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Charge active Transistor bipolaire



  1. #1
    bigmack69

    Charge active Transistor bipolaire


    ------

    Bonjour à tous !

    Je vous sollicite car j'ai besoin de savoir cela serait possible de créer une charge active avec un transistor bipolaire ?
    Je sais que cela se fait assez traditionnellement avec plutôt des Mosfets mais j'aimerai connaître les différences et me lancer là dedans.

    Merci à vous

    IB

    -----

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  3. #2
    Janpolanton

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonsoir,

    C'est faisable, tout dépend du courant que tu veux car il va peut-être falloir multiplier les transistors de sortie.
    Fais une recherche avec ces mots clé "bjt dummy load schematics"

  4. #3
    bigmack69

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Merci pour ces mots clés très précieux !
    En effet je veux pouvoir avoir un courant de 3A maximum pour tester des charges de 10V max.

    Toutefois je vois quelques montages ressemblant très fortement à celui qu'on utilise avec un Mosfet. Je me demandais comment cela est possible dans la mesure où le bipolaire se contrôle en courant et l'autre en tension.

  5. #4
    bigmack69

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    J'ai fait un schéma d'une charge avec un transistor bipolaire qui reprend le modèle/principe de celui au Mosfet :

    Nom : T.PNG
Affichages : 93
Taille : 33,8 Ko
    Toutefois avec ce montage j'arrive seulement à imposer mon courant de charge : Ve = courant dans R car uR = Ve (exemple : Ve = 3V ; iR = 3A ; uR = 3V). Avec une résistance de 1 Ohm il est facile d'obtenir le courant désiré. Mais du coup côté tension, je n'ai pas les 10V par exemple de mon appareil à tester.

    Quelqu'un aurait-il une piste à me donner ?

    Merci

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    f6bes

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bjr à toi,
    Si je comprends bien ....c'est une simulation.
    Comment ton simulateur connait il les CARACTERISTIQUES de ton transistor....inconnu ?
    Un générateur de 10volts qui débite dans un ohm cela fait...10 Ampéres.
    Les caractéristiques du générateur sont ..... ?
    Bonne journée
    Ben ça marche!

  8. #6
    bigmack69

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,

    De quels caractéristiques parlez-vous concernant le transistor ?

    Le générateur (plutôt une batterie DC) ne débite pas directement dans la résistance. L'AOP fait en sorte d'imposer une tension au borne de R qui est celle généré par Ve. De par cela je peux imposer un courant en fonction de la tension Ve.
    Enfin c'est ce que j’essaie de vérifier et de comprendre. (Je rappelle que j'aimerai réaliser une charge avec un transistor bipolaire)

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  10. #7
    lutshur

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,
    Mais du coup côté tension, je n'ai pas les 10V par exemple de mon appareil à tester.
    Je ne vois pas pourquoi. Ta charge est le transistor + sa résistance d'émetteur. Tu as toujours les 10v en sortie du générateur. Tu prévoyais d'intercaler autre chose ?

  11. #8
    f6bes

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Citation Envoyé par bigmack69 Voir le message
    Bonjour,

    De quels caractéristiques parlez-vous concernant le transistor ?

    Le générateur (plutôt une batterie DC) ne débite pas directement dans la résistance. L'AOP fait en sorte d'imposer une tension au borne de R qui est celle généré par Ve. De par cela je peux imposer un courant en fonction de la tension Ve.
    Enfin c'est ce que j’essaie de vérifier et de comprendre. (Je rappelle que j'aimerai réaliser une charge avec un transistor bipolaire)
    REmoi:
    Les caractéristiques du transistor:...à MINIMA sa PUISSANCE dissipable....s'il doit servir de "charge
    En fait tu transforme ton transistor en une sorte de REHOSTAT dont tu géres le courant le traversant.
    Donc commence par choisir un transistor capable de dissiper ta puissance maxi.
    Bonne journée
    Ben ça marche!

