près à (9 - 0.7) !
par contre je ne comprends pas pourquoi... pourquoi le fait de placer la résistance avec la led, c'est à dire de mettre ces deux composants entre le +9v et le collecteur a changé la donne...

[PIXEL]

biscotte si la résistance est en bas , le montage est un collecteur commun ( un peu bâtard il est vrai)

et qu'un collecteur commun ne SATURE JAMAIS ( principe de physique)

[robertt]

vous m'avez donné tous les éléments, merci à tous pour votre patience !

[Zenertransil]

Pour généraliser, lorsque tu veux utiliser un transistor en ON/OFF (fonctionnement en saturation), tu prends un NPN, tu mets son émetteur à la masse (sans rien entre les deux, tu t'en es rendu compte ce soir!), tu l'attaques par la base avec une résistance, et tu branches le circuit à alimenter entre le "+" de l'alimentation et le collecteur. Ce qui est sympathique, c'est que ce "+" peut être à une tension tout à fait différente de celle qui commande la base (au travers de la résistance). Ca signifie que tu peux utiliser ton transistor pour commander une ampoule 24V, même si le circuit de commande est une porte logique 5V ou 3,3V.

Quand c'est une ampoule, un relais, un buzzer,... qu'il faut alimenter, ça va très bien. Mais parfois, le circuit à brancher doit absolument avoir une patte au "-" de l'alimentation (masse) : on prend un transistor PNP, on relie l'émetteur du transistor au "+" de l'alimentation, on branche la charge entre le "-" de l'alimentation (masse) et le collecteur, et on le commande toujours par la base. Mais attention! : cette fois, la tension qui vient commander la base du transistor (toujours avec une résistance, calculée de la même manière) doit être la même que celle de l'alimentation ! Concrètement, pour commander l'ampoule 24V de l'exemple précédent, tu ne peux plus utiliser du 0-5V, il te faudra appliquer 24V... Sinon, tu n'arriveras jamais à bloquer ton transistor !


-Quand le fait qu'aucune patte du composant ne soit à la masse n'est pas gênant, on prend le montage à NPN et on est libre d'utiliser les tensions qu'on veut
-Quand il faut forcément une patte reliée à la masse, on prend le montage à PNP, mais il faut utiliser la même valeur de tension pour la commande et pour la charge.

Si il faut satisfaire les deux conditions en même temps (tension différente ET patte à la masse), il faut au moins deux transistors!

Bonne nuit