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Montage Photo-résistance et transistor


premièreMontage Photo-résistance et transistor

#msg2061968#msg2061968 Posté le 16-12-09 à 13:38
Posté par Profilsene sene

Bonjour tout le monde, je souhaite réaliser ce montage électrique pour une partie de mon TPE:

Le gain hFE=1k

Mon problème est que si je change la valeur de la photo-résistance, le transistor crame à coup sur, or elle est censée changer durant mon TPE puisque nous allons changer la valeur de la luminosité de la pièce.(ne faites pas attention à la bobine, c'est pour la suite du TPE)
Donc, comment faire pour que le transistor ne crame pas en permanence?

Montage Photo-résistance et transistor
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2061970#msg2061970 Posté le 16-12-09 à 13:40
Posté par Profilsene sene

et ça fait la même chose si je change la valeur de la résistance ajustable
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2061971#msg2061971 Posté le 16-12-09 à 13:41
Posté par Profilsene sene

Le problème est que la tension collecteur-emetteur est trop élevée( 1,3x10^6 V)
(désolé du triple poste^^)
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2062007#msg2062007 Posté le 16-12-09 à 17:18
Posté par Profilcoriolan coriolan

A première vue,le collecteur n'est chargé que par une bobine dont on peut penser que la résistance en continu est très faible.Si le transistor est passant,le courant de collecteur est vraisemblablement excessif .
Comme il s'agit d'une modélisation ,il faut rechercher les caractéristiques des éléments utilisés (résistance bobine et Ic max pour le transistor).
Im est possible que dans la modélisation R=0 .dans ce cas ,le transistor est en court circuit  lorqu'il est passant.Il faut donc introduire une résistance dans le circuit collecteur.
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re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2062035#msg2062035 Posté le 16-12-09 à 18:24
Posté par Profilsene sene

Bonjour, il y a un soucis au fait d'ajouter une résistance: l'intensité du courant ne varie plus en fonction de la LED(photo-résistance) ou du moins que très légèrement (de l'ordre de 0,1mA)
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2062230#msg2062230 Posté le 18-12-09 à 20:35
Posté par ProfilMarc35 Marc35

Bonsoir,
Il y a quelques "imprécisions"...
"en fonction de la LED(photo-résistance)"==> C'est une LED ou une photo-résistance ?
"la tension collecteur-emetteur est trop élevée( 1,3x10^6 V)"==> 1,3.106 V pour un transistor, ça fait beaucoup effectivement
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2062248#msg2062248 Posté le 19-12-09 à 11:27
Posté par ProfilJ-P J-P Correcteur

Tu ferais mieux de dire ce que tu voudrais avoir comme caractéristiques pour le montage.

Ton message est plein d'incohérences.

Tension collecteur émetteur de 1,3.10^6 V ??????????
LED versus photorésistance ?

On ne peut pas non plus ignorer l'effet de la bobine, quelle est sa résistance interne ?

Quelle est la tension d'alimentation du circuit ?

Quelles sont les caractéristiques du composant photosensible ?

Quelle sont les variations dR/dt les plus élevées de ce composants (qui pourraient bien faire claquer le transistor en surtension à cause de la bobine).

Une diode en parallèle sur la bobine (cathode en haut) pourrait aider pour éviter les surtensions ... mais il faut voir si c'est compatible avec ce qui est attendu du montage.
...






