TP n°16 :Le Transistor bipolaire

 

Matériel :

- 1 transistor NPN 2N1711 :   P_max = 800 mW à 25°C  ; on se limitera à 200 mW

            Ic_max = 500 mA ; on se limitera à 200 mA

            Vce_max = 50 V ; on se limitera à 10V.

-         2 Ampèremètres et 1 Voltmètre continus.

-         1 Résistance R_b = 10 kW et R_c = 100 W.

-         2 Alimentations stabilisées variables.

-         1 Oscilloscope

 

Remarque : Les caractéristiques sont sensibles à la température du boîtier; on veillera donc à ouvrir l'interrupteur entre chaque mesure.

 

I.                   Ensemble de caractéristiques

 

I-1. Montage

 

 

  

            I-2. Mesures

 

I-2-1. Caractéristique d'entrée Ib = f(Vbe)

E₁ = variable entre 0 et 12 V; E₂ = 5V

En jouant sur l’alimentation E₁, relever Ib et Vbe ( On fera varier Ib  entre 0 et 2mA)

I-2-1-1.Tracer la courbe Ib = f(Vbe).

I-2-1-2. A quel composant électronique peut-on comparer la jonction base-émetteur du transistor? Justifier.

 

                        I-2-2. Caractéristique de transfert en courant Ic=f(Ib) à Vce constant.

En jouant sur l’alimentation E_1,faire varier Ib entre 0 et 2mA. On maintiendra Vce constant en jouant sur la tension E₂.

I-2-2-1. Pour Vce = 5V, relever et tracer la caractéristique de transfert en courant Ic = f (Ib).

I-2-2-2 On appelle "coefficient d'amplification de courant", le rapport b = h₁₂= Ic/Ib dans le domaine de linéarité de la courbe.

I-2-2-3. Calculer la valeur de b et la comparer à l’indication donnée par le constructeur : b.

 

I-2-3. Caractéristique de sortie Ic = f (Vce) à Ib constant

 

I-2-3-1. En jouant sur l’alimentation E_1, régler Ib₁ = 500 mA. Faire varier Vce en jouant sur E₂ . Relever et tracer la courbe Ic = f (Vce). (on ajustera E₁ pour maintenir Ib constant)

I-2-3-2.Même travail pour Ib₂ = 250mA. ( Remarque :  On se limitera à des valeurs de Vce  10 V)

 

 

 

II.                Exploitation des caractéristiques

 

II-1.  Droite de charge

II-1-1.  Pour  E₂ = 5V , trouver la relation liant Vce, Rc, Ic et E₂.( Loi des mailles ).

II-1-2. La courbe d'équation Ic = f(Vce) s'appelle la droite de charge du transistor. Tracer cette courbe sur le même graphe que précédemment.

II-1-3. Déterminer le point de fonctionnement du transistor pour Ib = 250 mA.

 

            II-2. Conclusion

 

II-2-1 Pour Vce = E₂ = 5V, le transistor est dit "bloqué". Pourquoi?

II-2-2. Pour 0 < Ib < E₂/bR_c, le transistor fonctionne en régime linéaire. Par quoi cela se traduit-il?

II-2-3. Pour Ib > E₂/bR_c, le transistor est dit saturé, donner une explication.

 

III.             Etats de fonctionnement :

 

 

 

IV.              Utilisation du transistor en commutation

 

u est une tension carrée 0-3 V de fréquence 1000 Hz

 

 

IV-1. En utilisant la valeur de b déterminée au I-2-2-3, calculer la valeur maximale de Rb qui permet de saturer

le transistor lorsque u = 3 V. Effectuer le montage.

IV-2. Indiquer les branchements de l’oscilloscope pour relever les oscillogrammes u(t) et Vce(t). Relever ces

oscillogrammes.

IV-3. Sur les oscillogrammes, indiquer les zones de blocage et de saturation du transistor.