  12. #9
    bigmack69

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,

    Je ne vois pas pourquoi. Ta charge est le transistor + sa résistance d'émetteur. Tu as toujours les 10v en sortie du générateur. Tu prévoyais d'intercaler autre chose ?
    Non pas du tout mis à part une batterie à tester.
    C'est peut-être sur le principe que je ne comprenais déjà pas bien. Je pensais qu'il fallait obtenir le courant désiré ainsi que la tension de la batterie sur cette résistance d'émetteur.

    Tu dis que sur ce schéma donc, au niveau du principe, la charge est correctement réalisé ?


    Les caractéristiques du transistor:...à MINIMA sa PUISSANCE dissipable....s'il doit servir de "charge
    En fait tu transforme ton transistor en une sorte de REHOSTAT dont tu géres le courant le traversant.
    Donc commence par choisir un transistor capable de dissiper ta puissance maxi.
    Compte tenu de mes petites contraintes 10V max et 3A max une la puissance max théorique serai de 30W donc je partirai sur un transistor de 50W pour avoir de la marge.

  13. #10
    lutshur

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Tu dis que sur ce schéma donc, au niveau du principe, la charge est correctement réalisé ?
    Toutafé, avec ce schéma tu as une charge qui tire 1A à un générateur de la tension que tu veux, sous réserve de la puissance dissipée par le transistor

  14. #11
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,

    Ve sera une tension constante, ou appeler à varier ?
    Quelle devrait être la précision de la source (ou plutôt du puits) de courant ?

    attention à la SOA du transistor : https://en.wikipedia.org/wiki/Safe_operating_area ou https://sound-au.com/soa.htm (je n'ai pas lu en détails).

    par ailleurs, sous 3A de courant d'émetteur et 10V de Vce, le gain du NPN sera probablement de l'ordre de 10 à 50, correspondant à un courant de base de 60 à 300 mA -- soit beaucoup trop pour l'AOP. Il faudrait alors utiliser un darlington ou un MOSFET pour amplifier le courant disponible en sortie de l'AOP.

    Le NPN va beaucoup chauffer... choisir un boitier TO247 ou TO3 et un radiateur conséquent. Il est aussi possible d'utiliser plusieurs transistors en parallèle.

    Quelle est la tension minimale délivrée par "l'appareil" ? Il peut être souhaitable de soulager le transistor en mettant une résistance de puissance en série avec son collecteur. Pour la dimensionner, il suffit de faire en sorte que la tension Vce soit toujours supérieure à environ 2V (la valeur serait à choisir en fonction du transistor).
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  15. #12
    bigmack69

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Toutafé, avec ce schéma tu as une charge qui tire 1A à un générateur de la tension que tu veux, sous réserve de la puissance dissipée par le transistor
    Ok alors une question me vient, ici Ic = Ie ? Si tel est le cas, est-ce parce que nous avons affaire avec des transistors petits signaux ? ou je me trompe Ic =/= Ie ?

    Ve sera une tension constante, ou appeler à varier ?
    Dans mon cas Ve sera amené à varier. C'est ce qui va me permettre de régler le courant consommé de ma charge.

    Quelle devrait être la précision de la source (ou plutôt du puits) de courant ?
    Je n'ai pas totalement compris votre question ^^' Si je devais répondre je dirai que l'ordre du mA suffirait.

    par ailleurs, sous 3A de courant d'émetteur et 10V de Vce, le gain du NPN sera probablement de l'ordre de 10 à 50, correspondant à un courant de base de 60 à 300 mA -- soit beaucoup trop pour l'AOP. Il faudrait alors utiliser un darlington ou un MOSFET pour amplifier le courant disponible en sortie de l'AOP.
    ça marche, je vais me pencher sur le Darlington dans ce cas là, j'en avais entendu aussi parler.

    Quelle est la tension minimale délivrée par "l'appareil" ? Il peut être souhaitable de soulager le transistor en mettant une résistance de puissance en série avec son collecteur. Pour la dimensionner, il suffit de faire en sorte que la tension Vce soit toujours supérieure à environ 2V (la valeur serait à choisir en fonction du transistor).
    La tension minimale est de 1V. Quel est le paramètre qui va influer en fonction du transistor choisis ?