[TPE] Montage amplificateur intensité transistor#msg2067083#msg2067083 Posté le 09-01-10 à 14:11
Posté par Profilsene sene

Bonjour, tout d'abord je vous contacte pour mon TPE.
J'utilise respectivement(ordre du montage)un laser alimenté en 12V, un générateur à tension variable 1V, une photorésistance 1M dans le noir 100ohm éclairée(sur le logiciel de simulation elle ne va pas en dessous de 400 ohm), une résistance de 440ohm, un transistor de gain Hfe 1000, une bobine de cuivre et un second générateur 1V. Mon objectif est qu'à l'instant où le laser éclaire la photorésistance, l'élévation de l'intensité crée un champ magnétique dans la bobine de cuivre suffisant pour déplacer un aimant dans un chariot de 100g(soit au moins 400mA). Un screen du montage prévu est en attachement. Comme mon transistor a un gain Hfe de 1000, l'intensité avant le transistor est de 410µA, après le transistor elle est de 410mA. Donc sur la simulation, tout marche bien, j'ai bien la photorésistance qui est la télécommande du champ magnétique. Cependant lorsque je fais le montage en vrai(avec exactement les mêmes valeur que sur la simulation) il n'y a pas d'élévation de l'intensité. Est-ce qu'il peut y avoir des paramètres qui gênent la multiplication? J'ai testé chacun des composants avec un professeur de physique et ils marchent tous donc le problème doit venir du montage. J'ai pensé au fait que je ne connaisse pas la valeur en H de l'inductance de la bobine, je ne sais pas si ça peut influer sur l'amplification. Si quelqu'un a une idée je le remercie intensément, merci de vos réponses, Sene

[TPE] Montage amplificateur intensité transistor

*** message déplacé ***
[Electricité] Photorésistance et transistor#msg2071251#msg2071251 Posté le 04-02-10 à 11:42
Posté par Profilsene sene

Bonjour, pour mon TPE je souhaiterais réaliser ce montage:

[Electricité] Photorésistance et transistor

à noter que la première résistance variable est en fait une photorésistance. Je vous explique brièvement le principe du montage qui est un montage emetteur commun:
Un lazer éclaire une photorésistance ce qui entraînne une diminution de la résistance de celle-ci, cette diminution de la résistance entraînne selon la loi d'ohm une augmentation de l'intensité du courant signififcative( on passe de 2Mohm dans le noir à 100ohm éclairée). Le courant passe ensuite dans une résistance de 440ohm et dans un transistor NPN de gain Hfe 1000(amplifie 1000 fois l'intensité du courant). Ce courant traverse ensuite une bobine de cuivre ce qui crée une champ magnétique. Donc revenons à ma question:
J'ai utilisé des tensions faibles dans mon montage (1V chacun) pour ne pas avoir à utiliser de résistance dans la 2ème partie du montage (celle après le transistor) car sinon la photorésistance n'est plus la seule télécommande de l'intensité du courant mais je ne l'ai remarqué expérimentalement, donc je voudrais savoir pourquoi est-ce que si je place une résistance dans la 2ème partie du montage, l'intensité du courant ne dépend plus uniquement de la photorésistance alors que si j'augmente la valeur de la résistance de 440 ohm à 1k ou 2k ohm, la photorésistance commande toujours autant l'intensité du courant de la 2ème partie du montage( la valeur est inférieure puisque la résistance augmente mais la valeur ne varie pas de 0,1mA lorsque la phtoto résistance varie de 100 ohm, contrairement au cas où on rajoute une résistance de 100 ohm dans la 2ème partie du montage)
Je vous donne un exemple:
Si je ne met pas de résistance dans la seconde partie du montage, lorsque ma photorésistance est dans la noir( 2Mohm) l'intensité du courant est inférieure à 1 µohm, lorsqu'elle est éclairée (100 ohm) l'intensité du courant est de 420 mA. Si je fais remonter la résistance de la photorésistance à 200 Ohm, l'intensité du courant dans la seconde partie du montage varie beaucoup( je n'ai pas la valeur mais elle descend vers 300mA)
Lorsque je rajoute une résistance de 100 ohm dans la seconde partie du montage, l'intensité du courant ne varie quasiment plus en fonction de la photorésistance: Lorsque la photorésistance est à 100 ohm, l'intensité est à 56,7 mA. Lorsque j'augmente la résistance de la photo résistance à 200 ohm, l'intensité du courant est à 56,6 mA, c'est donc une faible variation et je dois alors utiliser des générateurs de grosse tension de 12V pour obtenir mes 420 mA.
J'espère que j'ai été assez clair, si vous ne comprenez pas ce que je demande, n'hésitez pas à me demander et je vous remercie de vos réponses

