Apprendre l Electronique en Partant de Zero - Niveau 1

LE COURS De cette façon, même si une tension GAIN 13,2 V de 8 volts se trouve sur le Drain au lieu 6 fois d’une tension de 6,6 volts, le signal R2 restera toujours à l’intérieur du tracé, 6,6 V même si la demi-onde positive atteint la limite supérieure maximale (voir D figure 488). 0,7 G En fait, si on amplifie 12 fois la demi- 0,7 onde négative, on obtient sur le Drain S une demi-onde positive, dont la valeur sera de : 0,4 x 12 = 4,8 volts positifs Si on additionne ces 4,8 volts à la ten- Figure 490 : Si l’amplitude du signal que l’on appliquera sur la Gate ne réussit pas sion des 8 volts présents sur le Drain, à descendre en dessous des 0,7 + 0,7 volt, pour ne pas courir le risque de “couper” on obtiendra : les extrémités des deux demi-ondes, on devra réduire le gain en le faisant passer de 12 à environ 6 fois. 8 + 4,8 = 12,8 volts positifs par rapport à la Source et donc on ne dépasse pas la valeur GAIN 13,2 V de la tension d’alimentation qui est de 6 fois R2 8,5 V 13,2 volts, comme on le voit sur la figure 488. D 0,7 G Si on amplifie 12 fois la demi-onde posi- tive, on obtiendra sur le Drain une demi- 0,7 onde négative d’une valeur de : S 0,4 x 12 = 4,8 volts négatifs Si on soustrait ces 4,8 volts à la ten- sion positive présente sur le Drain, on obtiendra : 8 – 4,8 = 3,2 volts positifs Figure 491 : En amplifiant 6 fois une sinusoïde de 0,7 + 0,7 volt, il ne sera pas par rapport à la Source nécessaire de tenir compte que la tension présente sur le Drain est de 8,5 et non pas de 6,6 volts, parce que la demi-onde positive ne réussira jamais à dépasser En admettant qu’une tension de 5 volts la limite des 13,2 volts. se trouve sur le Drain (voir figure 489), au lieu d’une tension de 6,6 volts, dans GAIN 13,2 V ce cas également le signal restera tou- 6 fois R2 jours à l’intérieur de son tracé. En fait, si on amplifie 12 fois la demi- onde négative, on obtiendra sur le Drain une demi-onde positive dont la valeur sera de : 0,4 x 12 = 4,8 volts positifs 0,7 D 0,7 G Si on additionne ces 4,8 volts à la ten- sion des 5 volts présents sur le Drain, 4,7 V on obtiendra : S 4,8 + 5 = 9,8 volts positifs Figure 492 : Si la tension présente sur le Drain était de 4,7 volts en raison de par rapport à la Source la tolérance des résistances et non pas des 6,6 volts voulus, en choisissant un gain de seulement 6 fois, notre sinusoïde resterait toujours à l’intérieur de son Si on amplifie 12 fois la demi-onde posi- tracé. tive, on obtiendra sur le Drain une demi- onde négative dont la valeur sera de : 0,4 x 12 = 4,8 volts négatifs obtiendra : Donc, le signal restera toujours à l’in- térieur du tracé, même si la demi-onde Si on soustrait ces 4,8 volts à la ten- 5 – 4,8 = 0,2 volt positif négative atteint une limite de 0,2 volt sion positive présente sur le Drain, on par rapport à la Source (voir figure 489). 201ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Solution 2 : En admettant que le signal sur l’entrée 0,7 volt x 6 = 4,2 volts négatifs Si le signal à appliquer sur la Gate ne atteigne des pics de 1,4 volt, si on mul- peut pas descendre en dessous de 1 tiplie la valeur des deux demi-ondes de Donc, même si une tension de 8,5 volts volt crête à crête, on devra réduire de 0,7 volt par 6, on obtiendra : (voir figure 491) se trouve sur le Drain, 12 à 6 fois environ le gain du FET (voir notre sinusoïde sera toujours à l’inté- figure 490). 0,7 volt x 6 = 4,2 volts positifs rieur du tracé, car le pic supérieur maxi- mal que peut atteindre la demi-onde positive, sera de : GAIN 18 V 8,5 + 4,2 = 12,7 volts 10 fois R2 par rapport à la Source 9V et le pic le plus petit que pourra atteindre la demi-onde négative sera de : D 8,5 – 4,2 = 4,3 volts 0,7 G par rapport à la Source 0,7 Si une tension de 4,7 volts (voir figure S 492) se trouve sur le Drain, même dans ce cas notre sinusoïde restera à l’in- Figure 493 : Si l’amplitude du signal appliqué sur la Gate était élevée, la dernière térieur du tracé parce que le pic supé- solution serait d’augmenter la tension d’alimentation de 15 à 20 volts. On rieur maximal que pourra atteindre la soustrait toujours la tension présente entre la Source et la masse aux 20 volts demi-onde positive, sera de : Vcc. 4,7 + 4,2 = 8,9 volts par rapport à la Source GAIN 18 V et le pic le plus petit que pourra 10 fois atteindre la demi-onde négative sera R2 de : 10 V 4,7 – 4,2 = 0,5 volt par rapport à la Source D Solution 3 : 0,7 G Comme troisième solution, on peut aug- menter la tension d’alimentation en la 0,7 portant de 15 à 20 volts. S Figure 494 : Si on soustrait les 2 volts présents entre la Source et la masse aux En admettant qu’une tension de 2 volts 20 volts, on obtient 18 volts. On devra donc obtenir 9 volts sur le Drain. Même si se trouve entre la Source et la masse, on trouvait non pas 9 mais 10 volts, le signal amplifié ne réussirait pas à sortir de on devra soustraire cette tension aux son tracé. 20 volts d’alimentation. Ainsi, on retrouvera entre le Drain et la Source, une tension de : GAIN 18 V 20 – 2 = 18 volts Vcc 10 fois R2 Avec une valeur Vcc de 18 volts, on D 8V pourra donc tranquillement appliquer un signal de 1,4 volt crête à crête et 0,7 G l’amplifier 10 fois (voir figure 493), sans courir le risque de dépasser la valeur 0,7 d’alimentation, en fait : S 1,4 x 10 = 14 volts Figure 495 : Si la tension présente sur le Drain du FET était non pas des 9 volts voulus, mais de 8 volts (voir figure 493) en raison de la tolérance des résistances, Donc, même si une tension de 10 volts notre sinusoïde amplifiée ne serait pas coupée ni sur la demi-onde supérieure ni se trouve sur le Drain (voir figure 494) sur celle inférieure. ou bien une tension de 8 volts (voir figure 495), notre sinusoïde sera tou- jours à l’intérieur du tracé. à suivre… N G. M. 202ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

NOTES

LEÇON N°19 LE COURS Apprendre l’électronique en partant de zéro Les caractéristiques Dans la précédente leçon, nous avons commencé à faire connais- d’un FET sance avec les FET, les transistors à effet de champ. Nous pour- suivons par les caractéristiques et les formules de calcul pour les Un débutant aura bien du mal à trou- étages amplificateurs. ver tous les manuels contenant les caractéristiques des FET. Même en Ces formules, peu nombreuses mais toutefois nécessaires, que nous admettant qu’il les trouve, il découvrira vous donnons pour pouvoir calculer toutes les valeurs des deux résis- qu’ils sont écrits en anglais et qu’au- tances de polarisation, contrairement à celles que vous pourriez trou- cun d’eux n’explique comment procé- ver dans beaucoup d’autres textes, sont extrêmement simples. der pour connaître les valeurs des résis- tances R2 et R3. amplifier un signal, la tension Vgs/off Vcc = tension d’alimentation du FET ne devra jamais atteindre cette valeur VR2 = tension présente aux extrémi- Si on dispose de quelques caractéris- négative maximale dont il est question tiques, il est possible de calculer, avec dans les manuels. tés de R2 du Drain une bonne approximation, les valeurs Ids = courant à faire passer dans le des résistances du Drain et de la Vgs : C’est la valeur de la tension de Source, comme nous vous l’explique- polarisation de la Gate. Cette valeur FET rons maintenant. est fournie par un instrument que nous Vgs = tension négative sur la Gate décrirons plus tard. Admettons qu’on ne trouve que ces Note : seules caractéristiques, dans un Yfs : C’est la valeur de la transcon- Dans beaucoup de manuels, on parle manuel : ductance exprimée en millimho (dont de valeur Vgs alors qu’il s’agit en fait l’abréviation est mmho), équivalents de la valeur Vgs/off, et ceci peut induire Vds = 30 volts maximum aux milliSiemens (dont l’abréviation est en erreur non seulement un débutant, Ids = 25 mA maximum mS). Cette Yfs sert à calculer le gain mais également un technicien expéri- Vgs/off = 4 volts du FET en connaissant la valeur menté. Yfs = 6 milliSiemens ohmique des résistances R2 et R3 appliquées sur le Drain et sur la Calculer Avant de poursuivre, il faut commencer Source. la valeur de la VR2 par expliquer ces sigles que vous ne connaissez pas : Les résistances Si on veut alimenter le FET avec une de Drain et de Source tension Vcc de 15 volts, on devra avant Vds : C’est la tension maximale que tout calculer la valeur de la tension VR2, l’on peut appliquer entre le Drain et la Dans les transistors conventionnels, c’est-à-dire celle qui devrait théorique- Source. pour polariser la Base, il fallait calcu- ment être présente aux extrémités de ler la valeur de quatre résistances (voir Ids : C’est le courant maximal que l’on leçon 15), de façon à obtenir sur le Col- peut faire passer sur le Drain. lecteur une valeur de tension égale à la moitié de celle d’alimentation. Par Vgs/off : C’est la tension négative maxi- contre, dans un FET, pour obtenir cette male à appliquer sur la Gate pour empê- même condition, il faut calculer la cher le FET de fonctionner, c’est-à-dire valeur de deux résistances seulement, pour empêcher le passage des élec- c’est-à-dire R2 appliquée sur le Drain trons entre le Drain et la Source, et R3 sur la Source (voir figure 496). comme on le voit sur les figures 476 et 477 (robinet fermé). Dans notre Pour trouver la valeur de ces deux résis- exemple, si on applique sur la Gate du tances, il faut connaître ces quatre don- FET une tension négative de 4 volts, nées seulement : ce FET ne sera plus conducteur. Pour 204ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Vcc R2 15 V FT1 5 600 GAIN C1 C2 R2 ohms 3,11 fois G D FT1 6,5 V C2 S 47 000 C1 D R1 ohms G R4 R3 S 47 000 ohms 100 000 1 800 R4 ohms ohms R1 R3 Figure 496 : Pour polariser un FET, il faut calculer la valeur Figure 497 : Si l’on choisit une valeur de 5 600 ohms pour de deux résistances seulement, la R2 placée sur le Drain R2 et de 1 800 pour R3, ce FET amplifiera les signaux et la R3 placée sur la Source. Il faut également choisir la appliqués sur la Gate d’environ 3,11 fois. valeur de la R2 de 8 à 10 fois inférieure à celle de la résistance R4 placée après le condensateur électrolytique C2. la résistance R2 reliée au Drain, en uti- à la valeur Vds, c’est-à-dire à la tension - 1 mA environ, si vous voulez un gain lisant la formule : qu’on pourra mesurer entre le Drain et important ou pour amplifier des la Source. signaux dont les amplitudes sont VR2 = (Vcc – Vgs) : 2 faibles en millivolts. Calculer Comme dans beaucoup de manuels ou la valeur de Si on veut amplifier des signaux de de fiches techniques, seule la valeur R2 du Drain quelques millivolts, on peut choisir de la tension Vgs/off est indiquée, pour comme valeur de Ids 1 milliampère ; trouver la valeur de la tension Vgs, une Si on connaît la valeur de VR2, on peut on devra donc utiliser pour R2, une solution suffisamment acceptable pour- calculer la valeur ohmique de la résis- valeur de : rait être de diviser par 2 la valeur de la tance R2, en utilisant la formule : tension