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Problème de saturation transistor



  1. #1
    MatMacMat

    Problème de saturation transistor


    ------

    Bonjour à tous,

    Je viens vous voir car cela fait maintenant une semaine que je patine dans la semoule : /. J'ai pour projet de concevoir un petit compteur qui serait incrémenter à l'aide d'une "télécommande" infrarouge.
    La partie compteur est OK ! là ou je bloque, c'est au niveau de la télécommande. Elle fonctionne mais pour une portée à mon gout insuffisante.
    Pour faire simple en

    Partie Réceptrice : TSOP34838

    Sur la partie émettrice j'utilise un LMC555 pour crée un signal de 38Khz. Le tout fonctionne à faible portée (2m) j'ai donc eu l'idée d'augmenter le courant qui passe dans la diode (SFH4546) qui peut acceuillir jusqu'a 100mA mais par impulsion, pour augmenter la portée.

    1. Je ne sais pas comment contrôler ces impulsions ( en temps)
    2. Je n'arrive pas à augmenter le courant passant dans la Led IR.

    J'ai bien essayé à l'aide d'un transistor NPN mais en vain : /

    Je vous met mon schéma et mon signal en image.

    Je vous explique mon raisonnement :

    Je veux pour commencer un courant IC = 50mA

    Je calcule RC = U-Uled-Vcesat/IC = 5-1.2-03/0.05 = 70 ohms

    Ensuite je viens calculer le courant Ib = Ic/Hfe

    J'ai lu Hfe étant 200, (mais selon la datasheet celui-ci change en fonction du courant appliqué sur IC). Ce qui me donne Ib = 0.25mA
    Et j'en déduit RB = U-Vbesat/Ib = 1.75Kohms

    Maintenant lors des mesure, mon courant Ib est bien de 0.25 mA ainsi que Vbe = 0.7v (saturation) mais mon courant Ic ne déroge jamais de 10-12mA et VceSat de 30-60

    Je me demande si ce la vient de mon signal appliqué sur la Led.


    J'ai développé mon raisonnement pour savoir si quelqu'un pouvais me dire où se trouve mon erreur. Sans forcément me dire la réponse ( si ce n'ai pas trop demandé bien entendu)



    C'est mon premier Post sur ce forum, je le lis depuis un moment et je suis agréablement surpris de toutes ces réponses apporté à tant de questions, en espérant trouver de l'aide ici = )

    -----
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    Dernière modification par MatMacMat ; 14/02/2020 à 20h58.

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  3. #2
    mag1

    Re : Problème de saturation transistor

    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    Bonjour à tous,

    Je viens vous voir car cela fait maintenant une semaine que je patine dans la semoule : /. J'ai pour projet de concevoir un petit compteur qui serait incrémenter à l'aide d'une "télécommande" infrarouge.
    La partie compteur est OK ! là ou je bloque, c'est au niveau de la télécommande. Elle fonctionne mais pour une portée à mon gout insuffisante.
    Pour faire simple en

    Partie Réceptrice : TSOP34838

    Sur la partie émettrice j'utilise un LMC555 pour crée un signal de 38Khz. Le tout fonctionne à faible portée (2m) j'ai donc eu l'idée d'augmenter le courant qui passe dans la diode (SFH4546) qui peut acceuillir jusqu'a 100mA mais par impulsion, pour augmenter la portée.

    1. Je ne sais pas comment contrôler ces impulsions ( en temps)
    2. Je n'arrive pas à augmenter le courant passant dans la Led IR.

    J'ai bien essayé à l'aide d'un transistor NPN mais en vain : /

    Je vous met mon schéma et mon signal en image.

    Je vous explique mon raisonnement :
    Je veux pour commencer un courant IC = 50mA
    Je calcule RC = U-Uled-Vcesat/IC = 5-1.2-03/0.05 = 70 ohms
    nsuite je viens calculer le courant Ib = Ic/Hfe
    J'ai lu Hfe étant 200, (mais selon la datasheet celui-ci change en fonction du courant appliqué sur IC). Ce qui me donne Ib = 0.25mA
    Et j'en déduit RB = U-Vbesat/Ib = 1.75Kohms
    Maintenant lors des mesure, mon courant Ib est bien de 0.25 mA ainsi que Vbe = 0.7v (saturation) mais mon courant Ic ne déroge jamais de 10-12mA et VceSat de 30-60
    Je me demande si ce la vient de mon signal appliqué sur la Led.
    J'ai développé mon raisonnement pour savoir si quelqu'un pouvais me dire où se trouve mon erreur. Sans forcément me dire la réponse ( si ce n'ai pas trop demandé bien entendu)
    C'est mon premier Post sur ce forum, je le lis depuis un moment et je suis agréablement surpris de toutes ces réponses apporté à tant de questions, en espérant trouver de l'aide ici = )
    Bonjour,

    Il faut lire les datasheet, maisil faut lire au bon endroit.
    Le gain en courant en régime saturé est de l'ordre de 10 à 20 , 200, c'est pour les petits signaux.

