Notions de base sur les transistors - Tutoriel sur les transistors de puissance BD139 et BD140 : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Hé, quoi de neuf, les gars ! Akarsh ici de CETech.

Aujourd'hui, nous allons acquérir des connaissances sur la puissance des circuits à transistors de petite taille mais beaucoup plus gros.

Fondamentalement, nous allons discuter de certaines bases liées aux transistors et après cela, nous examinerons quelques connaissances utiles sur un type spécifique de série de transistors connus sous le nom de transistors de puissance BD139 et BD140.

Et vers la fin, nous discuterons également de certaines spécifications techniques. J'espère que vous êtes excité. Alors, commençons.

Étape 1: Faites fabriquer des PCB pour vos projets

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Étape 2: Qu'est-ce qu'un transistor

Un transistor est l'élément de base de tous les circuits électroniques utilisés de nos jours. Chaque appareil présent autour de nous contient des transistors. On peut dire que l'électronique analogique est incomplète sans transistor.

Il s'agit d'un dispositif semi-conducteur à trois bornes utilisé pour amplifier ou commuter les signaux électroniques et l'alimentation électrique. Il est composé d'un matériau semi-conducteur généralement avec au moins trois bornes pour la connexion à un circuit externe. Une tension ou un courant appliqué à une paire de bornes du transistor contrôle le courant à travers une autre paire de bornes. Comme la puissance contrôlée (de sortie) peut être supérieure à la puissance de contrôle (d'entrée), un transistor peut amplifier un signal. Aujourd'hui, certains transistors sont emballés individuellement, mais beaucoup d'autres sont intégrés dans des circuits intégrés.

La plupart des transistors sont fabriqués à partir de silicium très pur, et certains à partir de germanium, mais certains autres matériaux semi-conducteurs sont parfois utilisés. Un transistor peut avoir un seul type de porteur de charge, dans un transistor à effet de champ, ou peut avoir deux types de porteurs de charge dans des dispositifs à transistors à jonction bipolaire.

Les transistors sont composés de trois parties: une base, un collecteur et un émetteur. La base est le dispositif de contrôle de porte pour la plus grande alimentation électrique. Le collecteur recueille les porteurs de charge et l'émetteur est la sortie de ces porteurs.

Étape 3: Classification des transistors

Les transistors sont de deux types: -

1) Transistors à jonction bipolaire: Un transistor à jonction bipolaire (BJT) est un type de transistor qui utilise à la fois des électrons et des trous comme porteurs de charge. Un transistor bipolaire permet à un faible courant injecté à l'une de ses bornes de contrôler un courant beaucoup plus important circulant entre deux autres bornes, rendant le dispositif capable d'amplification ou de commutation. Les BJT sont de deux types appelés transistors NPN et PNP. Dans les transistors NPN, les électrons sont les porteurs de charge majoritaires. Il se compose de deux couches de type n séparées par une couche de type p. D'autre part, les transistors PNP utilisent des trous comme porteurs de charge majoritaires et sont constitués de deux couches de type p séparées par une couche de type n.

2) Transistors à effet de champ: Les transistors à effet de champ sont des transistors unipolaires et n'utilisent qu'un seul type de porteur de charge. Les transistors FET ont trois bornes: grille (G), drain (D) et source (S). Les transistors FET sont classés en transistors à effet de champ à jonction (JFET) et en transistors FET à grille isolée (IG-FET) ou MOSFET. Pour les connexions dans le circuit, on considère également la quatrième borne appelée base ou substrat. Les transistors FET contrôlent la taille et la forme d'un canal entre la source et le drain qui est créé par une tension appliquée. Les transistors FET ont un gain de courant élevé que les transistors BJT.

Étape 4: Paire de transistors de puissance BD139/140

Les transistors sont disponibles dans différents types de boîtiers tels que la série 2N ou la série MMBT à montage en surface, ils ont tous leurs avantages et applications spécifiques. Parmi ceux-ci, il existe un autre type de série de transistors, la série BD, qui est une série de transistors de puissance. Les transistors de cette série sont généralement conçus pour générer une puissance supplémentaire et sont donc un peu plus gros que les autres transistors.

Les transistors BD 139 sont des transistors NPN et les transistors BD140 sont des transistors PNP. Semblables à d'autres transistors, ils ont également 3 broches et leur configuration de broches est illustrée dans l'image ci-dessus.

Avantages des transistors de puissance: -

1) Il est très facile d'allumer et d'éteindre le transistor de puissance.

2) Le transistor de puissance peut transporter des courants importants à l'état ON et bloquer une très haute tension à l'état OFF.

3) Le transistor de puissance peut fonctionner à des fréquences de commutation comprises entre 10 et 15 kHz.

4) Les chutes de tension à l'état passant à travers le transistor de puissance sont faibles. Il peut être utilisé pour contrôler la puissance délivrée à la charge, dans les onduleurs et les hacheurs.

Inconvénients des transistors de puissance: -

1) Le transistor de puissance ne peut pas fonctionner de manière satisfaisante au-dessus de la fréquence de commutation de 15 kHz.