*** message déplacé ***

Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !     
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071317#msg2071317 Posté le 05-02-10 à 12:17
Posté par ProfilMarc35 Marc35

Bonjour,
Ce n'est pas vraiment clair...
1 V comme alimentation du collecteur, ce n'est pas suffisant.
Quelle est la résistance de la bobine ?
420 mA, c'est le courant de collecteur, je suppose... 56,7 mA aussi ?
Le transistor supporte quel courant maximum pour le collecteur ?
Même avec une résistance supplémentaire dans la base, c'est toujours la photorésistance qui commande le transistor. Le courant de base, lorsque la photorésistance sera éclairée, sera plus faible mais le courant de base n'a pas besoin d'être élevé.
Il faudrait aussi savoir quel est le courant de collecteur nécessaire. Il sert à créer un champ magnétique si j'ai bien compris. Il ne faut pas oublier que, si on augmente le nombre de spires de la bobine, on a besoin d'un courant plus faible pour créer le même champ magnétique.
D'autre part, il faut savoir si la champ magnétique doit être maintenu pendant longtemps. On peut effectivement créer un champ magnétique relativement intense pendant un temps court avec un courant élevé.
L'inductance de la bobine n'influe pas sur la valeur du courant en régime permanent. Elle n'intervient que pendant les variations du courant. En régime établi (ou permanent), c'est la résistance de la bobine qui intervient pour la valeur du courant de collecteur, le transistor étant saturé (en principe). Si le transistor n'est pas saturé, le courant de base n'est pas assez élevé.
Il est à noter que la variation du courant de collecteur va créer une surtension plus ou moins grande (selon la variation plus ou moins rapide du courant de collecteur). Cette surtension peut détruire le transistor. Il est nécessaire de mettre une diode de protection en parallèle sur la bobine (cathode vers le + ).
Un courant de collecteur excessif peut aussi détruire le transistor.
Un courant de base excessif peut aussi détruire le transistor.
Quel est le nom du transistor ?
Citation :
Cependant lorsque je fais le montage en vrai(avec exactement les mêmes valeur que sur la simulation) il n'y a pas d'élévation de l'intensité

Il peut y avoir plusieurs raisons à cela. Cela dépend aussi de la précision de la simulation. La tension de collecteur trop faible peut suffire à expliquer ce résultat (à cause de la tension de saturation du transistor).
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071318#msg2071318 Posté le 05-02-10 à 12:20
Posté par ProfilMarc35 Marc35

La résistance de la bobine étant faible sans doute (à mesurer à l'ohmmètre), une résistance en série avec la bobine serait utile pour éviter la destruction du transistor (par courant de collecteur trop élevé).
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071319#msg2071319 Posté le 05-02-10 à 12:28
Posté par ProfilJ-P J-P Correcteur

Quelques réflexions.

Un HFE de 1000 sans autre précision ne veut pas dire grand chose.
Le gain en courant d'un transistor donné varie très fort en fonction du courant collecteur.