    Pour le TSOP, il est sensible à des trains d'impulsions, relire la datasheet, sinon, la sensibilité est réduite pour être insensible aux parasites.

    MM
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

  4. #3
    DAT44

    Re : Problème de saturation transistor

    Bonjour,
    proposition de modif :
    LMC555.png

  5. #4
    MatMacMat

    Re : Problème de saturation transistor

    Avant tout merci pour vos réponses aussi rapide !

    J'ai refait mes calcules en prenant une Hfe de 20 ( cependant je n'ai pas trouvé dans la datasheet : https://www.onsemi.com/pub/Collateral/P2N2222A-D.PDF , ce gain inscrit quelque part ) ce qui me donne une résistance Rb = 86K n'ayant pas de résistance j'ai fait ce que j'ai pu avec ce que je possédais et donc j'ai mis une résistance de 91KOhms, ma tension Vce est passé à 0.7V ce qui me semble plutôt haut pour un Vce de saturation (datasheet : 0.3V). Tandis que mon Ic = 10mA alors que le LMC555 sort un courant de 12mA ! Je vois bien que je m'y prend mal mais je ne comprends vraiment pas ces mesures.

    Pour Dat44 après essai de votre montage Vce = 12mV tandis que Ic se trouve à 10mA

    Je ne comprends vraiment pour pourquoi ce résultat ! Mon schéma semble-t-il juste, je commence à en douter !

  6. #5
    zebular

    Re : Problème de saturation transistor

    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    Avant tout merci pour vos réponses aussi rapide !

    Pour Dat44 après essai de votre montage Vce = 12mV tandis que Ic se trouve à 10mA

    Je ne comprends vraiment pour pourquoi ce résultat ! Mon schéma semble-t-il juste, je commence à en douter !
    Avec un Vce=12mV=2n2222 mort! ou +Vcc pas raccordé

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    zebular

    Re : Problème de saturation transistor

    le "555 high level out"semble présenter 3,3 v sous 100mA,à vérifier la tension sous 50 mA.Donc le 1er schéma était suspect pour coller avec les calculs théoriques.

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  10. #7
    mag1

    Re : Problème de saturation transistor

    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    Avant tout merci pour vos réponses aussi rapide !

    J'ai refait mes calcules en prenant une Hfe de 20 ( cependant je n'ai pas trouvé dans la datasheet : https://www.onsemi.com/pub/Collateral/P2N2222A-D.PDF , ce gain inscrit quelque part ) ce qui me donne une résistance Rb = 86K n'ayant pas de résistance j'ai fait ce que j'ai pu avec ce que je possédais et donc j'ai mis une résistance de 91KOhms, ma tension Vce est passé à 0.7V ce qui me semble plutôt haut pour un Vce de saturation (datasheet : 0.3V). Tandis que mon Ic = 10mA alors que le LMC555 sort un courant de 12mA ! Je vois bien que je m'y prend mal mais je ne comprends vraiment pas ces mesures.
    Pour Dat44 après essai de votre montage Vce = 12mV tandis que Ic se trouve à 10mA
    Je ne comprends vraiment pour pourquoi ce résultat ! Mon schéma semble-t-il juste, je commence à en douter !
    Bonjour,

    C'est là
    gain sat.JPG

    Dans ce cartouche, le gain utilisé pour la valeur des Vcesat est Ic/Ib =10

    MM
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

  11. #8
    DAT44

    Re : Problème de saturation transistor

    Bonjour,
    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    J'ai refait mes calcules en prenant une Hfe de 20 ( cependant je n'ai pas trouvé dans la datasheet : https://www.onsemi.com/pub/Collateral/P2N2222A-D.PDF , ce gain inscrit quelque part ) ce qui me donne une résistance Rb = 86K n'ayant pas de résistance j'ai fait ce que j'ai pu avec ce que je possédais et donc j'ai mis une résistance de 91KOhms
    Peux tu donné ton calcul, avec un gain de 20 et un courant de collecteur de 50 mA, le courant de base doit être égal a 2,5 mA, comment trouve tu une valeur de résistance a 86K ?



