Devoir Physique Appliquée

[Misawa]

Bonjour,

J'ai ce devoir à faire sur les transistors et je ne l'ai pas vraiment compris, comment faire.

Si quelqu'un aurait la gentillesse de m'aider, me montrer comment faire ce serait gentil de votre part, de plus je dois le rendre vendredi.

J'ai déjà fait le 20.03 sauf la question 1

Voilà l'énoncé :

 

Voilà ce que j'ai fait :

J'aurais besoin d'aide pour la question 1 que je n'ai pas réussi à faire.

Après cela j'ai ces 3 exercices à faire où j'aurais bien besoin d'aide.

 

 

 

Merci d'avance pour votre aide précieuse.

[julesx]

Bonjour,

Je me limite pour le moment au premier exercice. Je raisonne généralement en mA, mais tu peux continuer à utilise les µA du côté base.

1) On a dans tous les cas Vcc=RL*Ic+Vce.

Si le transistor est saturé, Vce=Vcesat, donc Icsat=(Vcc-Vcesat)/RL=(16-01)/400=40 mA (arrondi au mA).

Ibsat=Icsat/β=40*10^-3/100=0,4 mA.

N.B. Ibsat est le courant minimum pour qu'il y ait saturation.

2) Attention : On a Vcc=R1*I1+Vbe, donc I1=(Vcc-Vbe)/R1=(16-07)/30*10^-3=0,51 mA.

Oui pour I2=3,5 µA. Donc Ib=(0.51*10^-3-3,5*10^-6)=0,51 mA (arrondi au centième de mA).

Ib>Ibsat, le transistor est bien saturé et le relais s'enclenche car Ic=Icsat=40 mA qui est supérieur à Ien.

3) La droite de charge a pour équation Ic=Vcc/RL-Vce. Elle passe par les deux points (Vce=0,1 V;Ic=40 mA) et (Vce=16 V; Ic=0). Je te laisse la tracer et faire apparaître les deux points d'ordonnée Ic=Ide=15 mA et Ic=Ien=38 mA. Le point de fonctionnement décrit la portion de droite de charge entre ces deux points.

4) Ta démarche est correcte, mais il y a de petites erreurs. I1 reste égal à 0,51 mA ce qui conduit à I2=0,36 mA et à R2=1,94 kΩ d'où E.

Tu regardes tout cela et tu commentes.

[Misawa]

Bonjour,

D'accord très bien, merci pour votre correction, maintenant pour les autres exercices je n'ai pas vraiment d'idée @julesx

[julesx]

Désolé, mais à cette heure, je me déconnecte. Juste quelques indications pour le 20.04 :

1) TTL à l'état bas => base de T1 non alimentée= donc T1 bloqué => base de T2 alimentée, donc T2 saturé et Vl=0.

2) TTL à l'état haut => base de T1 alimentée= donc T1 saturé => base de T2 non alimentée, donc T2 bloqué Vl=Vdd.

3) Pour le cas de la question 1), calcule IcT2sat à l'état saturé, puis IbT2sat minimum correspondant. En admettant que IbT2=IbT2sat, tu en déduis Rb2 cf. équations similaires de l'exercice précédent.

Pour la suite, à demain si nécessaire, à moins que quelqu'un a pris le relais entre temps.

 

[Misawa]

D'accord merci pour votre aide, donc si je comprends si Vl = Vdd donc Vl = 10 V ?

Et pour l'exercice 20.5 s'il vous plait?

[julesx]

il y a une heure, Misawa a dit :

D'accord merci pour votre aide, donc si je comprends si Vl = Vdd donc Vl = 10 V ?

Évidemment, puisque Vdd=10 V !

il y a une heure, Misawa a dit :

Et pour l'exercice 20.5 s'il vous plait?

1) Pour que T soit saturé, il faut que sa base soit alimentée. Pour un transistor PNP, Ib, tel qu'il est fléché, est négatif, donc pour que ce courant puisse circuler, il faut que la sortie de la porte CMOS soit à l'état bas.

2) Je note Irl le courant dans RL sortant de l'émetteur de T. On a donc Irl=-Ic (rappel, toujours pour un transistor PNP, Ic avec le fléchage habituel, est négatif).

Pour que le relais s'enclenche, il faut que Irl>Ien.

Si T est saturé, on a Vcc=Vecsat+RL*Irl avec Vcc=10 V et Vecsat=-Vcesat=0,4 V. Je te laisse vérifier qu'on obtient Irl=48 mA et conclure.

3) Vu que la sortie de la porte CMOS est à l'état bas, on Vcc=Veb+(RB+RL)*(-ib) avec Veb=-Vbe et Ib=Icsat/β=-Irl/β=-0,48 mA.

Je te laisse en déduire RB.

 

N.B. : Je reste connecté jusqu'à 21 h.