Vgs/off. (6,5 : 1) x 1 000 = 6 500 ohms R2 ohms = (VR2 : Ids) x 1 000 Vgs/off : 2 = Vgs Etant donné que cette valeur n’est pas On ne devra jamais choisir la valeur standard, on sera dans l’obligation Si on insère ces données dans la for- maximale reportée dans les manuels d’utiliser pour la R2 une valeur de mule indiquée ci-dessus, on obtient : comme Ids, qui, dans notre exemple, 5 600 ohms ou bien de 6 800 ohms. serait Ids = 25 mA, mais une valeur (15 – 2) : 2 = 6,5 volts considérablement inférieure. Calculer aux bornes de R2. la valeur de Comme aucun manuel n’indique la R3 de la Source Donc, si on alimente le FET avec une valeur Ids de travail, nous conseillons tension de 15 volts, aux bornes de d’utiliser les valeurs suivantes de cou- Pour calculer la valeur de la résistance la résistance R2, on devrait théori- rant pour tous les FET : R3, on devra utiliser cette formule : quement obtenir une tension de 6,5 volts. - 4 mA environ, si vous voulez un faible R3 ohms = (Vgs : Ids) x 1 000 gain ou pour amplifier des signaux Nous devons signaler que la valeur de dont les amplitudes sont très élevées Si on donne une valeur de 2 volts à la tension que l’on obtiendra aux extré- et dépassent le volt. Vgs, et qu’on sait que le Ids est de mités de la résistance R2 est identique 15 V 15 V 5 600 GAIN GAIN ohms R2 22,8 fois 1 800 R2 7,98 fois ohms FT1 6,5 V C2 FT1 6,5 V C2 C1 D G C1 D G S C3 R4 47 000 S C3 47 000 ohms ohms 100 000 R1 R3 100 000 R3 R4 ohms 1 800 ohms 470 R1 ohms ohms Figure 498 : Si l’on applique un condensateur électrolytique Figure 499 : Pour réaliser un étage capable d’amplifier des (voir C3 dans le schéma) en parallèle sur la résistance R2, signaux d’amplitude élevée, il suffira de réduire la valeur le gain de 3,11 fois montera jusqu’à 22,8 fois. des deux résistances R2 et R3. 205ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS 1 mA, pour la résistance R3, on devra choisir une valeur de : (2 : 1) x 1 000 = 2 000 ohms Vgs INCONNUE Vgs CONNUE Etant donné que cette valeur ne fait Vgs = Vgs/OFF : 2 R2 = R4 (charge) : 10 pas non plus partie des valeurs stan- VR2 = ( Vcc - Vgs ) : 2 dard, on sera dans l’obligation d’utili- VR2 = ( Vcc - Vgs ) : 2 ids = ( VR2 : R2 ) x 1 000 ser pour la R3, une valeur de 1 800 R3 = ( Vgs : ids ) x 1 000 ohms ou bien 2 200 ohms. R2 = ( Vds : ids ) x 1 000 La valeur de R3 = ( Vgs : ids ) x 1 000 la résistance R1 de la Gate ids = 4 mA pour gain faible ids = 1 mA pour gain fort La valeur de la résistance R1 à relier entre la Gate et la masse d’un FET ( R2 - R3 ) x Yfs n’est absolument pas imposée, on Gain = pourra donc tranquillement utiliser n’im- porte quelle valeur comprise entre 1 000 47 000 ohms et 1 mégohm. Figure 500 : Ce tableau vous donne les formules à utiliser pour calculer la valeur - Si on utilise 47 000 ohms, on aura des deux résistances R2 et R3. Vous utiliserez le côté gauche du tableau si vous une entrée de cette même valeur ignorez la valeur de la “Vgs” et le côté droit lorsque vous connaissez la valeur de d’impédance. la “Vgs” du FET. - Si on utilise une valeur de 1 mégohm, on obtiendra un gain de : R2 ohms = (VR2 : Ids) x 1 000 on aura une entrée dont la valeur d’impédance sera élevée. [(6 800 – 2 200) x 6] : 1 000 Sachant que la VR2 est de 6,5 volts, = 27,6 fois on obtiendra : - Normalement, on préfère utiliser pour R1 une valeur moyenne d’environ Calcul de la Vgs (6,5 : 4) x 1 000 = 1 625 ohms 100 000 ohms. Si on connaît la valeur de R3 et celle Etant donné que cette valeur n’est pas Calcul du gain du courant qui parcour t le FET, on standard, on est dans l’obligation d’uti- pourra connaître la valeur de la Vgs, liser pour la R2 une valeur de 1 500 Si on choisit une valeur de 5 600 ohms en utilisant cette formule : ohms ou de 1 800 ohms. pour R2 et de 1 800 pour R3, comme indiqué sur la figure 497, on pourra Vgs = (R3 ohm x Ids) : 1 000 Pour calculer la valeur de la R3, on uti- savoir de combien le FET amplifie, en lisera la formule : utilisant la formule : Si on prend pour R3 une valeur de 1 800 ohms et un Ids de 1 mA, on aura R3 ohms = (Vgs : Ids) x 1 000 Gain = R2 : R3 une Vgs de : Si on donne une valeur de 2 volts à la Donc, le FET amplifiera tous les signaux (1 800 x 1) : 1 000 = 1,8 volt négatif Vgs, et qu’on sait que le Ids est de que l’on appliquera sur sa Gate, d’en- 4 mA, pour la résistance R3, on devra viron : Note : choisir une valeur de : Signalons que cette tension négative 5 600 : 1 800 = 3,11 fois est identique à la valeur de la tension (2 : 4) x 1 000 = 500 ohms positive qu’on obtiendra aux extrémi- Si on applique en parallèle à la résis- tés de la résistance R3 de la Source, Etant donné que cette valeur ne fait tance R3 un condensateur électroly- donc, si on relève aux extrémités de pas non plus partie des valeurs stan- tique (voir figure 498), pour calculer le cette résistance une tension positive dard, pour R3, on pourra utiliser une gain, on devra utiliser une formule dif- de 1,8 volt, on peut affirmer que la valeur de 560 ou 470 ohms. férente, c’est-à-dire : Gate de ce FET est polarisée avec une tension négative de 1,8 volt. Si, pour R2, on choisit une valeur de Gain = [(R2 – R3) x Yfs] : 1 000 1 800 ohms et de 470 pour R3, et Calcul qu’on relie en parallèle à cette résis- Etant donné que les caractéristiques pour un gain faible tance un condensateur électrolytique reportées dans notre exemple indiquent (voir figure 499), on pourra connaître que la Yfs est de 6 ms, ce FET ampli- Si, maintenant, on veut réaliser un son gain réel : fiera le signal de : étage amplificateur avec un gain faible, on choisira donc pour le Ids, une valeur Gain = [(R2 – R3) x Yfs] : 1 000 [(5 600 – 1 800) x 6] : 1 000 de 4 mA. = 22,8 fois En insérant les données dans la for- mule, on obtient : Si on choisit pour R2 une valeur de En refaisant tous nos calculs, on [(1 800 – 470) x 6] : 1 000 6800 ohms et de 2 200 ohms pour R3, obtiendra : = 7,98 fois 206ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Comme on sait que la valeur de R3 = résistances R2 et R3, même sans culer la valeur de tension qu’on devra 470 ohms et que le courant Ids = connaître ses autres caractéristiques. retrouver aux bornes de la résistance 4 mA, on pourra calculer la valeur de R2, en utilisant la formule : la Vgs, en utilisant la formule : Calcul de la résistance VR2 = (Vcc – Vgs) : 2 Vgs = (R3 ohm x Ids) : 1 000 R2 du Drain Si on alimente le FET avec une tension (470 x 4) : 1 000 = 1,88 volt Pour calculer la valeur de la résistance de Vcc de 15 volts, on devra retrouver R2, on devra connaître la charge qui aux bornes de la résistance R2, cette Comme nous avons pu le constater, sera reliée à la sortie du Drain, c’est- tension : calculer de façon théorique la valeur à-dire la valeur de la résistance R4 que des deux résistances R2 et R3 n’est l’on retrouvera après le condensateur (15 – 1,9) : 2 = 6,55 volts pas difficile. Hélas, pour passer à la électrolytique de sortie (voir les figures pratique, un débutant se heurtera à 501 et 502), qui correspond, en fait, Nous vous rappelons que la valeur VR2 ces trois écueils : à la valeur de la résistance présente est la tension que l’on retrouvera entre sur le second étage amplificateur. le Drain et la Source. - Il ne parviendra que difficilement à trouver les caractéristiques des FET en La valeur de la R2 devrait toujours être Calcul du Ids sa possession. inférieure de 8 ou 10 fois la valeur de R4. Si la résistance de charge R4 est (courant Drain) - Il ignorera que les FET, comme n’im- de 47 000 ohms, pour R2, on pourra porte quel autre composant électro- choisir une valeur de : Pour calculer le courant qui devra par- nique, ont des tolérances, donc, en pre- courir le Drain, on devra utiliser la for- nant 50 FET de même marque et de 47 000 : 10 = 4 700 ohms mule : même sigle, il trouvera 50 caractéris- tiques différentes. 47 000 : 8 = 5 875 ohms Ids = (VR2 : R2) x 1 000 - Une fois les valeurs des résistances Si la valeur de R4 est de 100 000 Si on sait que la VR2 est de 6,55 volts, R2 et R3 calculées, s’il ne disposera ohms, on devra choisir pour R2, une et que l’on choisit pour la R2 une valeur que rarement d’un oscilloscope et d’un valeur de : standard de 4 700 ohms, le Ids sera générateur BF, il ne pourra donc pas égal à : contrôler si le FET est correctement 100 000 : 10 = 10 000 ohms polarisé. (6,55 : 4 700) x 1 000 = 1,393 mA 100 000 : 8 = 12 500 ohms Un instrument Calcul de qui mesure la Vgs Dans le cas où on ne connaîtrait pas la résistance la valeur de R4, on pourrait toujours R3 de la Source Pour résoudre tous ces problèmes, le choisir n’importe quelles valeurs stan- débutant, tout comme l’électronicien dards, c’est-à-dire 3 300, 3 900, 4 700 Pour calculer la valeur de la résistance chevronné” devra réaliser un “Vgs- ou 5 600 ohms. R3 à relier à la Source, on utilisera mètre”, qui servira pour relever la cette formule : valeur de tension exacte à appliquer Calcul de la VR2 sur la Gate d’un FET. R3 = (Vgs : Ids) x 1 000 (tension aux bornes de R2) Si on connaît la valeur Vgs de n’importe Si on insère les données que l’on a quel FET, on peut alors calculer avec Si le “Vgs-mètre” indique que notre FET déjà calculées dans la formule, on une extrême facilité la valeur des deux a une Vgs de 1,9 volt, on pourra cal- obtiendra : 15 V 15 V 5 600 GAIN 4 700 GAIN ohms ohms R2 22,8 fois R2 24,5 fois FT1 6,5 V C2 FT1 6,5 V C2 C1 D C1 D G G S C3 R4 47 000 S C3 R4 100 000 ohms ohms 100 000 R1 R3 100 000 R1 R3 ohms 1 800 ohms 1 200 ohms ohms Figure 501 : En connaissant la valeur de la résistance de Figure 502 : Si la valeur de la résistance de charge R4 était charge (R4 de 47 000 ohms), on pourra choisir une valeur de 100 000 ohms, on devrait choisir une valeur de 10 000 de 4 700 ou 5 600 ohms pour la R2. Donc, si l’on connaît ou de 12 000 ohms pour R2. Si l’on ne connaît pas la valeur la valeur de la “Vgs”, on pourra calculer la valeur ohmique de R4, on pourra choisir des valeurs standards de 4 700 ou de R3. 5 600 ohms. 207ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS (1,9 : 1,393) x 1 000 Pour réduire le gain 5 x 5 = 25 fois = 1 363 ohms Si un gain de 27 ou 29 fois devait être Si on veut augmenter le gain du pre- Etant donné que cette valeur ne fait trop élevé pour notre étage amplifica- mier étage, on pourra relier en paral- pas partie des valeurs standard, on teur, il nous faudrait alors le réduire en lèle à sa résistance R3, un condensa- pourra choisir 1 200 ou 1 500 ohms. insérant simplement en série avec le teur électrolytique, comme illustré sur condensateur électrolytique (voir figure la figure 503. Calcul du 503), un trimmer de n’importe quelle gain du FET valeur comprise entre 10 000 et Et si la résistance 47 000 ohms. Après quoi, on pourra R4 était de Pour le calcul du gain, on doit néces- régler ce trimmer de façon à obtenir le 22 000 ohms ? sairement connaître la valeur Yfs du gain désiré. FET mais comme nous ignorons cette Comme nous l’avons expliqué, la valeur donnée, comment peut-on résoudre un Comme vous êtes peu nombreux, à de la résistance R2 du Drain est très tel problème ? ce stade de votre apprentissage de influencée par la valeur de la résistance l’électronique, à disposer d’un oscil- de charge R4. La valeur de R3 variera En fait, la Yfs d’un FET peut varier d’un loscope, la solution la plus simple également en fonction de cette dernière. minimum de 5 ms jusqu’à un maxi- pour savoir jusqu’à quel niveau on mum de 10 ms. Donc, pour calculer peut amplifier le signal appliqué sur Admettons que la valeur de R4 soit de son gain d’une façon approximative la Gate d’un FET, c’est de régler le cur- 22 000 ohms (voir figure 505) et que acceptable, on pourra prendre une seur de ce trimmer jusqu’à ce que dis- la Vcc soit de 20 volts au lieu de 15 valeur moyenne de 7 ms, en tenant paraisse totalement la moindre dis- volts, comme dans l’exemple précé- toujours compte du fait que le gain torsion du signal dans les enceintes dent. pourrait être inférieur si la Yfs était de ou dans le casque. 