    Merci pour vos réponses

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  17. #13
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Citation Envoyé par bigmack69 Voir le message
    Ok alors une question me vient, ici Ic = Ie ? Si tel est le cas, est-ce parce que nous avons affaire avec des transistors petits signaux ? ou je me trompe Ic =/= Ie ?
    , où est le gain du transistor. En petits signaux, et mais, ici, . Le courant de colleteur est donc environ 5% plus faible que

    Dans mon cas Ve sera amené à varier. C'est ce qui va me permettre de régler le courant consommé de ma charge.
    A quelle vitesse ? > 1 kHz ?

    Je n'ai pas totalement compris votre question ^^' Si je devais répondre je dirai que l'ordre du mA suffirait.
    Donc si tu dis "je veux 3 A", il faut que le courant soit compris entre 2.999 A et 3.001 A ? soit une incertitude de 0.03 % ? C'est impossible en bricolage, et difficile avec des moyens.

    La tension minimale est de 1V. Quel est le paramètre qui va influer en fonction du transistor choisis ?
    1 V, c'est très peu.
    Avec un BJT, il faut au moins 0.2V de Vce, et c'est mieux avec > 1 V. Or, il faut ajouter Ve à cette tension.
    Avec le schéma du post#1, sous 3A et avec R=1Ohm, il faut que l'appareil délivre au moins 3.2 V, et de préférence au moins 4 V.
    Si 1V est vraiment au cahier des charges, il faut revoir certains éléments du design.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  18. #14
    bigmack69

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    A quelle vitesse ? > 1 kHz ?
    Je pense vous avoir mal compris. Ve sera constant lors du test d'un appareil. Elle sera amenée à varier seulement pour changer le courant consommé de la charge.

    Donc si tu dis "je veux 3 A", il faut que le courant soit compris entre 2.999 A et 3.001 A ? soit une incertitude de 0.03 % ? C'est impossible en bricolage, et difficile avec des moyens.
    Pareil pour cette question, il est clair qu'une précision d'1mA serait trop difficile, j'avais compris autre chose. Donc une précision de 1A est largement suffisant.

    1 V, c'est très peu.
    Avec un BJT, il faut au moins 0.2V de Vce, et c'est mieux avec > 1 V. Or, il faut ajouter Ve à cette tension.
    Avec le schéma du post#1, sous 3A et avec R=1Ohm, il faut que l'appareil délivre au moins 3.2 V, et de préférence au moins 4 V.
    Si 1V est vraiment au cahier des charges, il faut revoir certains éléments du design.
    N'est-il pas possible de choisir directement un transistor avec un gain qui nous satisferait ? Oui 1V fait partie du cahier des charges. Quel élément serait bloquant pour du 1V ? le transistor, la résistance ?...

  19. #15
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,

    Je mettrais R = 100 mOhm, Ve entre 0 et 300 mV, et un NMOSFET de <100 mOhm pouvant fonctionner en linéaire (par exemple le IPB015N04LG, mais il y en a d'autre) à la place de Q1.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  20. #16
    bigmack69

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,

    Je mettrais R = 100 mOhm, Ve entre 0 et 300 mV, et un NMOSFET de <100 mOhm pouvant fonctionner en linéaire (par exemple le IPB015N04LG, mais il y en a d'autre) à la place de Q1.
    N'est-il pas possible de rester avec un transistor bipolaire ? Existe-il un Transistor bipolaire ayant des caractéristiques similaires ? Vous avez parlé du Darlington plus haut.

    Je suis totalement d'accord avec les valeurs de résistance et de Ve proposées, mais je voudrai savoir à quel niveau cela serait contraignant avec un BJT.

    Merci de vos réponses

  21. #17
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,
    Avec un bipolaire, on devrait pouvoir descendre à 0,2 V de Vce mais la différence entre courant de collecteur et courant d'émetteur peut alors atteindre 10 ou 20 %.
    Si cela convient et que tu trouves un composant adéquat (pas sûr que ce soit facile) alors cela devrait fonctionner (en bricolant un peu le circuit).
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  22. #18
    bigmack69

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Pouvez-vous m'expliquer pourquoi un NMOSFET de <100 mOhm pourrait fonctionner sans problème ? Je comprend que la différence de courant de collecteur et émetteur serait différentes mais ne pouvons nous pas choisir le gain du transistor pour convenir ?

