Courant Collecteur dans les Transistors NPN
Comprendre le Courant Collecteur dans les Transistors NPN
Dans un circuit électronique, plusieurs transistors bipolaires NPN sont utilisés pour amplifier des signaux.
Les transistors sont configurés en mode amplificateur de classe A, ce qui signifie qu’ils sont censés rester actifs pendant toute la période du signal d’entrée.
Ce circuit fait partie d’un projet de conception d’un petit amplificateur audio.
Pour comprendre le Calcul de la tension de sortie, cliquez sur le lien.
Données:
- Le circuit utilise trois transistors bipolaires NPN.
- La tension d’alimentation \( V_{CC} \) est de 12V.
- Les résistances de collecteur \( R_C \) pour chaque transistor sont de 1 kOhm, 800 Ohm, et 1.2 kOhm respectivement.
- La tension base-émetteur \( V_{BE} \) est supposée constante à 0.7V pour tous les transistors.
- Les gains en courant \( \beta \) des transistors sont respectivement 100, 150, et 120.
Questions:
1. Calculer le courant de base \( I_B \) pour chaque transistor, en supposant qu’une résistance de base \( R_B \) de 100 kOhm est utilisée pour chaque transistor et que la tension de base \( V_B \) est fournie par un diviseur de tension ajusté à 2V.
2. En utilisant le courant de base \( I_B \) calculé, déterminer l’intensité du courant collecteur \( I_C \) pour chaque transistor.
3. Évaluer la puissance dissipée par chaque transistor dans le collecteur.
4. Discuter de l’impact de la variation des valeurs de \( \beta \) sur les courants collecteurs et sur la performance globale du circuit.
Correction : Courant Collecteur dans les Transistors NPN
1. Calcul du courant de base \( I_B \)
Formule utilisée:
\[ I_B = \frac{V_B – V_{BE}}{R_B} \]
Calcul pour chaque transistor:
- Pour transistor 1 :
\[ I_{B1} = \frac{2V – 0.7V}{100 \text{ kOhm}} \] \[ I_{B1} = \frac{1.3V}{100 \text{ kOhm}} \] \[ I_{B1} = 0.013 \text{ mA} \]
- Pour transistor 2 :
\[ I_{B2} = \frac{2V – 0.7V}{100 \text{ kOhm}} \] \[ I_{B2} = \frac{1.3V}{100 \text{ kOhm}} \] \[ I_{B2} = 0.013 \text{ mA} \]
- Pour transistor 3 :
\[ I_{B3} = \frac{2V – 0.7V}{100 \text{ kOhm}} \] \[ I_{B3} = \frac{1.3V}{100 \text{ kOhm}} \] \[ I_{B3} = 0.013 \text{ mA} \]
2. Calcul du courant collecteur \( I_C \)
Formule utilisée:
\[ I_C = \beta \times I_B \]
Calcul pour chaque transistor:
- Pour transistor 1 :
\[ I_{C1} = 100 \times 0.013 \text{ mA} \] \[ I_{C1} = 1.3 \text{ mA} \]
- Pour transistor 2 :
\[ I_{C2} = 150 \times 0.013 \text{ mA} \] \[ I_{C2} = 1.95 \text{ mA} \]
- Pour transistor 3 :
\[ I_{C3} = 120 \times 0.013 \text{ mA} \] \[ I_{C3} = 1.56 \text{ mA} \]
3. Puissance dissipée dans le collecteur
Formule utilisée:
\[ P = I_C \times (V_{CC} – I_C \times R_C) \]
Calcul pour chaque transistor:
- Pour transistor 1 :
\[ V_{CE1} = 12V – 1.3 \text{ mA} \times 1 \text{ kOhm} \] \[ V_{CE1} = 10.7V \]
\[ P1 = 1.3 \text{ mA} \times 10.7V \] \[ P1 = 13.91 \text{ mW} \]
- Pour transistor 2 :
\[ V_{CE2} = 12V – 1.95 \text{ mA} \times 800 \text{ Ohm} \] \[ V_{CE2} = 10.44V \]
\[ P2 = 1.95 \text{ mA} \times 10.44V \] \[ P2 = 20.36 \text{ mW} \]
- Pour transistor 3 :
\[ V_{CE3} = 12V – 1.56 \text{ mA} \times 1.2 \text{ kOhm} \] \[ V_{CE3} = 10.128V \]
\[ P3 = 1.56 \text{ mA} \times 10.128V \] \[ P3 = 15.8 \text{ mW} \]
4. Impact de la variation de \( \beta \)
La variation du gain en courant \( \beta \) influence directement le courant collecteur \( I_C \) et donc la puissance dissipée dans chaque transistor.
Des variations importantes de \( \beta \) peuvent entraîner une performance non uniforme du circuit, affectant la linéarité et la stabilité de l’amplificateur.
Une analyse de sensibilité autour des valeurs de \( \beta \) est recommandée pour déterminer la robustesse du circuit aux variations des caractéristiques des transistors.
Courant Collecteur dans les Transistors NPN
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