5 ms ou supérieur si elle était de Si le “Vgs-mètre” nous indique toujours 10 ms. Une fois le trimmer réglé sur la bonne une valeur Vgs de 1,9 volt, en refaisant position, on mesurera sa résistance à tous nos calculs, on obtiendra les don- Comme vous le savez déjà probable- l’aide d’un ohmmètre, puis on le rem- nées développées dans les para- ment, on calcule le gain d’un FET ayant placera par une résistance fixe de graphes suivants. en parallèle à sa résistance R3, un valeur approximativement égale. condensateur électrolytique, en utili- Calcul de sant la formule : Note : la résistance Pour éviter des distorsions, il est R2 du Drain Gain = [(R2 – R3) x Yfs] : 1 000 conseillé de limiter le gain de chaque étage préamplificateur. Si on souhaite Sachant que la valeur de la R4 est de Si on choisit une valeur de 4 700 ohms obtenir des amplifications importantes, 22 000 ohms, on devra choisir une pour R2 et une valeur de 1 200 ohms il est conseillé d’utiliser deux étages valeur pour R2 au moins 8 ou 10 fois pour R3, on obtiendra un gain de plus amplificateurs (voir figure 504) afin inférieure à celle de R4. ou moins : d’éviter de couper les deux extrémités de la demi-onde positive ou négative, 22 000 : 10 = 2 200 ohms [(4 700 – 1 200) x 7] : 1 000 comme on le voit sur la figure 487. = 24,5 fois 22 000 : 8 = 2 750 ohms Donc, si on doit amplifier 25 fois un (standard 2 700) Si on avait choisi pour R3 une valeur signal, il est préférable d’utiliser deux de 1 500 ohms, on aurait obtenu un étages calculés pour un gain moyen de Parmi ces deux valeurs de 2 200 et de gain de : 5 fois, en fait : 2 700 ohms, on choisira la pre- mière, c’est-à-dire 2 200. [(4 700 – 1 500) x 7] : 1 000 Vcc = 22,4 fois Calcul de la VR2 R2 Si le FET avait une Yfs de 8,5 (tension aux bornes de R2) au lieu de 7, que nous avons C2 choisie comme valeur Sachant que la valeur de la Vgs moyenne, avec une R3 de FT1 = 1,9 volt et que celle de la Vcc 1 200 ohms ou bien de 1 500 est à présent de 20 volts, on ohms, on obtiendrait ces deux C1 D pourra calculer la VR2 en utili- différents gains : G sant la formule : [(4 700 – 1 200) x 8,5] : 10 000 ohms VR2 = (Vcc – Vgs) : 2 1 000 = 29,75 fois S C3 R1 10 µF R3 [(4 700 – 1 500) x 8,5] : Figure 503 : Pour faire varier le gain d’un étage Si on insère les données que 1 000 = 27,20 fois préamplificateur à FET, on pourra insérer un trimmer nous avons obtenues dans la de 10 000 ohms en série avec le condensateur formule, on obtiendra : Comme vous pouvez le consta- électrolytique C3 et le régler jusqu’à obtenir le gain ter, les différences ne sont pas voulu. (20 – 1,9) : 2 si importantes que ça. = 9,05 volts VR2 208ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Calcul du Ids GAIN 5,5 GAIN 4,7 (courant du Drain) 20 V Poursuivons en calculant la valeur du 10 000 R2 4 700 R5 courant qui devra parcourir le Drain, en ohms ohms C3 utilisant la formule : FT1 C2 FT2 Ids = (VR2 : R2) x 1 000 C1 D D Sachant que la VR2 est de 9,05 volts G G et que la résistance R2 est de 2 200 ohms, on obtiendra un Ids de : 100 000 R1 1 800 100 000 R4 1 000 R6 47 000 ohms ohms ohms ohms (9,05 : 2 000) x 1 000 = 4,11 mA ohms R3 Calcul de la résistance Figure 504 : Si l’on veut obtenir des amplifications élevées, il est préférable d’utiliser R3 de la Source deux étages préamplificateurs, puis d’appliquer sur les résistances de Source deux condensateurs électrolytiques, comme sur la figure 503. Pour calculer la valeur de la résistance R3 à relier à la Source, on utilisera Si on souhaite augmenter le gain, on d’une tension de 1,9 volt, on pourra cette formule : peut utiliser pour R2 une valeur de amplifier le signal à appliquer sur la 2 700 ohms, et pour R3, une valeur de Gate jusqu’à obtenir en sortie un signal R3 = (Vgs : Ids) x 1 000 390 ohms (voir figure 506), obtenant sinusoïdal ne dépassant pas les : ainsi un gain de : En insérant les données que nous (15 – 1,9) x 0,8 = 10,48 volts avons déjà dans la formule, on obtien- [(2 700 – 390) x 7] : 1 000 crête à crête dra : = 16,17 fois Note : (1,9 : 4,11) x 1 000 = 462 ohms Si on veut réduire le gain, on pourra uti- On utilise le facteur multiplicateur 0,8 liser une valeur de 1 800 ohms pour pour éviter de couper l’onde sinusoï- Etant donné que la valeur de 462 ohms R2 et de 560 ohms pour R3, en fait : dale sur les deux extrémités, dans le ne fait pas partie des valeurs standard, cas où la VR2 serait légèrement infé- on choisira 470 ohms. [(1 800 – 560) x 7] : 1 000 rieure ou supérieure à la valeur néces- = 8,68 fois saire, en raison de la tolérance des Calcul du gain du FET résistances : Signal maximal En prenant toujours une valeur Yfs pouvant être prélevé VR2 = (Vcc – Vgs) : 2 moyenne de 7 ms, on calculera le gain sur la sortie avec la formule : Si le FET est alimenté à l’aide d’une Pour calculer le signal maximal que l’on tension de 20 volts, on pourra ampli- Gain = [(R2 – R3) x Yfs] : 1 000 pourra prélever sur le Drain d’un FET fier le signal appliqué sur la Gate jus- sans aucune distorsion, on pourra uti- qu’à obtenir en sortie un signal sinu- et donc, le signal appliqué sur la Source liser cette formule : soïdal ne dépassant pas les : sera amplifié de : Signal maxi = (Vcc – Vgs) x 0,8 (20 – 1,9) x 0,8 = 14,48 volts [(2 200 – 470) x 7] : 1 000 crête à crête = 12,11 fois Si le FET est alimenté à l’aide d’une tension de 15 volts et la Vgs à l’aide Nous vous rappelons que pour convertir les volts crête à crête en volts efficaces, 20 V 20 V 2 200 GAIN 2 700 GAIN ohms ohms R2 12,11 fois R2 16,17 fois FT1 9,05 V C2 FT1 9,05 V C2 C1 D G C1 D G S C3 R4 22 000 S C3 R4 22 000 ohms ohms 100 000 R1 R3 100 000 R1 R3 ohms 470 ohms 390 ohms ohms Figure 505 : Avec une valeur de R4 égale à 22 000 ohms, Figure 506 : Pour augmenter le gain du schéma de la figure il serait préférable d’utiliser une valeur de 2 200 ohms pour 505, on pourra utiliser une valeur de 2 700 ohms pour R2 R2 et de 470 ohms pour R3. Avec ces valeurs, on obtiendra et de 390 ohms pour R3. On obtiendra alors un gain de un gain de 12,11 fois. 16,17 fois. 209ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS D D SD G G G S S Figure 507 : “Common Source”. Figure 508 : “Common Drain”. Figure 509 : “Common Gate”. Le signal appliqué sur la Gate est Le signal appliqué sur la Gate est Le signal appliqué sur la Source est récupéré sur le Drain. récupéré sur la Source. récupéré sur le Drain. on devra les diviser par 2,82. Donc, un “Common Source” demi-onde positive appliquée sur la signal de 14,48 volts crête à crête cor- ou Source commune Gate reste positive sur la sortie de la respond à seulement 5,13 volts effi- Source. caces. (voir figure 507) Il en est de même pour la demi-onde Signal d’entrée Dans cette configuration, le signal à négative. maximal amplifier s’applique sur la Gate et se prélève sur le Drain. Avec ce “Common “Common Gate” En connaissant la valeur maximale du Source”, une petite variation de la ten- ou Gate commune signal qu’on pourra prélever sur le Drain sion sur la Gate détermine une grande et le gain de l’étage préamplificateur, variation de la tension du Drain. (voir figure 509) on pourra connaître le signal maximal pouvant être appliqué sur sa Gate, en Le signal amplifié que l’on prélève sur Dans cette configuration, on applique utilisant la formule : le Drain est déphasé de 180 degrés le signal à amplifier sur la Source et par rapport à celui appliqué sur la Gate, on prélève le signal amplifié sur le Signal maxi de Gate c’est-à-dire que la demi-onde positive Drain. = (Vcc : Gain) x 0,8 se transforme en demi-onde négative et vice-versa. Dans le “Common Gate”, une petite Si on a un étage qui amplifie 22,8 fois variation de tension sur la Source déter- un signal en étant alimenté avec une “Common Drain” mine une variation de tension moyenne tension de 15 volts, on pourra appli- ou Drain commun sur le Drain. quer sur son entrée un signal qui ne soit pas supérieur à : (figure 508) Le signal qu’on prélève sur le Drain n’est pas déphasé, c’est-à-dire qu’on (15 : 22,8) x 0,8 = 0,52 volt Dans cette configuration, on applique prélève à nouveau sur le Drain la demi- crête à crête toujours le signal à amplifier sur la onde positive et la demi-onde négative Gate, mais on le prélève sur la qui entrent sur la Source, toujours posi- Si ce FET est alimenté par une tension Source. tive et négative. de 20 volts, on ne pourra pas appli- quer sur son entrée un signal supé- Etant donné que cette configuration ne Lorsque vous aurez appris comment rieur à : permet pas d’amplifier, elle est géné- fonctionne un FET et comment on cal- (20 : 22,8) x 0,8 = 0,7 volt crête à crête ralement utilisée comme étage sépa- cule la valeur des résistances R2 et Les 3 configurations rateur pour convertir un signal à haute R3, vous vous rendrez compte que classiques impédance en signal à basse impé- vous avez franchi un nouveau pas Comme pour les transistors, dans les FET également, le signal à amplifier dance. dans le merveilleux monde de l’élec- peut être appliqué sur la Source et pré- levé sur le Drain, ou bien il peut être tronique. appliqué sur la Gate et prélevé sur la Source. Le signal qu’on prélève sur la Source Ces trois différentes façons d’utiliser n’est pas déphasé, c’est-à-dire que la Comme vous l’aurez constaté, un FET comme étage amplificateur, sont appelées : quelques explications Common Common Common simples, quelques for- Source Drain Gate mules mathématiques Gain en tension moyen nul fort claires et beaucoup Gain en courant moyen moyen nul d’exemples pratiques Gain en puissance fort faible moyen suffisent pour com- Impédance d’entrée moyenne forte faible prendre sans difficulté faible forte même les concepts les Impédance de sortie forte non non plus complexes. Inversion de phase oui Tableau 1 : Ce tableau donne les différentes A suivre… ,caractéristiques obtenues selon la configuration. N G. M. 210ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

NOTES

