TP Cours n°8 Composants diode transistor 23 01 2003

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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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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
. 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
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
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°2/4
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
R c = 1 0 0
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 .
page n°4/4
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 =
.
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