Donc espérer avec un gain constant en courant du transistor pour une large plage de son courant collécteur n'est pas raisonnable... et en tout cas loin de ce qui se passera en réalité.
----
Un HFE de 1000 n'est pas courant pour un simple transistor bipolaire, il existe des montages appelés "Darlington" qui eux y arriventacilement... Mais :
Il s'agit de 2 transistors imbriqués dans un même boîtier qui possède aussi, "vu de l'extérieur" une base, un émetteur et un collecteur.
Cependant la jonction "base-émetteur" est ici composée de 2 jonctionsen série ... Et alors la tension de 1 V dans le circuit d'entrée ne peut pas allumer ces 2 jonctions.
Si il s'agit d'un Darlington, il y a aussi très souvent des résistance base-émetteur à l'intérieur du boîtier ... et cela augmente encore les variations du HFE en fonction du courant collecteur.
-----
Autre remarque,
un transistor n'est jamais parfait, il existe un courant de fuite dans la jonction collecteur-base (on l'appelle Icbo).
Si l'impédance du montage entre la base et l'émetteur est trop grande (cas de la cellule non éclairée ou peu éclairée), le courant de fuite cité ci-dessus, entre dans la jonction base-émetteur du transistor et il en résulte un courant collecteur "parasite" valant le Icbo * HFE.
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Un inductance sans diode de protection pourrait bien bousiller le transistor lors des variationsbrusques du courant de commande du transistor.
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L'une ou plusieurs des remarques ci-dessus pourrai(en)t bien expliquer une bonne part des problèmes que tu rencontres.

Quel est le transitor que tu utilises ?

re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071356#msg2071356 Posté le 05-02-10 à 19:40
Posté par Profilsene sene

Bonjour
mon transistor est un TIP142 acheté à selectronic à Nation, c'est bien un Darlinton
De plus, mon problème n'était que purement théorique et mon montage marche sans soucis. Certains de vous se sont demandés pourquoi je ne mettais pas de résistance dans la partie du montage après le transistor ou s'étonnaient de la faible tension de mes générateurs, la raison est simple: mon but est que la seule variation de la résistance de la photorésistance par son éclairement entraine l'amplification de l'intensité à 420mA. Si je rajoute ne serait-ce qu'une résistance de 10ohm, la variation de la résistance de la photorésistance n'est plus suffisante: si j'augmente la tension pour obtenir une plus grande intensité de départ je dois augmenter la résistance sinon je crame des composants et ça n'atteindra jamais les 420 mA désiré, l'autre moyen est de se munir d'un transistor à plus grande amplification mais je vous avoue que ça me soulait un peu de changer de composants alors que je connaissais toutes les caractéristiques des composants que j'utilisais, le dernier choix qui me restait était donc d'utiliser un transistor d'une bonne amplification( intensité *1000) et de réduire la résistance nécessaire en réduisant la tension et tout ceci grâce au bon vieux Ohm
Sinon j'ai une question au passage: pourquoi est-ce que si je rajoute ne serait-ce qu'une résistance de 100ohm dans la partie du montage après le transistor, la variation de la photo résistance ne fait quasiment plus varier la résistance de la photorésistance? Je vous donne un exemple: sans résistance dans la 2ème partie, lorsque ma photo résistance est à 100 ohm, l'intensité ds la 2ème partie est à 420 mA, lorsqu'elle est à 200ohm, l'intensité descend à 300ohm à peu près. Alors que lorsque je je place une résistance de 100 ohm ds la 2ème partie: lorsque ma photo résistance est à 100ohm, l'intensité est à 56,7ohm, lorsque j'augmente la résistance de la photorésistance à 300ohm, l'intensité du courant ds la 2ème partie ne varie que de 0,1 mA. En bref, pourquoi est-ce que quand je rajoute une résistance après le transistor, la photorésistance dirige beaucoup moins l'intensité que lorsqu'il n'y a pas de résistance ds la 2ème partie alors que si je rajoute une résistance avant le transistor, l'intensité baisse mais la photorésistance fait toujours autant varier l'intensité dans la 2ème partie du montage.
Merci de vos réponses
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071357#msg2071357 Posté le 05-02-10 à 19:49
Posté par Profilsene sene

et oui la résistance de la bobine est très faible, elle est de 4ohm...
Ce que je voudrais savoir c'est pourquoi le fait de rajouter une résistance après le transistor dans mon montage empêche autant mon photorésistance de commander la valeur de l'intensité: après l'ajout d'une résistance de 100 ohm, une variation de 100 ohm de la photorésistance ne fait varier l'intensité ds la 2ème partie du montage que de 0,1mA. Y a-t-il une raison et unerelation mathématique qui pourrait expliquer ce phénomène?
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071372#msg2071372 Posté le 05-02-10 à 21:45
Posté par ProfilMarc35 Marc35