LEÇON N°20 LE COURS Apprendre l’électronique en partant de zéro Préamplificateur Construction de 3 préamplificateurs BF à FET micro/amp, et réalisation d’un testeur de FET le LX.5015 avec mesure de la Vgs Vous trouverez sur la figure 510a, le Pour compléter le cours sur les transistors à effet de champ (FET), schéma électrique d’un préamplifica- nous vous proposons trois schémas différents de préamplificateurs teur appelé micro/amp qui utilise deux BF, que vous pourrez réaliser pour mettre en pratique ce que vous FET placés en série. venez d’apprendre. Ce circuit présente l’avantage d’am- plifier 50 fois des signaux très faibles, jusqu’à une fréquence maximale de 2 mégahertz, avec un bruit de fond très faible. Pour réaliser ce préamplificateur, on peut utiliser n’importe quel type de FET. Les caractéristiques techniques de ce 20 volts en figure 510c et vous procurer les préamplificateur peuvent être résumées 30 milliampères composants. Vous pourrez également ainsi : 50 fois faire l’acquisition du kit de montage 250 millivolts crête à crête LX.5015, dans lequel vous trouverez Alimentation 10 volts crête à crête tous les composants ainsi que le cir- Consommation 47 000 ohms cuit imprimé percé et sérigraphié. Gain total 20 hertz - 2 mégahertz Signal maximal d’entrée déphasé de 180° Lorsque vous monterez les transistors Signal maximal de sortie FT1 et FT2 sur le circuit imprimé, vous Charge de sortie (R4) 250 : 1 000 = 0,25 volt devrez diriger la partie plate de leur Bande de fréquence crête à crête corps vers la gauche, comme sur la Signal en sortie figure 510b, et lorsque vous monterez Dans le schéma électrique de la figure le condensateur électrolytique C2, vous Même si on a une valeur de tension 510a, on a reporté les deux valeurs de devrez insérer la patte du positif (la d’alimentation de 20 volts dans les tension présentes sur la Gate du FET plus longue) dans le trou indiqué par données techniques, on peut égale- FT1, ainsi que sur la jonction Drain- le symbole “+”. ment alimenter ce préamplificateur avec Source des deux FET FT1 et FT2. Ces une tension comprise entre 12 et 25 tensions sont mesurées par rapport à La photo du prototype de la figure 510d volts. Il faut, toutefois, tenir compte du la masse. vous donnera une idée du montage ter- fait que si on l’alimente avec 12 volts, miné. on ne pourra pas appliquer sur son Vous trouverez sur la figure 510b, le entrée de signaux d’amplitude supé- schéma d’implantation qui vous sera Préamplificateur rieure à 180 millivolts. Dans le cas utile pour connaître la position dans à gain variable, contraire, le signal prélevé en sortie laquelle devront être insérés tous les le LX.5016 sera distordu. composants. Le second schéma que nous vous pro- Comme vous le savez certainement Pour réaliser ce préamplificateur, vous posons sur la figure 511a, présente déjà, pour convertir une tension volts devrez réaliser le circuit imprimé donné l’avantage d’avoir un gain que l’on peut en une tension donnée en millivolt, il est nécessaire de la diviser par 1 000. Un signal de 250 millivolts crête à crête correspond à : 212ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS 20 V S Les connexions du FET J310 vues du GD dessous, c’est-à-dire du côté où les pattes C2 sortent de son corps. J 310 10 V 20 volts R2 D G FT1 C3 S C4 C1 D 10 V FT2 G S R4 ENTRÉE R1 R3 C2 47 000 ohms FT1 FT2 M. M. C3 ENTRÉE R2 SORTIE Figure 510a : Schéma électrique du préamplificateur C1 LX.5015 utilisant deux FET reliés en série et qui prend C4 le nom de “micro/amp”. Comme il est expliqué dans le texte, cet amplificateur peut être alimenté par R1 5105.RX3L d’autres tensions que les 20 volts indiqués dans le schéma, c’est-à-dire qu’il peut être alimenté entre 12 Figure 510b : Schéma d’implantation des composants de et 24 volts. l’amplificateur LX.5015. Liste des composants de l’amplificateur LX.5015 R1 = 1 MΩ 1/4 W R2 = 1 MΩ 1/4 W R3 = 1 MΩ 1/4 W Figure 510c: Dessin du circuit imprimé Figure 510d : Photographie du C1 = 1 µF polyester à l’échelle 1 de l’amplificateur prototype de l’amplificateur C2 = 22 µF électrolytique LX.5015. LX.5015. C3 = 1 µF polyester C4 = 220 nF polyester faire varier de 6 fois minimum jusqu’à Les caractéristiques techniques de ce environ 40 fois maximum, en réglant préamplificateur peuvent être résumées FT1 = FET J310 tout simplement, le curseur du trimmer ainsi : FT2 = FET J310 R6 de 10 000 ohms. Les tensions don- nées dans ce schéma sont mesurées Alimentation 20 volts par rapport à la masse. Consommation 2,5 milliampères Gain variable de 6 à 40 fois En réglant le curseur du trimmer R6 de Signal maximal d’entrée 300 millivolts crête à crête façon à court-circuiter toute sa résis- Signal maximal de sortie 12 volts crête à crête tance, le signal est amplifié 6 fois envi- Charge de sortie (R10) 47 000 ohms ron, alors qu’en réglant le curseur de Bande de fréquence 20 hertz - 2 mégahertz ce trimmer de façon à insérer toute sa Signal en sortie non déphasé résistance, le signal est amplifié envi- ron 40 fois. Ce préamplificateur peut lui aussi être vous procurer les composants. Vous alimenté avec une tension comprise pourrez également faire l’acquisition Il est bien sûr sous-entendu qu’en entre 12 et 24 volts. du kit de montage LX.5016, dans réglant le trimmer à mi-course, on lequel vous trouverez tous les compo- obtient un gain intermédiaire. Vous trouverez sur la figure 511b, le sants ainsi que le circuit imprimé percé schéma d’implantation qui vous sera et sérigraphié. Bien que ce soit un FET de type J310 utile pour connaître la position dans dans la liste des composants, pour laquelle devront être insérés tous les Lorsque vous monterez les transistors réaliser ce préamplificateur, on peut composants. Pour réaliser ce préam- FT1 et FT2 sur le circuit imprimé, vous utiliser n’importe quel autre type de plificateur, vous devrez réaliser le cir- devrez diriger la partie plate de leur FET. cuit imprimé donné en figure 511c et corps vers la gauche, comme sur la 213ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS 20 volts 20 V C2 R2 R7 10,3 V C1 ENTRÉE 11,2 V FT2 C6 FT1 D C2 G C5 R9 D G 2 V C3 S R6 S 2,5 V R10 R2 C3 R7 R1 R4 R5 47 000 M. R4 R8 ohms R3 FT2 C6 C4 FT1 R5 R6 R9 ENTRÉE C1 SORTIE C5 ..3R18.XL C4 M. R1 R3 Figure 511a: Schéma électrique du préamplificateur LX.5016 Figure 511b : Schéma d’implantation des composants de avec gain variable de 6 à 40 fois. l’amplificateur LX.5016. Liste des composants de l’amplificateur LX.5016 Figure 511c: Dessin du circuit imprimé Figure 511d : Photographie du R1 = 47 kΩ 1/4 W à l’échelle 1 de l’amplificateur prototype de l’amplificateur R2 = 15 kΩ 1/4 W LX.5016. LX.5016. R3 = 3,3 kΩ 1/4 W R4 = 150 Ω 1/4 W figure 511b, et lorsque vous monterez liser un de ces différents types : R5 = 1 MΩ 1/4 W les condensateurs électrolytiques, vous BC213, BC308, BC328 ou d’autres R6 = 10 kΩ trimmer devrez insérer la patte du positif (la équivalents. R7 = 4,7 kΩ 1/4 W plus longue) dans le trou indiqué par R8 = 1,2 kΩ 1/4 W le symbole “+”. Les caractéristiques techniques de ce R9 = 1 kΩ 1/4 W préamplificateur peuvent être résumées C1 = 1 µF polyester La photo du prototype de la figure 511d ainsi : C2 = 22 µF électrolytique vous donnera une idée du montage ter- C3 = 10 nF polyester miné. Alimentation C4 = 100 µF électrolytique Consommation C5 = 1 µF polyester Préamplificateur Gain total C6 = 220 nF polyester avec un FET et un Signal maximal d’entrée FT1 = FET J310 transistor, le LX.5017 Signal maximal de sortie FT2 = FET J310 Charge de sortie (R4) Vous trouverez sur la figure 512a, le Bande de fréquence 20 volts schéma électrique d’un préamplifica- Signal en sortie 11 milliampères teur très particulier, avec un faible gain 5 fois mais idéal pour amplifier des signaux Ce préamplificateur peut également être 3,3 volts crête à crête d’amplitude très élevée. Il utilise un alimenté avec une tension comprise 18 volts crête à crête FET ainsi qu’un transistor de type PNP. entre 15 et 24 volts, en tenant compte 47 000 ohms Les tensions données dans ce schéma du fait que si on l’alimente avec 15 volts, 20 Hertz - 1 Mégahertz sont mesurées par rapport à la masse. on ne pourra pas appliquer des signaux non déphasé d’amplitude supérieure à 2,5 volts sur Si ce circuit nous permet d’utiliser n’im- son entrée, car autrement, le signal qu’on utile pour connaître la position dans por te quel type de FET, en ce qui prélèvera sur sa sortie sera distordu. laquelle devront être insérés tous les concerne le transistor PNP, on peut uti- composants. Pour réaliser ce préam- Vous trouverez sur la figure 512b, le plificateur, vous devrez réaliser le cir- schéma d’implantation qui vous sera cuit imprimé donné en figure 512c et vous procurer les composants. Vous pourrez également faire l’acquisition du kit de montage LX.5017, dans lequel vous trouverez tous les compo- sants ainsi que le circuit imprimé percé et sérigraphié. 214ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS 20 V 20 volts C2 R2 R6 19 V R3 TR1 19,6 V R2 E R3 C1 FT1 B C3 G D C C2 S R5 ENTRÉE R1 9.2 V R8 M. FT1 R7 C3 1,9 V R4 R7 47 000 ohms SORTIE ENTRÉE C1 R5 R6 7105.XL TR1 Figure 512a : Schéma électrique du préamplificateur M. LX.5017 utilisant un FET ainsi qu’un transistor PNP. R1 R4 B Figure 512b : Schéma EC Les connexions du transistor PNP d’implantation des BC 328 de type BC328, vues du dessous. composants de Liste des composants de l’amplificateur l’amplificateur LX.5017 LX.5017. Figure 512c: Dessin du circuit imprimé Figure 512d : Photographie du R1 = 1 MΩ 1/4 W à l’échelle 1 de l’amplificateur LX.5017. prototype de l’amplificateur LX.5017. R2 = 330 Ω 1/4 W R3 = 10 kΩ trimmer Lorsque vous insérerez le FET dans le Derniers conseils R4 = 1 kΩ 1/4 W circuit imprimé, vous devrez diriger la R5 = 10 kΩ 1/4 W partie plate de son corps vers la - Lorsque vous insérez les transistors R6 = 100 Ω 1/4 W gauche, de même que pour le transis- dans le circuit imprimé, vous les enfon- R7 = 1 kΩ 1/4 W tor TR1, reconnaissable à l’un de ces cerez de façon à ce que leurs corps se C1 = 1 µF polyester sigles : BC213, BC308 ou BC328. retrouvent à la distance maximale du C2 = 22 µF électrolytique circuit imprimé permise par la longueur C3 = 220 nF polyester Important : de leurs pattes. FT1 = FET J310 Le trimmer TR3, qui se trouve sur le TR1 = Transistor PNP BC328 Drain de ce préamplificateur, devra être - Tous les autres composants, c’est- calibré de façon à pouvoir lire une ten- à-dire les résistances et les conden- dant toujours la gaine de blindage sur sion de 9,2 volts entre le Collecteur de sateurs devront, au contraire, être la masse (voir la broche M), présente TR1 et la masse. enfoncés de façon à ce que leurs sur le circuit imprimé. corps s’appuient sur le circuit Si on alimente le préamplificateur avec imprimé, et après avoir soudé leurs N G. M. une tension de 24 volts, on devra cali- pattes sur les pistes, vous pourrez brer ce trimmer de façon à pouvoir lire couper l’excédent à l’aide de pinces Coût de la réalisation* une tension de 11,2 volts entre le Col- coupantes. lecteur