    Avec 1V de l'appareil, une résistance de 0.1 Ohm (donc uR = 0.3V), et 0.2 de Vce cela devrait être bon si on a un gain élevé ?

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  24. #19
    lutshur

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Ouvre le datasheet du 2N3442 par exemple. Avec un courant collecteur de 3A, le gain minimal est encore de 20.
    Si tu regardes la figure 4, il n'y a a pas la courbe pour 3A, mais celle de 2A indique un Vcesat de 250mV pour un courant de base de 100mA. Augmenter ce courant ne baissera pas beaucoup plus le Vcesat.
    Là, ce sont les courbes pour une température de jonction de 25°. Dans la réalité, le transistor va chauffer, Vcesat va se dégrader.
    Si tu regardes le datasheet du 2N3773, tu vois qu'il est moins bon.
    Un darlington aura un Vcesat plus élevé parce qu'il y a le Vcesat de 2 transistors. Au hasard, regardes le datasheet du TIP120

  25. #20
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,

    En plus de ce qu'explique lutshur :
    un mosfet "bien passant" peut avoir à ses bornes une tension rendu quasiment aussi faible que souhaité (on trouve sans problème des mosfets de quelques mOhm, voire moins) alors q'un BJT aura toujours au moins quelques centaines de mV de déchet.
    Le gain d'un BJT est une de ses caractéristiques intrinsèques et on ne sait pas fabriquer de NPN pouvant délivrer plusieurs ampères avec un Vce de quelques centaines de mV et un gain supérieur à quelques dizaines.

    Un darlington aura un Vcesat plus élevé parce qu'il y a le Vcesat de 2 transistors. Au hasard, regardes le datasheet du TIP120
    Pire : un darlington a comme tension de déchet Vce_sat + Vbe, soit au moins 1 V, et souvent 1.2 à 2 V !
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  26. #21
    bigmack69

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,

    D'accord donc pour résumer, avec un BJT :

    1) Avec un courant collecteur de 3A, on ne trouve pas de transistor avec un gain élevé. On pourrait donc supposer d'utiliser un Darlington MAIS
    2) tension de déchet Vce_sat :

    Pourquoi cette tension Vce est-elle bloquante ?

  27. #22
    lutshur

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Parce qu'elle risque d'être plus élevée que la tension fournie par ton appareil en test

  28. #23
    Patrick_91

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Hello,

    Je ne vois pas le problème, l'appareil sous test est une alim 10V , le montage post #4 est un générateur de courant 1A , cela devrait bien se passer.
    Bien sur, les considérations concernant la dissipation du transistor (10W dans ce cas) ou 30 W devront guider le chois du transistor (gain, puissance etc).
    Pour le vce sat je ne vois pas bien ce qu'il vient faire dans ce cas , a moins de vouloir tester une alim de 0.5V X Ampères (pour soudure par point par exemple).
    On peut aussi faire un schéma avec Mosfet mais dans ce cas un bipolaire suffit ... je ne vois pas ou je me trompe ?
    A PLUS
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  29. #24
    Patrick_91

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Hello,

    L'appareil sous test fournit 10 Vdc , c'est un dispositif générateur de tension, je ne vois pas bien le vce-sat atteindre cette amplitude ? si oui par quel effet du hazard ??
    Le vce-sat serait un probleme pour tester une alim tres basse tension, mais là ??
    la limitation pour un trans bipolaire me semble, dans ce cas de figure , etre le courant ou la dissipation maxi , là oui ...
    Mais pour un générateur de courant 1A cela ne pose aucun problème. Le schéma proposé post #4 travaille en mode linéaire, on est tres tres loin du mode "saturé".
    Le questionnement de " bigmack69 " est justifié, oui c'est viable, a concurrence de la puissance dissipable par le trans bipolaire , pourr 10W dissipables il faut un vulgaire 3055 pou mieux, pas de problème.
    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

