TP Cours n°8 Composants diode transistor 23 01 2003

Description

WWTS2 Microtechniques: Travaux pratiques de Physique appliquée : T.P. Cours n°8 : Composants de l’électronique de puissance : - diode à jonction P-N ;- transistor de puissance N-P-N . page n°1/4 Travaux pratiques de Physique appliquée : T.P. Cours n°8 : Composants de l’électronique de puissance : - diode à jonction P-N ; - transistor de puissance N-P-N . 1. But de la manipulation : Il s’agit de vérifier les informations apportées en cours concernant deux composants d’électronique de puissance, la diode à jonction P-N et le transistor de puissance P-N-P. 2. Etude de la diode à jonction P-N : On se propose d’étudier tout d’abord le comportement d’une diode en basse fréquence. 2.1 Montage : sond e d ifférentielle 1ro uge no ir oscillo scope catho d iq ueid ro ugeuRidudG B F WR = 100 v o ie 1v o ie 2no ir sond e d ifférentielle 2Un générateur basse fréquence (GBF) alimente une diode en série avec une résistance R = 100 . Deux sondes différentielles reliées à un oscilloscope permettent d’observer simultanément la ten-sion ud aux bornes de la diode et la tension Rid, image de l’intensité du courant id qui traverse la diode. 2.2 Etude en basse fréquence : Réglage préliminaire : Observer la tension u délivrée par le GBF. Régler la fréquence du GBF à 100 Hz . La tension u délivrée par le générateur basse fréquence est une ten-sion sinusoïdale. Régler son amplitude à 10 V . Relevé n°1 : voir page 3 Relever simultanément ud et Rid en ...

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Extrait

TS2 Microtechniques: Travaux pratiques de Physique appliquée :

T.P. Cours n°8 : Composants de l’électronique de puissance :

- diode à jonction P-N ;- transistor de puissance N-P-N .

page n°1/4

1.

But de la manipulation :

Il s’agit de vérifier les informations apportées en cours concernant deux composants

d’électronique de puissance, la diode à jonction P-N et le transistor de puissance P-N-P.

Travaux pratiques de Physique appliquée :

T.P. Cours n°8 : Composants de l’électronique de puissance :

- diode à jonction P-N ;

- transistor de puissance N-P-N .

Un générateur basse fréquence (GBF) alimente une diode en série avec une résistance

R = 100

Ω

. Deux sondes différentielles reliées à un oscilloscope permettent d’observer simultanément la ten-

sion ud aux bornes de la diode et la tension Rid, image de l’intensité du courant id qui traverse la diode.

2.2 Etude en basse fréquence :

Réglage préliminaire

:

Observer la

tension u délivrée par le GBF.

Régler la fréquence du GBF à 100 Hz

. La tension u délivrée par le générateur basse fréquence est une ten-

sion sinusoïdale. Régler son amplitude à 10 V .

Relevé n°1 : voir page 3

Relever simultanément ud et Rid en fonction du temps . Faites en sorte de bien séparer les deux courbes pour

votre relevé. Indiquer les zéros des deux voies.

Déduire de ces mesures :

La tension inverse maximale au borne de la diode : Uim =

.

L’intensité directe maximale : Im = RIm / R =

Relevé n° 2 : voir page 3 :

Utiliser le mode XY de l’oscilloscope pour relever Rid = f ( ud) .

Déduire de ce relevé la tension de seuil de la diode Us.

Us =

.

2.3. Etude en moyenne fréquence :

Revenir au mode fonctionnement normal de l’oscilloscope : observer ud et Rid en fonction du temps.

Augmenter progressivement la fréquence du GBF , jusqu’à f = 10 kHz.

Relevé n°3 :

Relever simultanément ud et Rid en fonction du temps . Faites en sorte de bien séparer les deux courbes pour

2.

Etude de la diode à jonction P-N :

On se propose d’étudier tout d’abord le comportement d’une diode en basse fréquence.

2.1

Montage :

G B F

R = 1 0 0

Ω

u d

id

R i d

o s c illo s c o p e c a tho d iq u e

s o nd e d iffé rentie lle 1

r o uge

no i r

v o i e 1

s o nd e d iffé rentie lle 2

v o i e 2

r o uge

no i r

u

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T.P. Cours n°8 : Composants de l’électronique de puissance :

- diode à jonction P-N ;- transistor de puissance N-P-N .