et la masse. Si on alimente le Tous les composants visibles sur la préamplificateur avec une tension de 15 - Lorsque vous appliquerez la tension figure 510b pour réaliser le préam- volts, on devra calibrer ce trimmer de d’alimentation de 20 volts sur les plots plificateur LX.5015, y compris le cir- façon à pouvoir lire une tension de 6,7 du bornier à deux pôles, veillez à ne cuit imprimé percé et sérigraphié : volts. Si on ne règle pas ce trimmer sur pas inverser le négatif avec le positif, 50 F. Le circuit imprimé seul : 10 F. les valeurs de tension indiquées ci-des- car cette erreur risquerait d’endom- sus, le circuit ne fonctionnera pas. Ce mager les transistors. Tous les composants visibles sur la calibrage est nécessaire pour pouvoir figure 511b pour réaliser le préam- polariser correctement le transistor TR1. - Les connexions du signal à appliquer plificateur LX.5016, y compris le cir- sur l’entrée et du signal à prélever sur cuit imprimé percé et sérigraphié : La photo du prototype figure 512d vous la sortie devront être effectuées à 60 F. Le circuit imprimé seul : 10 F. donnera une idée du montage terminé. l’aide de petits câbles blindés, en sou- Tous les composants visibles sur la figure 512b pour réaliser le préam- plificateur LX.5017, y compris le cir- cuit imprimé percé et sérigraphié : 50 F. Le circuit imprimé seul : 10 F. * Les coûts sont indicatifs et n’ont pour but que de donner une échelle de valeur au lec- teur. 215ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Un testeur de FET avec mesure de la Vgs le LX.5018 L’instrument que nous vous présentons ici, est un simple mesureur de Vgs, qui non seulement vous permettra de trou- ver cette donnée indispensable pour pouvoir calculer les valeurs des résistances de Drain et de Source, mais égale- ment de vérifier si le FET que vous possédez est efficace, défectueux ou grillé. our pouvoir calcu- dans un circuit intégré ler la valeur des appelé CD4093 (voir figure résistances à uti- 515). liser avec un FET, la connaissance Les symboles, reconnais- de la Vgs est très utile. sables à leurs sigles IC2/A et C’est le but de cet instru- IC2/B, sont des amplifica- ment de mesure. Il vous per- Figure 513. teurs opérationnels contenus mettra, en outre, de savoir si le dans un circuit intégré appelé FET que vous voulez utiliser est en CD1458 (voir figure 515). bon état de fonctionnement. Les trois portes IC1/A, IC1/C et IC1/D sont utilisées dans Schéma électrique ce circuit afin de réaliser un oscillateur capable de fournir en sortie des ondes carrées à une fréquence d’environ 26 kHz à appliquer, par l’intermédiaire de la résistance R3, Cet instrument sert à contrôler les FET canal N, c’est-à-dire sur la Base du transistor TR1. ceux qui se trouvent normalement montés dans tous les étages préamplificateurs BF et HF. En fait, les FET canal P On trouvera, sur le Collecteur de ce transistor, des impul- sont très rares et peu utilisés. sions positives capables d’atteindre des crêtes de 24 volts qui, en passant à travers la diode DS1, iront charger le Dans le schéma électrique de ce testeur de FET, qui se condensateur électrolytique C3. trouve sur la figure 514, sont représentés deux symboles graphiques encore inconnus de vous, appelés IC1 et IC2. La quatrième porte digitale, IC1/B, reliée à la broche d’en- trée 2 de IC1/A ainsi qu’au condensateur C3, par l’inter- Les symboles, reconnaissables à leurs sigles IC1/A, IC1/B, médiaire de la diode zener DZ1 et la résistance R4, est uti- IC1/C et IC1/D, sont quatre por tes digitales contenues lisée pour maintenir stable la tension de sortie sur la valeur 216ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS C2 S1 C4 9 V C1 R1 5 14 IC1-C JAF1 1 4 DS1 3 6 2 TR1 C7 IC1-A R8 8 10 R3 B C 13 D 11 9 IC1-D E S 7 12 R4 DZ1 C6 IC1-B R6 R2 C3 G 38 1 2 4 IC2-A R7 C5 R5 P1 5 Figure 514 : Schéma électrique de l’instrument capable 6 7 1 2 34 d’indiquer la valeur Vgs exacte d’un FET. 05 Les symboles graphiques indiqués avec le sigle IC1-A, B, C et IC2-B D, sont quatre circuits digitaux contenus dans un même circuit V intégré, tandis que les autres symboles graphiques, IC2-A et B, sont deux amplificateurs opérationnels également contenus V1 dans un même circuit intégré (voir figure 515). de 24 volts, même lorsque la pile, sur signe négatif, on applique une tension l’opérationnel maintient stable la valeur le point d’être déchargée, ne débitera de 7,5 volts qu’on prélèvera à la jonc- de la tension négative appliquée sur la plus 9 volts. tion des deux résistances, R6 et R7. Gate du FET. Les 24 volts positifs prélevés du Par contre, on applique la tension pré- La valeur de cette tension négative condensateur électrolytique C3 sont sente sur le Drain du FET sur la correspond à la Vgs nécessaire au appliqués sur le Drain du FET à contrô- seconde broche d’entrée, la 3, indi- FET que nous examinons pour faire ler par l’intermédiaire de la résistance quée par le signe positif. descendre la tension sur le Drain R8 de 22 000 ohms, tandis que les 9 exactement de la valeur de 15 à 7,5 volts positifs fournis par la pile sont Lorsque la tension présente sur le Drain volts. directement appliqués sur la Source. du FET est supérieure à 7,5, cet ampli- ficateur opérationnel IC2/A permet A présent, on pourrait penser qu’il suf- Si on mesure, à l’aide d’un multimètre, d’appliquer sur la Gate du FET une ten- fit, pour connaître cette valeur Vgs, la tension présente entre le Drain et la sion négative qui, partant d’une valeur d’appliquer entre la Gate et la Source, Source du FET, on ne lira pas 24 volts, de 9 volts, commence à descendre jus- les pointes de touche de n’importe quel mais une tension de seulement 15 qu’à ce que la tension présente sur le multimètre, réglé sur “Volt CC”. volts, car on devra soustraire les 9 volts Drain ne soit plus que d’exactement présents sur la Source aux 24 volts 7,5 volts. Mais, si on connecte les pointes de présents sur le Drain. touche d’un multimètre sur ces deux Dès qu’une tension parfaitement iden- broches, on modifiera la valeur de la Pour polariser la Gate du FET de façon tique à celle disponible sur la broche tension à cause de la basse résistance à ce que la tension présente entre le 2, c’est-à-dire une tension de 7,5 volts, interne du multimètre, et on lira donc Drain et la Source descende exacte- se trouve sur la broche 3 de IC2/A, une valeur erronée. ment à la moitié de la tension d’ali- mentation, c’est-à-dire à : (24 – 9) : 2 = 7,5 volts +V 7 6 5 VCC 13 12 11 10 9 8 B on utilise le circuit intégré opération- EC nel IC2/A. 1 2 3 -V 1 2 3 4 5 6 GND 2N 3725X Comme vous ne savez pas encore com- ment fonctionne un circuit intégré opé- MC 1458 4093 rationnel, signalons brièvement la fonc- tion assurée par IC2/A dans ce circuit. Figure 515 : Connexions vues du dessus des deux circuits intégrés, MC1458 et CD4093, ainsi que celles du transistor 2N3725X, vues du dessous. Remarquez Comme vous pouvez le remarquer, sur l’encoche-détrompeur en forme de U sur le côté gauche des deux circuits intégrés, la broche d’entrée 2, indiquée par le ainsi que le petit ergot métallique du transistor. 217ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Si une tension négative de 1,9 volt se trouve sur la Gate du FET, on lira cette même tension sur le voltmètre relié entre la broche de sortie 7 et la Source. En connaissant la valeur Vgs exacte du FET que nous examinons, on peut cal- culer la valeur ohmique des deux résis- tances à relier au Drain et à la Source du FET, comme nous l’avons expliqué dans les leçons précédentes. Figure 516 : Le circuit imprimé sera directement fixé sur la face avant du boîtier Réalisation pratique par l’intermédiaire des écrous du poussoir P1 et de l’interrupteur S1 (voir figure 522). On placera, sur le côté droit du panneau, le voltmètre de 5 volts à fond Vous trouverez, dans le kit de montage d’échelle. LX.5018, le boîtier percé et sérigraphié, tous les composants ainsi que le cir- Pour éviter cette erreur, on doit néces- tionnel ne modifie pas la tension néga- cuit imprimé double face à trous métal- sairement utiliser un second opéra- tive présente sur la Gate, on peut relier lisés percé et sérigraphié nécessaires tionnel (voir IC2/B), comme simple n’importe quel type de voltmètre ou de à la réalisation de cet instrument qui étage séparateur. Comme cet opéra- multimètre sur sa sortie. vous servira pour mesurer la Vgs de n’importe quel FET. Vous pouvez éga- lement, reproduire le circuit imprimé double face de la figure 518 et vous procurer les composants et un boîtier. Dans ce cas, n’oubliez pas les connexions indispensables entre les PRISE PILE C2 C1 R2 P1 S1 IC1 R4 R1 R5 R7 9V DZ1 TR1 R3 C7 IC2 JAF1 C3 DS1 R6 R8 C6 C5 C4 D GS Figure 517 : Schéma d’implantation des composants du “Vgs-mètre”. Lorsque vous monterez le circuit, placez la bague noire de la diode DS1, l’encoche-détrompeur en forme de U des circuits intégrés ainsi que l’ergot du transistor TR1, comme sur ce dessin. Faites également attention à la polarité positive et négative des deux fils de la prise pile, ainsi que de ceux à relier au voltmètre. 218ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Liste des composants PRISE du LX.5018 PILE R1 = 22 kΩ 1/4 W P1 S1 R2 = 18 kΩ 1/4 W R3 = 1 kΩ 1/4 W VERS 9V R4 = 2,2 kΩ 1/4 W GALVANOMÈTRE R5 = 680 kΩ 1/4 W R6 = 15 kΩ 1/4 W R7 = 15 kΩ 1/4 W R8 = 22 kΩ 1/4 W C1 = 2,2 nF polyester C2 = 100 nF polyester C3 = 47 µF électrolytique C4 = 47 µF électrolytique C5 = 10 µF électrolytique C6 = 22 µF électrolytique C7 = 100 nF polyester DS1 = Diode 1N4150 DZ1 = Zener 22 V 1/2 W JAF1 = Self 1 mH TR1 = Transistor NPN 2N3725X IC1 = CMOS 4093 IC2 = Intégré MC1458 S1 = Interrupteur P1 = Poussoir V1 = Galvanomètre 5 V deux faces. Vous devrez également S GD monter directement les circuits inté- grés, sans support, afin que leurs Figure 518 : Vous devez fixer, sur le côté opposé du circuit imprimé, à gauche, le broches, soudées des deux côtés, poussoir P1, et à droite, l’interrupteur de mise sous tension S1. La couleur des assurent les liaisons nécessaires. douilles est sans importance pourvue qu’elle soit différente pour chacune d’elles. Si vous faites le choix du kit, vous pour- sur DS1, vous trouverez l’inscription Poursuivez le montage en insérant la rez monter les deux supports des cir- 1N4150, petite self JAF1, dont le corps de cou- cuits intégrés IC1 et IC2. Une fois sur DZ1, vous trouverez l’inscription leur bleue porte l’inscription 1K, puis toutes leurs broches soudées sur les ZPD22 ou ZY22. les trois condensateurs électrolytiques, pistes en cuivre, vous pouvez pour- suivre le montage en insérant les quelques résistances ainsi que les condensateurs polyester. Une fois cette opération terminée, insérez la diode au silicium DS1 près de la résistance R6, en dirigeant la bague noire sur son corps vers la résistance, comme sur la figure 517. Placez la diode zener DZ1 entre les deux supports des circuits intégrés IC1 et IC2, en dirigeant sa bague vers la gauche. Si