Si la résistance de la bobine est 4 ohms, sous 1 V, tu ne peux pas avoir plus de 250 mA. Et encore, tu auras beaucoup moins à cause du VCEsat du transistor.
Pour le reste, c'est normal parce qu'on se trouve dans le coude de la caractéristique IB = f(VBE). Cela vient du vient du fait que la tension d'alimentation de la jonction base-émetteur est faible (1 V) et les résistances sont faibles.
Mathématiquement, c'est difficile à calculer parce qu'il faudrait connaître  la caractéristique IB = f(VBE) du transistor. On pourrait alors tracer :  I_B\,=\,\frac{V}{R_B}\,-\,\frac{V_{BE}}{R_B} (équation de la maille).
Il faut environ 500 mA dans la bobine si j'ai bien compris. En théorie, 2 V devrait suffire mais le VCEsat n'est pas négligeable devant 2 V. Il doit falloir pas loin de 3 V.
Mais il est préférable de mettre davantage et d'ajouter une résistance en série avec la bobine pour limiter le courant. D'autre part, le courant de base doit être suffisant pour saturer le transistor.
Quel est le type du transistor ?
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071406#msg2071406 Posté le 06-02-10 à 11:10
Posté par ProfilJ-P J-P Correcteur

Le TIP142 est bien comme je l'avais pressenti un darlington et pas un simple transistor.

Il possède en outre une résistance interne de 8 kohms entre la base et l'émetteur du transistor "d'entrée" et une resistance de 40 ohms entre base et émetteur du transistor de "sortie".

Il faut donc environ 1,3 volt entre la base et l'émetteur pour commencer à faire conduire le TIP142.
Et on a alors (début de conduction) un courant de environ 0,09 mA dans la connexion de base du darlington.

Donc avec une tension d'entrée de 1 volt, le darlington ne pourra pas conduire par une commande venant du circuit de base tel qu'il est réalisé, quel que soit la résistance en série dans sa base.

De plus, un Darlington a une tension collecteur-émetteur de saturation de l'ordre de 1 volt au min et donc une tension d'alimentation de 1 volt aussi dans le circuit collecteur ne permet pas au darlington de conduire correctement même si on avait un courant de base suffisant.

La datasheet est peu précise sur la valeur de Icbo à attendre en pratique, mais la valeur max indiquée laisse supposer aussi des problèmes potentiels si la résistance de base est trop grande (donc cellule peu ou pas éclairée) même si les autres problèmes sont corrigés.

Bref, il est tout à fait normal que le circuit tel qu'il est fait ne fonctionne pas.

re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071417#msg2071417 Posté le 06-02-10 à 13:17
Posté par ProfilJ-P J-P Correcteur

Essaie ainsi pour commencer :

Montage Photo-résistance et transistor

Et puis dis ce que tu mesures.

Le potentiomètre de 2,2 kohms règle la sensibilité.
Si on règle ce potentiomètre à une valeur trop faible, le montage ne fonctionne plus, donc pendant les essais, penser à modifier la position de ce potentiomètre.


re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071418#msg2071418 Posté le 06-02-10 à 13:18
Posté par Profilsene sene

Bonjour, je crois que je n'ai pas été assez clair car en fait mon montage marche bel et bien avec une tension d'entrée de 1,5V: j'obtiens 420mA après que le courant soit amplifié par le transistor. Ce que je voudrais savoir c'est plus de détails sur ce que disait Marc35:
"Pour le reste, c'est normal parce qu'on se trouve dans le coude de la caractéristique IB = f(VBE). Cela vient du vient du fait que la tension d'alimentation de la jonction base-émetteur est faible (1 V) et les résistances sont faibles.
Mathématiquement, c'est difficile à calculer parce qu'il faudrait connaître  la caractéristique IB = f(VBE) du transistor. On pourrait alors tracer :  I_B\,=\,\frac{V}{R_B}\,-\,\frac{V_{BE}}{R_B} (équation de la maille)."
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071422#msg2071422 Posté le 06-02-10 à 13:24
Posté par Profilsene sene

