Transistors bipolaires : corrigés
Exercice 1
1. E = IB RB + VBE
IB = (E - VBE)/ RB = (12V – (12V – 0,7V)/10k 0,7V)/10k = 1,13mA
IC = IB = 100 x 1,13mA = 113mA E = VCE + RC IC
2. ICsat = E/ RC (VCEsat = 0V)
VCE = E - RC IC = 12V - 100Ω x 113mA = 0,7V
ICsat = 12V/100Ω 12V/100Ω = 120mA
ICsat = IBmin
IBmin = ICsat / / = 1,2mA
E = IBmin RB + VBE
RB = (E - VBE)/ IBmin = (12V – (12V – 0,7V)/1,2mA 0,7V)/1,2mA = 9,4k
3.
4. VBE = - 0,7V 5. IB = (E - VBE)/ RB = (-12V + 0,7V)/10k = - 1,13mA IC = IB = 100 x (-1,13mA) = - 113mA VCE = E - RC IC = -12V + 100Ω x 113mA = - 0,7V 6. ICsat = E/ RC (VCEsat = 0V)
ICsat = - 12V/100Ω = - 120mA
ICsat = IBmin
IBmin = ICsat / / = - 1,2mA
E = IBmin RB + VBE
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RB = (E - VBE)/ IBmin = (-12V + 0,7V)/(- 1,2mA) = 9,4k
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Noureddine ROUSSAFI
Exercice 2
= 100 1. Vcc = IB R2 + VD3 + VBE
VD = 0,6V VBE = 0,7V
VD4 = 1,4V
VCEsat = 0V
IB = (Vcc - VD3 - VBE)/R2 = (12V - 0,6V - 0,7V) / 1k = 10,7mA
2. ICsat = Vcc / R1 = 12V / 470Ω = 25,53mA IB = 100 x 10,7mA = 1,07A > I Csat
le transistor est saturé.
3. VCE = IR3 + VD4 = VCEsat = 0V (transistor est saturé)
I = 0 et VD4 = 0
la LED est éteinte.
4. VPC = VD3 + VBE = 0,6V + 0,7V = 1,3V 5. VPC = VD2 = 0,6V < V D3 + VBE
la diode D3 est bloquée et IB = 0
le transistor est
bloqué. 6. IC = 0, le courant I qui circule dans R 1, circule aussi dans R 3 et la LED D4. Vcc = I (R1+ R3) + VD4
I = (Vcc - VD4)/(R1+ R3) = (12V – 1,4V)/(470Ω + 220Ω) = 15,36mA
7. VCE = IR3 + VD4 = Vcc – IR1 = 4,78V 8. Interrupteur B ouvert ouvert fermé fermé
Interrupteur A ouvert fermé ouvert fermé
Etat du transistor saturé bloqué bloqué bloqué
Etat de la LED éteinte allumée allumée allumée
9. La fonction réalisée est le OU logique
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Exercice 3
1. Montage stabilisateur de tension 2. Vs = Vz - VBE = 6V - 0,7V = 5,3V 3. IB = IE = Vs / RC = 5,3V / 500Ω = 10,6mA 4. E = RI + Vz I = Iz + IB
IB = 10,6mA / 40 = 265µA
I = (E – Vz) / R = 4V / 200Ω = 20mA
Iz = 20mA – 0,265mA = 19,735mA ≈ 20mA
5. Is = IEmax = IBmax
et
I = Iz + IB
I = Izmin + IBmax = 40mA (Izmin = 0)
Is = 40 x 20mA = 800mA RCmin = Vs / Is = 5,3V / 800mA = 6,6 65Ω 6. Pmax = VCE x IC ≈ VCE x Is = (E - Vs ) x Is = (10V – 5,3) x 0,8A = 3,76W
Exercice 4
1. Miroir de courant 2. La jonction base-collecteur est court-circuitée, le transistor se comporte comme une diode. 3.
4. On utilise 2 transistors identiques afin que leurs dérives en température soient les mêmes; et les deux VBE soient identiques. 5. VBE1 + IE1RE1 = VBE2 + IE2RE2 6. Si RE1 = RE2, IE1 = IE2
et
VBE1 = VBE2 = VBE
IE1RE1 = IE2RE2
IRC = IRU (IRC = IE1 et IRU ≈ IE2)
Le courant IRU est l’image du courant IRC, d’où l’appellation miroir de courant.
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Exercice 5
= 100
VZ = 5,6V
1. VZ = VBE + IE RE
RE = 1k Ω
VBE = 0,6V
VCEsat = 0,1V
IE = (VZ - VBE) / RE = (5,6V – 0,6V)/1000Ω = 5mA
2. Ce montage est un générateur de courant puisque I E est constant. Donc le courant (I C ≈ IE) qui circule dans RC est indépendant de la valeur de celle-ci. 3. E = VCE + IC (RC + RE) IC = (E -VCE) / (RC + RE) d’où : ICsat = (E -VCEsat) / (RC + RE) 4. VCE = E – IC (RC + RE)
RC = (E -VCE) / IC - RE
5. Pour RC = RCmax on a IC = ICsat ≈ IE = 5mA et VCE = VCEsat RCmax = (E - VCEsat) / IC - RE 6. si RC > RCmax
RCmax = (15V - 0,1V)/5mA – 1k Ω = 1,98 k Ω
le transistor est saturé
IE ≈ ICsat = (E -VCEsat) / (RC + RE) < 5mA
La régulation du courant ne fonctionne plus. Le montage ne fonctionne plus comme générateur de courant. Exemple : RC = 3 k Ω VCE = E – IC (RC + RE) IC = (E -VCEsat) / (RC + RE) = 14,9V / 4k Ω = 3,725mA < 5mA. Donc IE ≈ ICsat = 3,725mA < 5mA et V Z = VBE + IE RE = 0,6V + 3,725mA x 1k Ω = 4,325V < 5,6V La diode zener est bloquée et I E n’est plus constant et dépend de RC. 7. IE = IB
IB = 5mA/100 = 50µA
8. E = VZ + (IB + Iz)RB 9. P = VCE x IC
RB = (E - VZ) / (IB + Iz) = 9,4V/(20mA + 0,05mA) = 470Ω
pour RC = 0, VCE = VC - VE
VC = E=15V et VE = VZ - VBE = 5V
P = (15V – 5V) x 5mA = 50 mW
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Exercice 6
1 = 100
2 = 20
VZ = 12V
VBE1 = VBE2 = VBE = 0,7V
1. Us = VZ - VBE1 - VBE2 = 12V – 2 x 0,7V = 10,6V 2. Is = IE2 = 2 IB2 avec
et
IE1 = IB2 = 1 IB1
= 2 1 = 2000 (montage Darlington)
d’où: Is = 2 1 IB1 = IB1 IB1 = Is / = 5A / 2000 = 2,5 mA
3. I = Iz + IB1 = 22,5mA 4. E = VZ + RI
R = (E - VZ) / I = (20V -10,6V) / 22,5mA = 418Ω
5. IC1 ≈ IE1 = IB2 = Is / 2 = 5A / 20 = 0,25A
VCE1 = VC1 - VE1 = V C1 – (VZ - VBE1) = 7,3V
P1 = VCE1 x IC1 = 7,3V x 0,25A = 1,825W
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