 

[Misawa]

Le 28/04/2019 à 21:06, julesx a dit :

3) Pour le cas de la question 1), calcule IcT2sat à l'état saturé, puis IbT2sat minimum correspondant. En admettant que IbT2=IbT2sat, tu en déduis Rb2 cf. équations similaires de l'exercice précédent.

 

Le 29/04/2019 à 20:27, julesx a dit :

1) Pour que T soit saturé, il faut que sa base soit alimentée. Pour un transistor PNP, Ib, tel qu'il est fléché, est négatif, donc pour que ce courant puisse circuler, il faut que la sortie de la porte CMOS soit à l'état bas.

2) Je note Irl le courant dans RL sortant de l'émetteur de T. On a donc Irl=-Ic (rappel, toujours pour un transistor PNP, Ic avec le fléchage habituel, est négatif).

Pour que le relais s'enclenche, il faut que Irl>Ien.

Si T est saturé, on a Vcc=Vecsat+RL*Irl avec Vcc=10 V et Vecsat=-Vcesat=0,4 V. Je te laisse vérifier qu'on obtient Irl=48 mA et conclure.

3) Vu que la sortie de la porte CMOS est à l'état bas, on Vcc=Veb+(RB+RL)*(-ib) avec Veb=-Vbe et Ib=Icsat/β=-Irl/β=-0,48 mA.

Je te laisse en déduire RB.

Bonjour @julesx,

J'ai essayé de faire les questions de mon côté mais je n'y arrive pas, c'est possible d'avoir les réponses s'il vous plaît?

Merci d'avance,

[julesx]

Tu n'arrives pas à quoi, à faire les calculs des différents éléments ? Ce n'est pourtant pas compliqué pour quelqu'un qui sort de TS (du moins d'après tes posts précédents).

D'ailleurs, pourrais-tu préciser quelle formation tu suis actuellement.

Modifié le 1 mai 2019 par julesx

[Misawa]

Il y a 1 heure, julesx a dit :

Tu n'arrives pas à quoi, à faire les calculs des différents éléments ? Ce n'est pourtant pas compliqué pour quelqu'un qui sort de TS (du moins d'après tes posts précédents).

D'ailleurs, pourrais-tu préciser quelle formation tu suis actuellement.

Oui j'étais bien en TS l'année dernière mais je n'ai pas un niveau des plus élevés en physique

J'ai fait cela pour la 3e question du 20.4 est ce cela ? @julesx

 

Modifié le 1 mai 2019 par Misawa

[julesx]

Non, erreur sur la tension, Rc2 est alimenté par Vdd. D'autre part, tes valeurs numériques seraient de toute façon fausses :

5/(1*10⁴)=5*10^-4=0,5 mA et 5*10^-3/100=5*10^-5=0,05 mA.

Les "bonnes" valeurs sont IcT2sat=1 mA et IbT2sat=0,01 mA ou 10 µA.

[Misawa]

D'accord mais pour que je comprenne quels sont les détails des calculs s'il vous plaît? Je dois utiliser Vcc ? Rc1 ? Rc2?

[julesx]

Donc, pour le 20.04:

Il faut calculer IcT2sat en considérant la maille Vdd, , Rc2, IcT2 et VceT2, où on a Vdd=Rc2*IcT2+VceT2 soit en prenant les valeurs à la saturation

Vdd=Rc2*IcT2sat+VceT2sat.

Comme VceT2sat n'est pas donné mais est très faible de toute façon, on le néglige ici. Il vient donc

IcT2sat=Vdd/Rc2=10/10⁴=1 mA.

On en déduit IbT2sat=IcT2sat/β=10^-3/100=10^-5=10 µA.

 

Pour le calcul de Rb2, comme T1 est bloqué, on considère la maille Vcc, Rc1, Rb2, IbT2 et VbeT2 en prenant IbT2=IbT2sat et VbeT2=0,7 V (valeur usuelle).

Vcc=(Rc1+Rb2)*IbT2sat+Vbe.

Connaissant en plus Vcc=5 V et Rc1=10 kΩ, tu ne devrais pas avoir de difficulté pour trouver Rb2.

 

N.B.: Tu ne m'as pas répondu en ce qui concerne ta formation actuelle.

 

 

[Misawa]

Le 29/04/2019 à 20:27, julesx a dit :

2) Je note Irl le courant dans RL sortant de l'émetteur de T. On a donc Irl=-Ic (rappel, toujours pour un transistor PNP, Ic avec le fléchage habituel, est négatif).

Pour que le relais s'enclenche, il faut que Irl>Ien.

Si T est saturé, on a Vcc=Vecsat+RL*Irl avec Vcc=10 V et Vecsat=-Vcesat=0,4 V. Je te laisse vérifier qu'on obtient Irl=48 mA et conclure.

