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Commun

M. GUITARD M.ROTY M. THIERIOT

Le transistor joue les interrupteurs


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Prérequis

Mesurer des tensions
Utiliser une photorésistance ou LDR

TP au sujet de la photorésistance


Introduction

Voici quelques renseignements et expériences autour du transistor afin de répondre à quelques questions : Qu'est-ce c'est ? A quoi sert-il ?
NB : On se limitera ici a son rôle le plus simple mais néanmoins très intéressant

 


Plan

1 - Qu'est-ce que c'est ?
2 - Comprendre son fonctionnement d'interrupteur commandé...
3 - Application : Le circuit allumeur de réverbère
4 - Application : Une alarme

Rédacteur : CG

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D'après une idée consultable sur le site académique : http://www.ac-rennes.fr/pedagogie/scphys/accueil.htm

 

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1 - Qu'est-ce que c'est ?

 

Un peu d'histoire  

Il a été inventé en 1948 par les Américains BARDEEN, SHOCKLEY et BRATTAIN.

Moins encombrant et consommant peu d’énergie, il remplace les lampes triodes.

Il a depuis envahi l'électronique. Aujourd'hui, certains microprocesseurs  en comportent plusieurs centaines de millions sur une surface de quelques centimètres carrés. Et les progrès ne s'arrêtent pas là !

   
Description  

Ce sont en fait des composants électroniques confectionné avec des semi-conducteurs disposés d'une certaine manière... 

Il comporte trois bornes :

  • La base notée conventionnellement B
  • Le collecteur notéC
  • L'émetteur notéE

Pour certains, un petit ergot indique l'emplacement de la "patte" correspondant à l'émetteur (voir dessin ci-contre).

   
Il existe deux types de transistors : les transistors NPN et les transistors PNP.

Dans les transistors de type NPN, le courant sort par la borne E. Voir le symbole électrique ci-contre.

C'est le cas du transistor que nous allons étudier, c'est-à-dire  de référence  2N2222.

Pour en savoir plus  
Sur la photo ci-contre, essaye de reconnaître quelques transistors. Pour vérifier, clique sur le composant : Son nom s'affiche.
Joue le jeu : Essaye de deviner avant de voir la réponse !

Clique pour voir le nom du composant


 

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2 - Comprendre son fonctionnement
d'interrupteur commandé...

Ouvrir le fichier de simulation crocodile physics "transistor1" correspondant au montage  ci-contre.

Actionner le réglage de la tension variable et observer.

Réaliser ce montage avec le matériel disponible et retrouver le même fonctionnement que la simulation.

 

Copier le montage dans le compte rendu.

Pourquoi dit-on qu'un transistor se comporte comme un interrupteur commandé?

Le transistor a un fonctionnement binaire. Justifier cette affirmation.

Pour quelle  valeur "seuil" de la tension UBE   le transistor passe-t-il de l'état bloqué à l'état saturé.

 

 

 

 

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3 - Application : Le circuit allumeur de réverbère

 

Réaliser un allumeur de réverbère automatique à l'aide d'une photorésistance appelée aussi LDR et d'un transistor se comportant comme un interrupteur commandé par la LDR. 

Règle la résistance variable de telle sorte que la lampe s'allume lorsque la LDR est dans l'obscurité.

Ce circuit parait bien compliqué comparé à celui qui avait été réalisé lors de l'étude de la LDR. Mais la grande différence est qu'il s'agissait d'allumer une DEL de très faible puissance, alors qu'à présent le transistor permet de faire fonctionner des dipôle de fortes puissances (lampe, buzzer...)

 

Pour comprendre le fonctionnement de ce circuit, étudions les deux cas qui peuvent se présenter (toujours un fonctionnement binaire).

- la LDR est éclairée suffisamment : il fait JOUR.

Puisque la LDR est éclairée, elle s'oppose ........au passage du courant, la valeur de sa résistance .... ainsi que la tension ULDR à ses bornes. Or ULDR = UBE  et si UBE < 0,7 V (tension "seuil") : le transistor est bloqué et se comporte  comme un interrupteur ouvert : la lampe ne brille pas.

- la LDR n'est pas éclairée : il fait NUIT.

ULDR = UBE > 0,7 V : le transistor se comporte donc comme un interrupteur fermé. La lampe brille.

Vérifie ce fonctionnement à l'aide d'un voltmètre.

 

Apprends à te servir de Crocodile Physics et simule ce circuit. 

Copie le dans ton compte rendu et explique son fonctionnement

 

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4 - Application : Une alarme

Reprends le montage précédent mais remplace la lampe par un buzzer et éclaire la LDR à l'aide d'un laser (attention de ne pas diriger le faisceaux dans les yeux) ? Utilise ce montage en alarme laser.

 Simule ce nouveau circuit avec Crocodile Physics.


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