    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    Pour Dat44 après essai de votre montage Vce = 12mV tandis que Ic se trouve à 10mA
    Comment réalise tu les mesures ?
    Si tu a un Vce a 12mV et Ic a 10mA tu as donc 700mV sur R12 et 4288 mV sur la DEL : il y a un problème

  12. #9
    Patrick_91

    Re : Problème de saturation transistor

    Hello,

    Daja virer la résistance en série avec la led elle ne sert a rien, et mettre une résistance d'émetteur à ce pauvre 2222 ...
    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  13. #10
    DAT44

    Re : Problème de saturation transistor

    Montage sans résistance de base:
    LMC555.png

  14. #11
    penthode

    Re : Problème de saturation transistor

    C'est un peu iconoclastes

    Utilise un transo NPN

    Tu gagnes 0,7V
    Là où le mensonge prolifère, la tyrannie s'annonce ou se perpétue.

  15. #12
    DAT44

    Re : Problème de saturation transistor

    Bonjour,
    pourquoi vouloir gagner 0,7 volts alors que l'on pers déjà plus de 2 volts dans la résistance R12 ?

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  17. #13
    penthode

    Re : Problème de saturation transistor

    La réponse est dans la question
    Là où le mensonge prolifère, la tyrannie s'annonce ou se perpétue.

  18. #14
    HULK28

    Re : Problème de saturation transistor

    Bonjour,
    quelle drôle d'idée d'utiliser toujours des bipolaires....
    Le génie est fait d'1 pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration. Edison

  19. #15
    MatMacMat

    Re : Problème de saturation transistor

    Bonjour,

    Tout d'abord merci à tous pour tous vos éléments de réponses, ( je sais que c'est le principe d'un forum mais cela me surprend toujours autant à chaque fois ) !

    Pour commencer, le transistor sur ma plaque d'essai était mal câblé (intervertie le collecteur et l'émetteur : / )

    Pour Patrick 91, pourquoi mettre une résistance au niveau de l'émetteur, serait une résistance pull down, ou rien à voir ?

    Pour DAT44, effectivement pour ma résistance de 86K !!! d'où sort-elle ???? ( je devais être en pleine forme hier soir) après avoir refait mes calcules cela me donne une résistance de 1.72K

    Malgré le transistor changé ainsi que ma résistance RB cela ne marche toujours pas. Je pense ne pas avoir le bon raisonnement, mais je ne vois pas pourquoi.

    Je pars du principe que je veux un courant de 50mA parcourant ma Led IR, donc j'en déduit ma résistance RC ainsi que mon courant IB pour terminer par la résistance Rb (esc-ce la bonne façon de faire ? )

    Et pour Hulk j'utilise un transistor Bilpolaire car je ne suis qu'un débutant en la matière (d'où mes questions que j'imagine plutôt idiotes pour la plupart d'entre vous ) car je n'ai pas encore vu le fonctionnement des transistor MosFet (?) et donc je p'éfère me concentrer sur les transistor bipolaire pour déjà avoir une certaine base avec ceux-ci.

    Fin bref, je suis complétement perdu à cette heure : / mais merci encore pour vos réponses !!

  20. #16
    penthode

    Re : Problème de saturation transistor

    D'autre part il faut que le rapport cyclique du signal de commande soit réduit environ 10 %

    Afin de pouvoir augmenter le courant crête sur la diode

    Et de là la portée
    Là où le mensonge prolifère, la tyrannie s'annonce ou se perpétue.

  21. #17
    Vincent PETIT

    Re : Problème de saturation transistor

    Salut,
    Ta LED IR supporte 1A avec des impulsions inférieures à 100µs.
    Bon sans aller chatouiller les limites, avec des impulsions de 100µs tu peux lui envoyer 500mA et ainsi, comme dit penthode, augmenter significativement la portée.
    Là où il n'y a pas de solution, il n'y a pas de problème.

  22. #18
    jamdmnt

    Re : Problème de saturation transistor

    Bonjour,

    La led n'émet que environ 75% du cycle, et un ampèremètre mesure une moyenne.
    Si tu veux 50mA comme Ic, avec un béta de 10, il faut 5mA dans Ib. Vbe=0,6v. Simple d'en déduire Rb: 440
    Relis la datasheet de le diode, VF =1,5V si IF=100mA et conduction 20ms.
    Pour éclairer pendant 20ms, il faut inverser le signal en sortie du 555. Voir le schéma joint.
    Avec mon simulateur (Proteus) et Rb=470, Rled=47, Iledmax=~68mA. Avec Rled=33, Iled=~95mA
    Images attachées Images attachées

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  24. #19
    jamdmnt

    Re : Problème de saturation transistor

    Re,
    J'ai oublié un lien vers un simulateur pour 555 http://www.ohmslawcalculator.com/555-astable-calculator
    Comme dit Vincent et penthode, tu peux augmenter le courant de la led, puisqu'elle n'éclaire que 25% du cycle.