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votre relevé. Indiquer les zéros des deux voies.

Que peut-on observer à cette fréquence ?

Déduire de cette mesure le temps de recouvrement inverse de la diode.

trr =

.

3. Etude d’un transistor de puissance N P N :

On se propose de relever les caractéristiques ic = f (vce) pour différentes valeurs de ib.

3.1 Montage :

G B F

o s c i l l o s c o p e c a th o d i q u e

s o n d e d i f f é r e n t i e l l e 1

r o uge

no i r

v o ie 1

s o nd e d iffé rentie lle 2

v o i e 2

r o uge

no i r

u

A l i m e nta ti o n

c o nti nue

v a r i a b l e

B

C

E

A

i b

i b

R b = 5 0 0

Ω

R c = 1 0 0

Ω

v c e

i c

R c i c

Réglage préliminaire

:

L’alimentation de la base est à l’arrêt.

Observer la

tension u délivrée par le GBF. Régler la fréquence du GBF à 100 Hz

. La tension u dé-

livrée par le générateur basse fréquence doit être la somme d’une tension sinusoïdale d’amplitude 5V

et d’une tension continue de 5V .Le maximum de u est donc de 10V et son minimum est nul. Pour

effectuer le réglage, jouer sur l’amplitude du signal (bouton level) et sur la composante continue

(bouton DC offset) . Pour chaque relevé, mesurer Vcesat . C’est la valeur de vce lorsque ic devient

maximale.

Relevé n° 4 : voir page 4 :

Utiliser le mode XY de l’oscilloscope pour relever Rc.ic = f ( vce) .

Régler ib de façon à ce que ic max soit égale à 20mA . Cela correspond à Rcic =

.

Noter la valeur de ib, lue sur l’ampèremètre. ib =

. Vcesat =

.

Relevé n° 5 : voir page 4 :

Utiliser le mode XY de l’oscilloscope pour relever Rc.ic = f ( vce) .

Régler ib de façon à ce que ic max soit égale à 40mA . Cela correspond à Rcic =

.

Noter la valeur de ib, lue sur l’ampèremètre. ib =

. Vcesat =

.

Relevé n° 4 : voir page 4 :

Utiliser le mode XY de l’oscilloscope pour relever Rc.ic = f ( vce) .

Régler ib de façon à ce que ic max soit égale à 60mA . Cela correspond à Rcic =

.

Noter la valeur de ib, lue sur l’ampèremètre. ib =

. Vcesat =

.

Résumer les résultats dans le tableau ci-dessous :

Conclusion ?

ic (mA)

ib (μA)

β

= ic/ib

Vcesat (V)

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- diode à jonction P-N ;- transistor de puissance N-P-N .

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V o ie A :

;

/D iv

V o ie B :

;

/D iv

B a se d e te m p s :

/D iv

V o ie X :u d

;

/D iv

V o ie Y :R id

;

/D iv

V o ie A :

;

/D iv

V o ie B :

;

/D iv

Relevé n°1 : diode à jonction P-N en basse fréquence :

ud et Rid en fonction du temps

pour un fonctionnement en

basse fréquence :

f =

.

Rid = f (ud ) pour un fonction-

nement en basse fréquence :

f =

.

Relevé n°2 : diode à jonction P-N en basse fréquence :

Relevé n°3 : diode à jonction P-N en moyenne fréquence :

ud et Rid en fonction du temps

pour un fonctionnement en

moyenne fréquence :

f =

.

TS2 Microtechniques: Travaux pratiques de Physique appliquée :

T.P. Cours n°8 : Composants de l’électronique de puissance :

- diode à jonction P-N ;- transistor de puissance N-P-N .

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V o ie X : vc e

;

/D iv

V o ie Y : R c .ic

;

/D iv

V o ie X : vc e

;

/D iv

V o ie Y : R c .ic

;

/D iv

V o ie A : vc e

;

/D iv

V o ie Y :R c .ic

;

/D iv

Caractéristiques du transistor bipolaire N-P-N.

Relevé n°4 :

Rc.ic = f (vce ) pour

icmax = 20 mA

ib =

.

Relevé n°5:

Rc.ic = f (vce ) pour

icmax = 40 mA

ib =

.

Relevé n°6 :

Rc.ic = f (vce ) pour

icmax = 60 mA

ib =

.