2) Il peut être endommagé en raison d'un emballement thermique ou d'une deuxième panne.

3) Il a une capacité de blocage inverse est très faible.

Étape 5: Spécifications techniques du BD139/140

Les spécifications techniques des transistors BD139 sont:

1) Type de transistor: NPN

2) Courant de collecteur maximum (IC): 1,5 A

3) Tension maximale collecteur-émetteur (VCE): 80 V

4) Tension Max Collector-Base (VCB): 80 V

5) Tension de base de l'émetteur maximale (VEBO): 5 V

6) Dissipation maximale du collecteur (PC): 12,5 watts

7) Fréquence de transition maximale (fT): 190 MHz

8) Gain de courant continu minimum et maximum (hFE): 25 - 250

9) La température maximale de stockage et de fonctionnement doit être: -55 à +150 centigrades

Les spécifications techniques du transistor BD140 sont:

1) Type de transistor: PNP

2) Courant de collecteur maximum (IC): -1,5 A

3) Tension maximale collecteur-émetteur (VCE): -80 V

4) Tension Max Collector-Base (VCB): -80 V

5) Tension de base de l'émetteur maximale (VEBO): – 5 V

6) Dissipation maximale du collecteur (PC): 12,5 watts

7) Fréquence de transition maximale (fT): 190 MHz

8) Gain de courant continu minimum et maximum (hFE): 25 - 250

9) La température maximale de stockage et de fonctionnement doit être: -55 à +150 centigrades

Si vous souhaitez acquérir des connaissances supplémentaires sur les transistors BD139/140, vous pouvez vous référer à leur fiche technique à partir d'ici.

Étape 6: Applications des transistors

Les transistors sont utilisés pour de nombreuses opérations, mais les deux opérations pour lesquelles les transistors sont le plus souvent utilisés sont la commutation et l'amplification:

1) Transistor comme amplificateur:

Un transistor agit comme un amplificateur en augmentant la force d'un signal faible. La tension de polarisation continue appliquée à la jonction émetteur-base la fait rester en condition de polarisation directe. Cette polarisation directe est maintenue quelle que soit la polarité du signal. La faible résistance du circuit d'entrée permet à tout petit changement du signal d'entrée d'entraîner un changement appréciable de la sortie. Le courant d'émetteur causé par le signal d'entrée contribue au courant de collecteur, qui traverse ensuite la résistance de charge RL, ce qui entraîne une chute de tension importante à ses bornes. Ainsi, une petite tension d'entrée entraîne une grande tension de sortie, ce qui montre que le transistor fonctionne comme un amplificateur.

2) Transistor en tant que commutateur:

Les commutateurs à transistors peuvent être utilisés pour commuter et contrôler des lampes, des relais ou même des moteurs. Lors de l'utilisation du transistor bipolaire comme interrupteur, ils doivent être soit « totalement éteints » soit « totalement activés ». Les transistors qui sont entièrement « ON » sont dits dans leur région de saturation. Les transistors qui sont complètement "OFF" sont dits dans leur région de coupure. Lors de l'utilisation du transistor comme interrupteur, un petit courant de base contrôle un courant de charge de collecteur beaucoup plus important. Lors de l'utilisation de transistors pour commuter des charges inductives telles que des relais et des solénoïdes, une "diode à volant" est utilisée. Lorsque des courants ou des tensions importants doivent être contrôlés, les transistors Darlington peuvent être utilisés.

Étape 7: Circuit de pont en H BD139 et BD140

Ainsi, maintenant, après une grande partie de la partie théorique, nous allons discuter d'une application des packages de transistors BD139 et BD140. Cette application est le circuit H-Bridge qui est utilisé dans les circuits de commande de moteur. Lorsque nous devons faire fonctionner des moteurs à courant continu, il est nécessaire qu'une grande quantité de puissance soit fournie aux moteurs qui ne peut pas être remplie par le microcontrôleur seul, nous devons donc attacher un circuit à transistors entre le contrôleur et le moteur qui fonctionne comme un amplificateur et aide à faire fonctionner le moteur en douceur. Le schéma de circuit de cette application est illustré dans l'image ci-dessus. Avec ce circuit en pont en H, suffisamment de puissance est fournie pour faire fonctionner deux moteurs à courant continu en douceur et avec cela, nous pouvons également contrôler le sens de rotation des moteurs. Une chose que nous devons garder à l'esprit lors de l'utilisation du BD139/140 ou de tout autre transistor de puissance est que les transistors de puissance génèrent une grande quantité d'énergie qui est également générée sous forme de chaleur, donc pour éviter un problème de surchauffe, nous devons ajouter un dissipateur thermique. à ces transistors pour lesquels un trou est déjà prévu sur le transistor.

Bien que le meilleur choix pour les transistors de puissance soit BD139 et BD140 s'ils ne sont pas disponibles, vous pouvez également opter pour BD135 et BD136 qui sont respectivement des transistors NPN et PNP, mais la préférence doit être donnée à la paire BD139/140. Voilà pour le tuto en espérant qu'il vous a été utile.