Est ce correct et la conclusion est-elle complète? @julesx

[julesx]

Attention, dans le calcul, c'est Vecsat, pas Vcesat.

Inutile de préciser que le transistor est "bien saturé", puisque c'est ton hypothèse de départ. Ta conclusion doit être formulée en reprenant les termes de l'énoncé. Comme IRL>Ien, la saturation du transistor permet l'amorçage du relais.

Tu peux alors passer au calcul de RB.

Modifié le 1 mai 2019 par julesx

[Misawa]

Le 01/05/2019 à 13:09, julesx a dit :

Donc, pour le 20.04:

Il faut calculer IcT2sat en considérant la maille Vdd, , Rc2, IcT2 et VceT2, où on a Vdd=Rc2*IcT2+VceT2 soit en prenant les valeurs à la saturation

Vdd=Rc2*IcT2sat+VceT2sat.

Comme VceT2sat n'est pas donné mais est très faible de toute façon, on le néglige ici. Il vient donc

IcT2sat=Vdd/Rc2=10/10⁴=1 mA.

On en déduit IbT2sat=IcT2sat/β=10^-3/100=10^-5=10 µA.

 

Pour le calcul de Rb2, comme T1 est bloqué, on considère la maille Vcc, Rc1, Rb2, IbT2 et VbeT2 en prenant IbT2=IbT2sat et VbeT2=0,7 V (valeur usuelle).

Vcc=(Rc1+Rb2)*IbT2sat+Vbe.

Connaissant en plus Vcc=5 V et Rc1=10 kΩ, tu ne devrais pas avoir de difficulté pour trouver Rb2.

Donc c'est cela le calcul? @julesx

[julesx]

Non, tu conduis mal ton calcul, (là, ce n'est plus de la physique, c'est des maths largement de niveau pré-Bac).

Vcc=(Rc1+Rb2)*IbT2sat+Vbe

=>

Vcc-Vbe=(Rc1+Rb2)*IbT2sat

=>

Rc1+Rb2=(Vcc-Vbe)/IbT2sat

=>

Rb2=(Vcc-Vbe)/IbT2sat-Rc1

Je te laisse faire l'application numérique. Attention également à ne pas mélanger les kΩ et les Ω. Dans un premier temps, écris tout en unités SI et convertit ensuite.

Note aussi que 10 µA=10^-5 A et pas 10^-8 A.

Modifié le 2 mai 2019 par julesx

[Misawa]

Donc on obtient cela : @julesx

[julesx]

Non, si j'écris (Vcc-Vbe)/IbT2sat-Rc1, c'est que Rc1 n'est pas au dénominateur. Si je voulais que Rc1 soit au dénominateur, j'aurais mis  IbT2sat-Rc1 entre parenthèses, mais cela n'aurait de toute façon pas été correct car IbT2sat et Rc1sont des grandeurs différentes (un courant et une résistance).

Par ailleurs, fais attention à la vraisemblance de tes résultats numériques. Ton calcul tel que tu l'as posé donne une valeur négative, ce qui est forcément impossible dans ce contexte.

En fait Rb2=((5-0,7)/10^-5-10⁴=430 000-10 000=420 kΩ.

 

[Misawa]

D'accord merci, pouvez vous me donner la réponse de la question 3 de l'exercice 20.05 s'il vous plaît c'est pour demain @julesx

[julesx]

Je t'avais donné l'équation permettant d'avoir la réponse

3) Vu que la sortie de la porte CMOS est à l'état bas, on Vcc=Veb+(RB+RL)*(-ib) avec Veb=-Vbe et Ib=Icsat/β=-Irl/β=-0,48 mA.

Je te laisse en déduire RB.

Je veux bien te donner en plus le détail du calcul, mais est-ce la bonne méthode ? Ne vaudrait-il pas mieux que tu fasses part de tes difficultés à ton professeur ? Mais c'est toi qui voit.

Rappel : Vcc=Veb+(RB+RL)*(-Ib) avec Veb=-Vbe et Ib=Icsat/β=-Irl/β=-0,48 mA.

Vcc=Veb+(RB+RL)*(-Ib)

=>

RB+RL=(Vcc-Veb)/(-Ib)

=>

RB=(Vcc-Veb)/(-Ib)-RL

=>

RB=(10-0,8)/0,48*10^-3-250=19167-250=18,9 kΩ. 

 

[Misawa]

Merci beaucoup pour toute votre aide précieuse et le temps que vous m'avez consacré je comprends quand même beaucoup mieux.

Bonne soirée à vous @julesx

Modifié le 2 mai 2019 par Misawa

[julesx]

De rien, bonne continuation.

N.B. : Si tu postes encore des énoncés d'exercices de physique appliquée, précise ta formation actuelle (BTS ?). Ceci permettra aux intervenants éventuels de cibler correctement la réponse.