vous avez des difficul- Figure 519 : Dessin des deux faces à l’échelle 1 du circuit imprimé du “Vgs-mètre”. Attention, tés à distinguer la diode si vous réalisez vous-même ce circuit, les trous ne seront évidemment pas métallisés. De ce au silicium DS1 de la fait, chaque pastille du circuit côté P1 et S1 ayant une correspondance avec une pastille du diode zener DZ1, vous circuit côté composants doit être soudée des deux côtés. Ceci interdit l’utilisation de supports pouvez tenter de lire les pour les circuits intégrés. Attention, donc, au sens de montage ! inscriptions qui se trou- vent sur leur corps, une loupe sera d’une aide pré- cieuse : 219ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Comment utiliser l’instrument Pour tester un FET, il est indispensable de connaître la disposi- tion des trois pattes D, G et S, ce qui ne devrait poser aucun problème car, dans tous les schémas électriques où on trouve un FET, la dis- position de ses trois pattes est toujours Figure 520a : Une fois tous les composants Figure 520b : Le même circuit imprimé, vu du vue du dessous, c’est- insérés et soudés sur le circuit imprimé, le à-dire du côté d’où montage se présentera comme sur cette photo elles sortent. du prototype. côté des soudures. Remarquez P1 et S1. Une fois les trois pattes D, G et S iden- tifiées, vous devez les relier aux broches cor- ÉCROU respondantes et, une fois l’instrument FACE AVANT allumé, vous devez RONDELLE simplement appuyer ISOLANTE sur le bouton P1 puis lire sur l’instrument la Figure 521: Avant de fixer les trois P1 valeur de la tension douilles D, G et S, sur le panneau Vgs. RONDELLE ISOLANTE avant du boîtier, vous devrez d’abord retirer les deux écrous et CIRCUIT IC2 - Si le FET est en court- la rondelle isolante de plastique, IMPRIMÉ circuit, l’aiguille de insérer ensuite le corps de la l’instrument déviera douille dans le panneau puis Figure 522 : Le circuit imprimé sera maintenu sur la face complètement à fond remonter par derrière le panneau avant de l’appareil à l’aide des écrous du poussoir P1 et de d’échelle. la rondelle isolante et les deux l’interrupteur S1. écrous. - Si le FET est entière- ment ouvert, l’aiguille en respectant la polarité +/– de leurs R2 et le circuit intégré (CA1458) dans restera immobile sur le 0, ou bien deux pattes. le suppor t le plus petit, en dirigeant déviera légèrement vers la gauche. l’encoche-détrompeur, toujours en Comme vous le remarquerez, sur le cir- forme de U, vers la gauche, c’est-à-dire Signalons que si on inverse les trois cuit imprimé, à côté du trou dans lequel vers le condensateur C7. pattes D-G-S, l’instrument pourra indi- vous devez insérer la broche du posi- quer de façon erronée que le FET est tif, se trouve un signe “+”. Avant de fixer le circuit imprimé sur le court-circuité ou grillé, selon les pattes panneau du boîtier (voir figure 516), que vous aurez inversées. Lorsque vous insérez le transistor vous devez souder les deux fils qui métallique TR1, vous ne devez pas l’en- seront reliés à l’instrument, puis les N G. M. foncer complètement dans le circuit trois fils qui seront reliés aux douilles imprimé, mais vous devez le maintenir D, G et S ainsi que les deux fils de la Coût de la réalisation* surélevé de toute la longueur de ses prise pile, en tenant compte du fait que pattes, en dirigeant le petit ergot- le fil rouge sera soudé sur la piste mar- détrompeur comme indiqué sur la figure quée du signe “+”, et le fil noir, sur la Tous les composants visibles sur la 517. piste marquée du signe “–”. figure 517 pour réaliser le “Vgs- mètre”, y compris le circuit imprimé Les derniers composants à insérer sur Avant d’insérer les trois douilles D, G double face à trous métallisés et le le circuit imprimé sont le bouton P1 et et S, dans le panneau du boîtier, vous boîtier, tous deux percés et sérigra- l’interrupteur S1. devez d’abord retirer les deux écrous phiés : 340 F. Le circuit imprimé seul : ainsi que la rondelle en plastique. 28 F. Après avoir monté tous les compo- Après avoir inséré le corps de la douille sants, vous pouvez insérer le circuit dans le panneau, vous devez insérer * Les coûts sont indicatifs et n’ont pour but intégré IC1 (CD4093) dans le grand à nouveau la rondelle isolante et fixer que de donner une échelle de valeur au lec- support, en dirigeant l’encoche-détrom- le tout à l’aide des écrous (voir figure teur. peur en forme de U vers la résistance 522). 220ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

NOTES

LEÇON N°21 LE COURS Apprendre l’électronique en partant de zéro our vous faire comprendre le Dans cette leçon, nous aborderons les thyristors (SCR) et les triacs. fonctionnement des thyristors Nous vous expliquerons les caractéristiques qui les différencient et des triacs utilisés dans dif- ainsi que leur comportement en présence d’une tension continue ou férents circuits électroniques, d’une tension alternative sur l’anode et sur la gâchette. nous avons imaginé les com- parer à des relais, c’est-à-dire à les c’est-à-dire un cercle à l’intérieur considérer comme s’ils étaient com- duquel se trouve une diode de posés d’une bobine d’excitation et de redressement munie d’une troi- deux contacts mécaniques utilisés A sième patte appelée “gâchette”. comme interrupteurs. Bien entendu, ceci n’est qu’une vue P1 En fait, les thyristors peuvent destinée à faciliter la compréhension. G avoir les mêmes dimensions et Aucune bobine ni aucun contact méca- la même forme qu’un transistor nique ne se trouvent réellement à l’in- K de puissance ordinaire (voir térieur de ces composants ! PILE figure 527). D’autres formes PILE existent également, comme vous Si aucune tension n’est appliquée aux pouvez le voir sur la figure 541. extrémités de la bobine, ses contacts restent ouverts et, par conséquent, Figure 523 : Tout le monde sait qu’un relais Les lettres qui figurent sur les l’ampoule reste éteinte puisque la ten- est composé d’une bobine d’excitation et de trois broches sortant du cercle sion d’alimentation nécessaire ne l’at- deux contacts. Ces derniers ne se ferment indiquent : teint pas (voir figure 523). que si l’on applique une tension suffisante aux bornes de la bobine. A = anode (à relier à la charge) Si on applique une tension aux extré- K = cathode (à relier à la masse) mités de la bobine, le relais sera excité, G = Gâchette (excitation) il fermera automatiquement ses contacts et l’ampoule s’allumera (voir A Sur la figure 525, en série dans figure 524). P1 les circuits de la gâchette et de l’anode, nous avons dessiné une A la différence des relais, qui sont tou- G diode de redressement pour jours très lents à ouvrir et à fermer vous faire comprendre que leurs contacts, les thyristors et les tri- K seules les tensions de polarité acs, par contre, sont très rapides car PILE positive peuvent passer à tra- ils n’ont pas de parties mécaniques en PILE vers ces broches (voir figure mouvement. C’est la raison pour 526). laquelle ils sont très utilisés dans tous les appareils électroniques dans les- Figure 524 : L’ampoule, reliée à la broche A, On applique toujours l’ampoule quels il faut commuter très vite des ten- s’allume dès que l’on appuie sur le poussoir ou le moteur que l’on veut ali- sions et des courants. P1. Si on laisse le poussoir enfoncé, l’ampoule menter sur l’anode. La cathode, reste allumée parce que la tension qui se par contre, est reliée à la Le thyristor trouve sur la broche A passe par la bobine. masse. Le thyristor, ou diode SCR (Silicon cage inverse), est représenté dans les On applique toujours une ten- Controlled Rectifier - redresseur au sili- schémas électriques à l’aide du sym- sion ou une impulsion de polarité posi- cium commandé - thyristor triode à blo- bole graphique visible sur la figure 527, tive sur la gâchette pour pouvoir l’ex- citer. 222ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Dès que le thyristor est excité, à l’in- THYRISTOR A gâchette, ce qui provoque la térieur, l’anode et la cathode sont conduction du thyristor qui fait alors court-circuitées, et dans l’hypothèse P1 s’allumer l’ampoule reliée sur son où une ampoule est reliée à son G anode (voir figure 528-A). anode, elle s’allume. K - Si on relâche le bouton P1, on Sur le corps de chaque thyristor, on PILE remarque que l’ampoule ne peut généralement lire ses réfé- PILE s’éteint pas (voir figure 528-B). rences. Grâce aux caractéristiques fournies par le constructeur, on peut - Pour éteindre l’ampoule, on savoir quelle tension et quel cou- rant maximum il peut accepter, devra retirer la tension d’ali- c’est-à-dire savoir si le thyristor peut être alimenté avec une tension de Figure 525 : Un thyristor se distingue d’un mentation de son anode en 200, 600 ou 800 volts et savoir s’il relais également parce qu’une diode de actionnant l’interrupteur S1 (voir peut être capable d’alimenter des redressement, permettant de laisser passer figure 528-C). circuits qui consomment des cou- seulement les tensions positives, est reliée rants de 5, 8 ou 10 ampères. en série sur la gâchette et sur l’anode. - Si on ferme à nouveau l’inter- Signalons qu’un thyristor de 600 ou 800 volts 10 ampères fonctionne éga- rupteur S1, l’ampoule reste éteinte lement avec des tensions et des cou- rants inférieurs. On pourra donc tran- quer sur sa gâchette une tension car le thyristor, pour redevenir conduc- quillement l’alimenter avec des tensions de 50, 20, 12 ou 4,5 volts et capable de fournir un courant suffisant. teur doit recevoir la tension positive relier, sur son anode, des circuits qui consomment des courants de seule- nécessaire à l’excitation sur sa ment 0,5 ou 0,1 ampère. Les thyristors les plus sensibles peu- gâchette (voir figure 528-A). Si on alimente un thyristor avec une tension de 12 volts, on devra relier une vent être excités avec des courants de ampoule ou n’importe quelle autre charge fonctionnant avec une tension gâchette de 5 ou 10 mA. - Si on applique une tension de pola- de 12 volts sur son anode. rité négative sur la gâchette (voir Si on l’alimente avec une tension de 220 volts, on devra évidemment relier Les moins sensibles peuvent être exci- figure 529-A) et que l’on appuie une ampoule ou n’importe quelle autre charge fonctionnant avec une tension tés avec des courants de 20 ou ensuite sur le bouton P1, le thyristor de 220 volts sur son anode. 