  25. #20
    MatMacMat

    Re : Problème de saturation transistor

    Bonjour Jamdmnt,

    Tout d'abord merci beaucoup pour toutes ces précisions, malheureusement pour ce soir je ne pourrais pas me pencher dessus : / ! Mais dès demain matin je viens tester tout ça !
    Par contre je ne visualise pas le cheminement qui se passe pour l'inversion de la sortie du 555, pourquoi utilisé un PNP ( je vais allez me renseignez un peu plus sur le type PNP, celà me donnera peut être la réponse).

    Et pour avoir ce Tp = 20 ms pouvons nous pas simplement jouer sur les valeurs des résistances et du condensateurs traitant avec le 555 ?

    En tout cas (je me répète) merci encore pour le temps que vous me consacrez !

    Bonne soirée à vous

  26. #21
    HULK28

    Re : Problème de saturation transistor

    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    Et pour Hulk j'utilise un transistor Bilpolaire car je ne suis qu'un débutant en la matière (d'où mes questions que j'imagine plutôt idiotes pour la plupart d'entre vous ) car je n'ai pas encore vu le fonctionnement des transistor MosFet (?) et donc je p'éfère me concentrer sur les transistor bipolaire pour déjà avoir une certaine base avec ceux-ci.
    Ce n'est pas un reproche qui t'est adressé , je vois bien que tu débutes.
    L'usage du MOS est tellement plus simple qu'il vaut mieux que tu oublies le bipolaire qui est totalement dépassé de nos jours pour ce type d'application.
    Dernière modification par JPL ; 15/02/2020 à 20h04. Motif: à la demande de HULK28
    Le génie est fait d'1 pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration. Edison

  27. #22
    HULK28

    Re : Problème de saturation transistor

    La version CMOS existe depuis très longtemps, autant employer un circuit moderne où disparaîtront ces histoires de courants et de puissance perdue inutilement dans un pauvre bipolaire, si tu optes pour un MOS comme transistor de pilotage de ta led (ou de charges plus gourmandes) tu t'éviteras tout ces problèmes:
    http://www.farnell.com/datasheets/32567.pdf?_ga=2.174519911.4316 16868.1581790974-1959529977.1581206485&_gac=1.8 7197034.1581206485.CjwKCAiA1fn xBRBBEiwAVUouUvmDN0P4V5gn84wgK T2rpAmpclDyfiAdEEVRIlQ0Ie80g4l O6cvNmhoC5f0QAvD_BwE

    J
    e t'invite à lire cette discussion où tu y trouveras un exemple de schéma:
    https://forums.futura-sciences.com/electronique/520123-montage-timer-pwm-module-led.html

    S
    i tu fais une recherche sur le forum tu trouveras d'autres discussions sur ce sujet maintes fois abordé.
    Le génie est fait d'1 pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration. Edison

  28. #23
    DAT44

    Re : Problème de saturation transistor

    Bonjour,
    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    Par contre je ne visualise pas le cheminement qui se passe pour l'inversion de la sortie du 555, pourquoi utilisé un PNP ( je vais allez me renseignez un peu plus sur le type PNP, celà me donnera peut être la réponse).
    Le duty cycle (rapport de duré entre l'état haut et bas de la sortie du 555) est de 74% dans ton montage et 78% dans le montage jamdmnt, en utilisant un PNP la DEL s'allume a l'état bas, ce qui réduit la consommation moyenne de l’émetteur ..

    Citation Envoyé par MatMacMat Voir le message
    Et pour avoir ce Tp = 20 ms pouvons nous pas simplement jouer sur les valeurs des résistances et du condensateurs traitant avec le 555 ?
    Si, c'est ce que fait jamdmnt, R10 devient R1 et passe de 1,8K a 4,7K, R11 devient R2 et passe de 1K à 1,8K et C2 devient C1 et passe de 10nF à 4,6nF, ce faisant, l'état bas passe de 19,4mS à 20,7 mS , ce qui ne change donc pas grand chose ...