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  31. #25
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,

    Il est indiqué dans plusieurs des 22 précédents messages qu'il s'agit de pouvoir tirer un courant atteignant 3A sur un appareil ne délivrant que 1 V
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  32. #26
    Patrick_91

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    OUi les 3A et 1V sont apparus vers le post 10 Mais bon le schema post #4 est parfaitement viable pour 1A et 10V bien sur mais pour 3 A il faudra choisir un trans capable de dissiper la puissance voulue bien sur , mais en fonction de la "sortance" de l'ampli op il faudra passer au Darlington pour pouvoir traiter une alim de 1 V sous test en changeant évidement la valeur de la résistance d'émetteur et la tension de réference.de toute façon pour ce montage il ne faut pas que le vce-sat soit atteint si non il n'y aura plus de régulation.
    A plus
    C'est l'étincelle qui a fait déborder le vase !

  33. #27
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,

    le Vce_sat constitue la limite de bon fonctionnement du montage, c'est dans cette mesure qu'il entre en compte dans la conception.
    1 V, réduit de la tension dans le shunt, pour un darlington de 3A, c'est très faible (surtout si on souhaite garder les deux BJT "loin" de la saturation). D'où les messages précédents.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  34. #28
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    On n'est pas en train de confondre tension de commande et tension de charge ?
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  35. #29
    DAT44

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,
    Citation Envoyé par Patrick_91 Voir le message
    OUi les 3A et 1V sont apparus vers le post 10 Mais bon le schema post #4 est parfaitement viable pour 1A et 10V bien sur mais pour 3 A il faudra choisir un trans capable de dissiper la puissance voulue bien sur , mais en fonction de la "sortance" de l'ampli op il faudra passer au Darlington pour pouvoir traiter une alim de 1 V sous test en changeant évidement la valeur de la résistance d'émetteur et la tension de réference.de toute façon pour ce montage il ne faut pas que le vce-sat soit atteint si non il n'y aura plus de régulation.
    A plus
    pour la tension d'entrée, il faut un potard qui donne une fraction de la tension du générateur a testé ...

    Pour le transistor, comme tu peux atteindre 3A le courant de base devient important et rend le montage non linéaire, tu peux utilisé un Darlington ce qui rend le montage un peu plus linéaire (courant de base faible) et résout le problème de sortance de l'AOP, mais cela dégrade la tension de "Vce Sat" pour atténuer se phénomène tu peux faire un faux Darlington avec un transistor de puissance (3055 ou autre) avec un petit MOSFET (>=1A) en entrée (IFRD110 ou autre).

    Du coup en statique tu n'a plus de courant de basse (l'AOP ne sort plus sur une base mais une grille) et tu garde un "Vce Sat" assez bas ...

  36. #30
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Charge active Transistor bipolaire

    Bonjour,
    Citation Envoyé par DAT44 Voir le message
    pour atténuer se phénomène tu peux faire un faux Darlington avec un transistor de puissance (3055 ou autre) avec un petit MOSFET (>=1A) en entrée (IFRD110 ou autre).

    Du coup en statique tu n'a plus de courant de basse (l'AOP ne sort plus sur une base mais une grille) et tu garde un "Vce Sat" assez bas ...
    Avec ce montage, le mosfet (qu'on va considérer idéal pour se placer dans un cas optimal) se comporte comme un court-circuit. Il relie donc directement la base et le collecteur du BJT. La tension Vce vaut alors Vbe (soit 0.6 à 1 V, suivant les caractéristiques du BJT et le courant), et non Vce_sat. La tension de déchet par rapport à un vrai darlington est alors réduite de Vce_sat.
    Au passage : c'est un circuit équivalent proche de celui d'un N-IGBT.

    @Qristoff : je ne pense pas, la tension de commande peut être réduite assez arbitrairement tant que les questions liées au bruit, résistances parasites, etc. restent négligeable, soit au moins quelques centaines de mV
    Dernière modification par Antoane ; 31/10/2020 à 09h53.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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