"mon montage marche bel et bien avec une tension d'entrée de 1,5V"
euh même avec une tension d'entrée de 1V ça marche, ce qu'il me faut c'est que le 2ème générateur du montage émetteur commun soit à 1,5V parce que mon montage est une version simplifiée de l'émetteur commun.
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071431#msg2071431 Posté le 06-02-10 à 14:01
Posté par ProfilJ-P J-P Correcteur

Si ton montage donne bien 420 mA dans le collecteur c'est que la bobine n'a pas la résistance que tu as indiquée.

Avec 420 mA dans la résistance de bobine de 4 ohms, il y aurait 4*0,42 = 1,68 volt aux bornes de la bobine.
En ajoutant à cela la tension de saturation du darlington (qui est de min 0,7 V d'après la datasheet à ce courant collecteur), il faut au min une tension d'alimentation dans le circuit collecteur de 1,68 + 0,7 = 2,38 Volts.

Sans de véritables données correctes sur certains des composants, on ne peut pas calculer quelque chose de décent.

Ton montage ne peut pas non plus fonctionner de manière fiable et répétitive et reproductible avec une tension d'entrée de 1 volt, voire de 1,5 volt. On est pratiquement à la frontière de la tension minimale nécessaire pour allumer les jonctions de bases d'un Darlington (dans un Darlington, il y a 2 jonctions en série dans le circuit de base).

Le montage, tel que tu l'as réalisé, même si il semble marcher, c'est presque par hasard, si la température diminue un peu, ou bien si le transistor devait être remplacé par un autre soit-disant identique ou ..., il y aurait une énorme probabilité que cela ne fonctionne plus ou mal.

Quand, on réalise un circuit, on doit le faire en tenant compte de toutes des dispersions possibles sur les composants, sur les variations possibles de température et ...

Le montage que j'ai proposé devrait pouvoir fonctionner loin de toute marginalité ...
Mais fais ce que tu veux.

re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071463#msg2071463 Posté le 06-02-10 à 15:36
Posté par Profilsene sene

Merci J-P de t'intéresser autant à mon cas,
le problème est que je n'ai maintenant plus le temps de changer de montage car je dois rendre mon TPE fini dans 2 semaines alors si je dois refaire toute la partie théorique, repasser au labo pour tester toute la chaîne ça relève du surhumain car je n'ai accès au labo que 2h par semaine et pour peu qu'il manque un des composants ou qu'il arrive un quelconque soucis je serai d'être dans l'obligation de rendre une copie blanche...
Mon objectif donc est de comprendre exactement tout ce qui se passe dans ce montage (plus que hasardeux c'est vrai mais je ne pense pas que le jury m'en voudra de ne pas connaître tout le fonctionnement d'un transistor si c'est étudié en classe prépa).
Et pour la bobine j'en suis sur j'ai mesuré avec ma prof et sa résistance est bien de 4ohm. Je posterai un peu plus tard dans l'aprème un schéma plus détaillé du montage avec les caractéristiques connues des composants.
  
re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2071478#msg2071478 Posté le 06-02-10 à 16:45
Posté par ProfilJ-P J-P Correcteur

Pour info, voila quelques morceaux de la datasheet du TIP142

Montage Photo-résistance et transistor

Ils devraient te permettre de comprendre les remarques que j'ai faites sur le montage proposé et sa marginalité.

re : Montage Photo-résistance et transistor#msg2072565#msg2072565 Posté le 11-02-10 à 11:07
Posté par Profilsene sene

Bonjour, merci, j'ai une dernière question: est-ce que la conductance existe en dehors des solutions électrolytiques, en gros est-ce que ça marche encore dans un circuit électrique?

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