  29. #24
    DAT44

    Re : Problème de saturation transistor

    Bonjour,
    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    La version CMOS existe depuis très longtemps, autant employer un circuit moderne où disparaîtront ces histoires de courants et de puissance perdue inutilement dans un pauvre bipolaire, si tu optes pour un MOS comme transistor de pilotage de ta led (ou de charges plus gourmandes) tu t'éviteras tout ces problèmes:
    [URL="http://www.farnell.com/datasheets/32567.pdf?_ga=2.174519911.4316 16868.1581790974-1959529977.1581206485&_gac=1.8 7197034.1581206485.CjwKCAiA1fn xBRBBEiwAVUouUvmDN0P4V5gn84wgK T2rpAmpclDyfiAdEEVRIlQ0Ie80g4l O6cvNmhoC5f0QAvD_BwE"]http://www.farnell.com/datasheets/32567.pdf?_ga=2.174519911.4316 16868.1581790974-1959529977.1581206485&_gac=1.8 7197034.1581206485.CjwKCAiA1fn xBRBBEiwAVUouUvmDN0P4V5gn84wgK T2rpAmpclDyfiAdEEVRIlQ0Ie80g4l O6cvNmhoC5f0QAvD_BwE
    Le LMC555 est déja une version CMOS du 555 :
    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmc555.pdf

    l'utilisation d'un transistor MOS n'apportera pas grand chose en terme de simplification, la proposition en #10 est déjà très simplifié.

    NB: Pour attendre les 50mA demande sur le montage en #10, il sera judicieux de passé R12 de 70 à 47 ohms ...

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  31. #25
    HULK28

    Re : Problème de saturation transistor

    En terme de pertes le bipolaire est aux fraises, ça fait une grosse différence je trouve.
    Même si 50mA est peu, de manière générale c'est has been comme montage.
    Ta proposition en #10 n'a pas de résistance de limitation du courant pour la base, c'est une erreur quand on pilote un transistor bipolaire... j'appelle pas ça une économie.
    Le génie est fait d'1 pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration. Edison

  32. #26
    jamdmnt

    Re : Problème de saturation transistor

    Bonjour,
    Je suis de l'avis de HULK28, avec un Mos, le rendement est nettement supérieur, voir schéma joints.
    J'ai repris le schéma de DAT44, et on voit bien, même si c'est sur un simulateur, que la tension aux bornes de la led est de 5v avec le mos et de 3,5v avec le 2N2907.
    Peut-être faut-il ajouter une capa quelque part avec le mos pour avoir un signal plus "propre".
    Images attachées Images attachées

  33. #27
    zebular

    Re : Problème de saturation transistor

    Moi,je ne connais pas le Mos,mais la forme du signal me laisse penser qu'il faut un tirage à la masse sur la gate du Mos pour vider la capa interne plus rapidement.
    On va me taper sur la tête,mais c'est pour bien faire rentrer

  34. #28
    HULK28

    Re : Problème de saturation transistor

    Le MOS fait 9.5nC en charge d'entrée, ce qui est beaucoup surtout à 200kHz avec un 555, il faut prendre, comme déjà dit, un TLC555 qui peut pédaler plus haut (autour de 2MHz)...
    Il faut choisir un MOS adapté au besoin en courant de la led et compatible avec les possibilités de charger une capa de gate de 510pF avec un 555 vulgarus à cette fréquence.

    Si tu refais ta simu en conservant ton 555 baisse ta fréquence à 50kHz par exemple, ou prend un MOS ayant une charge d'entrée bien plus faible, ou change le 555 par un 555 en version Cmos.
    Dernière modification par HULK28 ; 16/02/2020 à 12h30.
    Le génie est fait d'1 pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration. Edison

  35. #29
    HULK28

    Re : Problème de saturation transistor

    Je corrige, je n'avais pas bien lu la base de temps, tu es bien à 40kHz.
    Donc change le 555 ou le MOS.
    Dernière modification par HULK28 ; 16/02/2020 à 12h35.
    Le génie est fait d'1 pour cent d'inspiration et de 99% pour cent de transpiration. Edison

  36. #30
    zebular

    Re : Problème de saturation transistor

    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    Je corrige, je n'avais pas bien lu la base de temps, tu es bien à 40kHz.
    Donc change le 555 ou le MOS.
    Donc "On",bien plus pointu,semble en phase avec un problème d'effet capacitif qu'il faut traiter au mieux..Ce qui est moins prépondérant dans le bipolaire.
    Est ce que le bipolaire n'y trouve pas encore sa place?..(On n'est pas péjoratif,bien au contraire,respect de la référence pour couper court aux disputes courantes)

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