30 mA. ne sera pas excité, même si l’anode Pour exciter un thyristor et le faire pas- ser en conduction, il faut toujours appli- est alimentée avec une tension posi- Sur un thyristor, on peut appliquer soit tive. une tension continue, soit une tension alternative. On obtient, dans chaque - Si on applique une tension de pola- cas, un fonctionnement complètement rité positive sur la gâchette et que dif férent. l’on applique une tension de polarité négative sur son anode (voir figure Le thyristor alimenté 529-B), lorsque l’on appuie sur le avec une tension continue bouton P1, le thyristor ne sera pas Si on alimente l’anode et la gâchette excité. d’un thyristor avec une tension de pola- rité positive (voir figure 528), on obtien- Ceci étant posé, vous comprenez main- dra ceci : tenant que pour exciter un thyristor, il est indispensable que ce soit une ten- - Lorsque l’on appuie sur le bouton P1, sion positive qui soit appliquée sur son une impulsion positive arrive sur la anode et que se soit une impulsion positive qui soit appliquée sur sa gâchette. Le thyristor alimenté avec une tension alternative Si on alimente l’anode d’un thyristor avec une tension alternative et sa gâchette avec une tension continue positive, on obtiendra ceci : - En appuyant sur le bouton P1, le thy- ristor deviendra instantanément conducteur et fera s’allumer l’am- poule (voir figure 530-A). - En relâchant le bouton P1, contrai- rement à ce qui se passe avec l’ali- mentation continue, l’ampoule s’éteint (voir figure 530-B). Cela s’explique du fait que la sinu- soïde de la tension alternative, comme vous le savez déjà, est composée de demi-ondes positives et de demi-ondes négatives. Donc, lorsque la polarité 223ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS A DS1 DS1 Figure 526 : Si on applique le positif d’une pile sur une diode reliée comme sur cette figure, l’ampoule s’allume. Si, au contraire, on applique le négatif, l’ampoule reste éteinte. PILE G PILE K THYRISTOR KAG KAG Figure 527 : A gauche, le symbole graphique du thyristor et, à droite, tel qu’il est en réalité avec ses trois broches, A (anode), K (cathode) et G (gâchette). de cette tension s’inverse, on obtient bornes et elle émettra donc moins de - Si on relâche le bouton P1, l’ampoule le même résultat que sur la figure lumière. ne s’éteint pas, car on obtient le 529-B, c’est-à-dire lorsque le pôle même résultat que celui illustré sur négatif de la pile est alors dirigé vers En alimentant l’anode et la gâchette la figure 528-B. l’anode. d’un thyristor avec une tension alter- native, comme sur la figure 531, on Le triac Pour pouvoir toujours maintenir allu- obtiendra ceci : mée l’ampoule reliée à un thyristor ali- Le triac (TRIode Alternate Current - mentée avec une tension alternative, - Si on appuie sur le bouton P1 placé triode bidirectionnelle commandée) est on devra toujours garder le bouton P1 sur la gâchette, l’ampoule s’allume représenté, sur les schémas élec- enfoncé (voir figure 530-A). (voir figure 531-A), parce que les triques, avec le symbole graphique de demi-ondes positives de la tension la figure 533, c’est-à-dire avec un cercle Comme les thyristors ne deviennent alternative nous permettent d’obte- dans lequel se trouvent deux diodes conducteurs que lorsque la demi-onde nir le même résultat que celui illus- de redressement placées en opposi- positive se trouve sur leur anode, l’am- tré sur la figure 528-A. tion de polarité et munies d’une troi- poule ne recevra que la moitié de la sième patte appelée gâchette. tension. - Dès que l’on relâche le bouton P1 (voir figure 531-B), l’ampoule s’éteint En fait, les triacs peuvent avoir les Donc, si l’on relie une ampoule de 12 parce que lorsque la demi-onde néga- mêmes dimensions et la même forme volts à l’anode du thyristor, et que l’on tive de la tension alternative atteint qu’un transistor de puissance ordinaire alimente le circuit avec une tension l’anode, on obtient le même résultat (voir figure 533). D’autres formes exis- alternative de 12 volts, l’ampoule ne que celui que nous avons représenté tent également, comme vous pouvez recevra qu’une tension de 6 volts. sur la figure 529-B. le voir sur la figure 542. Pour allumer une ampoule avec une Si on alimente seulement la gâchette Les lettres qui se trouvent sur les trois tension alternative de 12 volts, on avec une tension alternative et l’anode broches sortant de ce cercle signifient : devra appliquer une tension alternative avec une tension continue, comme sur de 24 volts sur l’anode du thyristor. la figure 532, on obtient ce résultat : A1 = anode de la diode 1 A2 = anode de la diode 2 Si on relie une ampoule de 220 volts - Lorsque l’on appuie le bouton P1 et G = gâchette d’excitation pour les deux sur l’anode du thyristor, et qu’on ali- que la demi-onde positive de la ten- mente le circuit avec une tension sion alternative atteint la gâchette, diodes alternative de 220 volts, l’ampoule le thyristor est excité et provoque l’al- s’allumera comme si une tension de lumage de l’ampoule reliée à son Comme on peut le voir sur la figure 534, 110 volts était appliquée à ses anode. où nous avons représenté un triac A B C A A A S1 S1 S1 P1 P1 P1 G G G K K K PILE PILE PILE PILE PILE PILE Figure 528 : Si on dirige le positif d’une pile vers la gâchette d’un thyristor et le positif d’une seconde pile vers l’ampoule reliée à l’anode, il suffira d’appuyer sur le poussoir P1 pour la faire s’allumer (voir A). Si on relâche le poussoir, l’ampoule ne s’éteindra pas (voir B). Pour l’éteindre, il faut retirer la tension qui se trouve sur l’anode par l’intermédiaire de l’interrupteur S1 (voir C). 224ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS comme s’il s’agissait d’un relais, nous A B avons dessiné deux diodes de redres- sement placées en opposition de pola- A A rité reliées à l’anode, pour vous faire comprendre qu’une diode sert à laisser P1 P1 passer seulement les tensions de pola- G G rité positive et l’autre diode, seulement K K les tensions de polarité négative. PILE PILE L’anode 1 doit toujours être reliée à la masse. PILE PILE On relie toujours l’ampoule ou le moteur Figure 529 : Si l’on dirige le négatif d’une pile vers la gâchette, en appuyant sur que l’on veut alimenter à l’anode 2. le poussoir P1, l’ampoule ne s’allume pas (voir A). Il se produit la même chose si on relie le négatif de la seconde pile sur l’anode (voir B). Il faut toujours appliquer une tension sur la gâchette pour pouvoir l’exciter, A B peu importe si elle est de polarité posi- tive ou négative. A A P1 P1 Donc, la gâchette d’un triac, contrai- rement à celle d’un thyristor, peut être G G excitée soit par une tension positive, K TENSIONE K TENSIONE soit par une tension négative. ALTERNATIVE ALTERNATIVE Lorsque l’on acquiert un triac, il suffit PILE de vérifier les caractéristiques fournies PILE par le constructeur par rapport aux réfé- rences marquées sur son corps, pour Figure 530 : Si on alimente l’anode à l’aide d’une tension alternative et que l’on connaître la tension et le courant maxi- dirige ensuite le positif d’une pile vers la gâchette (voir A), en appuyant sur P1, mal avec lesquels il peut travailler, l’ampoule s’allume, mais dès que l’on relâche le poussoir, elle s’éteint c’est-à-dire pour savoir si le triac peut immédiatement (voir B). être alimenté avec une tension de 200, 600 ou 800 volts et si on peut relier A A B A des charges qui absorbent des cou- G G rants de 5, 8 ou 10 ampères sur son P1 P1 anode 2. K TENSIONE K TENSIONE ~ ALTERNATIVE ~ ALTERNATIVE Signalons qu’un triac de 600 ou 800 volts 10 ampères fonctionne également avec des tensions et des courants infé- rieurs. On pourra donc l’alimenter avec des tensions de 50, 20, 12 ou 4,5 volts et on pourra relier, sur son anode 2, des circuits ne consommant que des courants de 2, 0,5 ou 0,1 ampères. Si on alimente un triac à l’aide d’une Figure 531 : Si on alimente la gâchette et l’anode du thyristor à l’aide d’une tension tension de 12 volts, on devra relier en alternative, dès que l’on appuiera sur le poussoir P1, l’ampoule s’allumera (A), série, sur son anode 2, une ampoule mais dès qu’on le relâchera, l’ampoule s’éteindra, comme dans le cas de la figure ou n’importe quelle autre charge fonc- 530. tionnant avec une tension de 12 volts. Si on alimente un triac à l’aide d’une A A S1 B A S1 tension de 220 volts, on devra relier en série, sur son anode 2, une ampoule P1 G P1 G ou n’importe quelle autre charge fonc- K K tionnant avec une tension de 220 volts. ~ ~ PILE Pour exciter un triac, il faut appliquer PILE sur sa gâchette une tension ou des impulsions capables de lui fournir le courant nécessaire à le rendre conduc- teur. Les triacs les plus sensibles peuvent Figure 532 : Si on alimente seulement la gâchette à l’aide d’une tension alternative être excités à l’aide d’un courant de 5 (voir A), en appuyant sur P1, l’ampoule s’allume mais ne s’éteint pas si on relâche ou 10 mA seulement. le poussoir. Pour pouvoir éteindre l’ampoule, il faudra ouvrir l’interrupteur S1. 225ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Les moins sensibles peuvent A2 - Si on relâche le bouton P1, être excitées à l’aide d’un l’ampoule ne s’éteint pas courant de 20 ou 30 mA. G A1 A2 G A1 A2 G mais reste allumée (voir A1 figure 536-B). Voici en résumé les dif fé- rences existant entre un thy- TRIAC - Si on désire éteindre l’am- ristor et un triac : poule, on devra retirer la Figure 533 : A gauche, le symbole graphique du triac et à tension d’alimentation de Le thyristor n’est excité que droite, tel qu’il est en réalité avec ses trois broches A1 l’anode 2 en actionnant l’in- si une polarité positive se (anode 1), A2 (anode 2) et G (gâchette). terrupteur S1 (voir figure trouve sur son anode et uni- 536-C). quement lorsqu’on applique TRIAC A2 DS2 une tension de polarité posi- DS1 - Si on actionne à nouveau tive sur sa gâchette. l’interrupteur S1, l’ampoule P1 reste éteinte parce que, Le triac peut être excité en G pour être conducteur, le appliquant soit sur sa PILE triac doit à nouveau rece- gâchette, soit sur ses PILE voir une tension d’excita- anodes 1 et 2, une tension A1 tion sur sa gâchette. continue ou alternative, en obtenant dans les deux cas Figure 534 : Un triac se distingue d’un thyristor parce que Si on applique une tension un fonctionnement complè- deux diodes de redressement sont reliées en série sur l’anode négative sur la gâchette, tement différent. et placées en opposition de polarité. Une diode laissera comme sur la figure 537-A, passer seulement les tensions positives et l’autre, seulement dès que l’on appuie sur le Le triac les tensions négatives. bouton P1, le triac est excité alimenté avec et l’ampoule s’allume à nou- une tension continue DS1 DS1 veau. Si on place, en série sur l’anode 2, une ampoule DS2 DS2 Si on inverse la polarité de reliée au positif de l’alimen- la pile sur l’anode 2 (voir tation, pour rendre ce triac Figure 535 : On peut donc appliquer sur les diodes DS1 et figure 537-B), en appuyant conducteur, on devra appli- DS2, soit une tension “continue” avec polarité positive ou sur P1, l’ampoule s’allume quer une tension de polarité négative soit une tension “alternative”, parce que si la diode à nouveau, parce qu’à l’in- positive ou négative sur sa DS1 n’est pas conductrice, ce sera alors la diode DS2 qui térieur d’un triac, il y a deux gâchette. le sera, ou vice-versa. diodes en opposition de pola- PILE rité. Si on alimente l’anode 2 et PILE la gâchette à l’aide d’une ten- Par conséquent, si ce n’est sion positive (voir figure 536), pas la diode 1 qui est on obtiendra ce résultat : conductrice, c’est donc la diode 2. - Lorsqu’on appuie sur le bouton P1, une impulsion Pour désactiver un triac ali- positive arrive sur la menté par une tension conti- gâchette, le triac devient nue, il faut toujours retirer la alors conducteur et pro- tension de l’anode 2 par l’in- voque l’allumage de l’am- termédiaire de l’interrupteur poule reliée à l’anode 2 S1, comme nous l’avons fait (voir figure 536-A). pour les thyristors. A B C A2 A2 A2 S1 S1 S1 P1 P1 P1 G G G A1 A1 A1 PILE PILE PILE PILE PILE PILE Figure 536 : Si on dirige le positif d’une pile vers la gâchette d’un triac et le positif d’une seconde pile vers l’ampoule reliée à l’anode 2, il suffira d’appuyer sur le poussoir P1 pour la faire s’allumer (voir A). Si on relâche le poussoir, l’ampoule ne s’éteindra pas (voir B). Pour l’éteindre, il faut retirer la tension qui se trouve sur l’anode 2 par l’intermédiaire de l’interrupteur S1 (voir C). 226ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Le triac alimenté A B à l’aide d’une tension alternative Si on alimente l’anode 2 à l’aide d’une A2 A2 tension alternative, on obtiendra ceci : S1 S1 - Si on applique une tension positive P1 P1 (voir figure 538-A), ou une tension G G négative, sur la gâchette, dès que A1 A1 l’on appuie sur le bouton P1, le triac PILE devient immédiatement conducteur PILE et l’ampoule s’allume. PILE PILE - Si on relâche le bouton P1, l’ampoule Figure 537 : Si l’on dirige le négatif d’une pile vers la gâchette, puis que l’on appuie s’éteint car, lorsque la sinusoïde de sur le poussoir P1, l’ampoule s’allume (voir A) et la même chose se produit si on la tension alternative passe de la relie le négatif de la seconde pile sur l’anode (voir B). demi-onde positive à la demi-onde négative, pendant une fraction de A B seconde, la tension passe par une valeur de 0 volt sur l’anode 2. On A2 A2 obtient alors le même résultat que si S1 S1 on ouvrait l’interrupteur S1. P1 P1 - Si on veut garder l’ampoule toujours G G allumée, on doit garder le bouton P1 A1 TENSIONE A1 TENSIONE enfoncé. ALTERNATIVE ALTERNATIVE PILE Contrairement au thyristor sur la sor- PILE tie duquel on ne peut prélever qu’une tension égale à la moitié de celle d’ali- Figure 538 : Si on alimente l’anode à l’aide d’une tension alternative et que l’on mentation, sur la sortie d’un triac, ali- appuie sur P1, l’ampoule s’allume, que la pile soit reliée à la gâchette par son mentée à l’aide d’une tension alterna- positif ou par son négatif (voir A et B). tive, on prélève toujours la tension d’alimentation totale parce que ce com- A A2 B A2 posant est conducteur, aussi bien avec S1 S1 les demi-ondes positives qu’avec les P1 P1 demi-ondes négatives. G G ~ A1 TENSIONE ~ A1 TENSIONE Donc, si on relie une ampoule de 12 ALTERNATIVE ALTERNATIVE volts à l’anode 2 du triac et qu’on ali- mente le circuit à l’aide d’une tension Figure 539 : Si on alimente la gâchette et l’anode 2 du triac à l’aide d’une tension alternative de 12 volts, l’ampoule rece- alternative, dès que l’on appuiera sur le poussoir P1, l’ampoule s’allumera (A), vra la tension totale de 12 volts. mais dès qu’on le relâchera, l’ampoule s’éteindra immédiatement. Si on relie une ampoule de 220 volts A A2 B A2 à l’anode 2 du triac et qu’on alimente S1 S1 le circuit à l’aide d’une tension de 220 P1 P1 volts, l’ampoule recevra la tension G G totale de 220 volts. ~ A1 ~ A1 Si on alimente l’anode ainsi que la PILE gâchette à l’aide d’une tension alter- PILE native (voir figure 539), on obtient ceci : - Si on appuie sur le bouton P1 appli- qué sur la gâchette, l’ampoule s’al- lume car, en présence de demi-ondes positives ou négatives, on a toujours l’une des deux diodes, placées en opposition de polarité, qui laisse pas- ser la tension, comme nous l’avons illustré sur les figures 537 et 538. - Dès que l’on relâche le bouton P1, Figure 540 : Si on alimente seulement la gâchette à l’aide d’une tension alternative l’ampoule s’éteint car, lorsque la sinu- (voir A) et que l’on appuie sur P1, l’ampoule s’allume mais ne s’éteint pas si on soïde de la tension alternative inverse relâche le poussoir. Pour éteindre l’ampoule, il faudra ouvrir l’interrupteur S1 sa polarité, la tension présente sur (voir B). l’anode 2 passe, pendant une frac- 227ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Figure 541 : Il existe des thyristors de puissance utilisés Figure 542 : Les triacs de puissance ont également un corps dans le domaine industriel ayant la forme d’un boulon. Ces semblable à celui des thyristors. Pour savoir si un tel composants sont capables d’alimenter des circuits qui composant est un thyristor ou un triac, il suffit d’alimenter consomment jusqu’à 50 ou 100 ampères. La vis de ce boulon son anode à l’aide d’une tension négative de 12 volts. Si est la cathode (K), la broche la plus longue, l’anode (A) et l’ampoule ne s’allume pas (voir figure 529), c’est un thyristor, la plus courte, la gâchette (G). alors que si elle s’allume (voir figure 537), c’est un triac. tion de seconde, par une valeur de 0 Les thyristors et La partie filetée est, en général, fixée volt. On obtient alors la même chose les triacs de puissance sur un châssis métallique ou sur un que si on ouvrait un instant l’inter- radiateur adéquat grâce à un écrou. rupteur S1. Nous avons dessiné, sur les figures 527 et 533, la représentation sché- Sur la partie supérieure, la broche la Si on alimente seulement la gâchette matique des thyristors et des triacs en plus fine est toujours la gâchette, tan- à l’aide d’une tension alternative et mesure d’alimenter des circuits qui dis que la broche la plus grosse est l’anode à l’aide d’une tension conti- consomment des courants ne dépas- l’anode (A) s’il s’agit d’un thyristor ou nue, comme sur la figure 540, on sant pas 10 ampères, ce qui est le cas bien l’anode 2 (A2) s’il s’agit d’un obtient alors ceci : le plus fréquent. triac. - Lorsque l’on appuie sur le bouton P1 Il existe des thyristors et des triacs uti- Pour conclure et que la demi-onde positive de la lisés dans le domaine industriel, tension alternative atteint la gâchette, capables d’alimenter des circuits qui Dans les prochains cours, nous vous le triac est excité et provoque l’allu- consomment des courants très élevés proposerons d’abord un circuit didac- mage de l’ampoule reliée à son de 50 ou même de 100 ampères. tique qui vous permettra de mettre en anode. application ce que vous venez d’ap- Le corps de ces composants de puis- prendre puis deux réalisations inté- - Si on relâche le bouton P1, l’ampoule sance, comme vous pouvez le consta- ressantes mettant en œuvre thyristors ne s’éteint pas car il advient alors la ter sur les figures 541 et 542, a la et triacs. même chose que sur la figure 536- forme d’un gros boulon métallique muni B. de deux broches de sortie. N G. M. 228ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

NOTES

LEÇON N°22 LE COURS Un circuit didactique pour thyristor et triac le LX.5019 Rien n'est meilleur, pour assimiler le fonctionnement d'un compo- sant, que de le voir fonctionner. Ce montage didactique, tout simple, vous permettra de comprendre ce qui différencie un thyristor d'un triac. Il vous permettra également de mieux saisir le comportement de ces composants selon qu'ils sont alimentés par une tension conti- nue ou par une tension alternative. ous l'avons déjà Les tensions redres- écrit mais nous sées sont filtrées par ne le répéterons les deux condensa- jamais assez, teurs électrolytiques C1 la théorie ne et C2, pour obtenir une sert pas à grand-chose tension par faitement sans la pratique ! Le continue, de polarité montage décrit dans positive, sur la diode DS1 ces lignes vous per- et de polarité négative sur mettra de tester \"gran- la diode DS2. deur nature\" ce que nous avons étudié Sur une seule extrémité du dans la précédente Figure 542. secondaire et avant la diode leçon. de redressement DS1, on pré- lève une tension alternative de Le schéma électrique 12 volts qui servira à alimenter, par l'intermédiaire du com- mutateur S2, les anodes A du thyristor et A2 du triac et, par l'intermédiaire du commutateur S3, les gâchettes de ces Nous commençons la description du schéma électrique, deux composants. présenté sur la figure 543, par le transformateur T1, muni d'un enroulement primaire à relier aux 220 volts secteur et Les trois tensions de polarité positive, négative ou alter- d'un secondaire à point milieu capable de fournir une ten- native atteindront les deux commutateurs rotatifs S2 et S3. sion de 2 x 12 volts. En réglant le commutateur S2 sur la position 1, les anodes La prise centrale de ce transformateur est utilisée pour ali- du thyristor et du triac sont alimentées à l'aide d'une ten- menter aussi bien la cathode K du thyristor que l'anode A1 sion négative. du triac. En réglant le commutateur S2 sur la position 2, les anodes Deux diodes de redressement DS1 et DS2 sont reliées aux du thyristor et du triac sont alimentées à l'aide d'une ten- deux extrémités des 2 x 12 volts de ce transformateur. sion positive. La diode DS1 est utilisée pour redresser seulement les En réglant le commutateur S2 sur la position 3, les anodes demi-alternances positives de la tension alternative et la du thyristor et du triac sont alimentées à l'aide d'une ten- diode DS2, seulement les demi-alternances négatives. sion alternative. 230ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS En réglant le commuta- S2 S3 teur S3 sur la position 1, les gâchettes du thyristor R2 R3 R4 R5 R6 R7 et du triac sont alimen- tées à l'aide d'une ten- 12 V ALTERNATIF 2 2 KAG sion négative. 12 V POSITIFS THYRISTOR 12 V NÉGATIFS ~ ~ En réglant le commuta- A1 A2 G teur S3 sur la position 2, 1 C3 1 C3 TRIAC les gâchettes du thyristor et du triac sont alimen- LP1 S4 LP2 tées à l'aide d'une ten- sion positive. R1 DL1 En réglant le commuta- T1 DS1 A A2 P1 teur S3 sur la position 3, K les gâchettes du thyristor S1 C1 SCR1 TRC1 et du triac sont alimen- tées à l'aide d'une ten- G G sion alternative. A1 SECTEUR C2 R8 R9 220 V En utilisant ces commu- AK tateurs, on peut obtenir toutes les combinaisons DS2 DIODE AK nécessaires pour vérifier LED si un thyristor ou un triac Figure 543 : Schéma électrique du circuit et, à droite, connexions d'un thyristor, d'un triac, ainsi que d'une diode LED. fonctionne comme il est indiqué dans le texte. recouver tes d'un vernis-réser ve et il doit être dirigée vers la droite et celle La tension prélevée sur le curseur du est sérigraphié, ce qui réduit considé- de C2, vers la gauche. commutateur S2, en passant à travers rablement les risques d'erreurs. l'interrupteur S4, sera appliquée sur Poursuivez le montage en plaçant le thy- les ampoules de 12 volts, LP1 et LP2 Avant de commencer, nous vous ristor, sur le corps duquel vous trouve- reliées au thyristor et au triac. L'inter- conseillons de raccourcir de 14 mm les rez la référence TYN808 sur le côté droit rupteur S4 nous ser vira à couper la axes des deux commutateurs rotatifs, du circuit imprimé et le triac, référencé tension lorsque, une fois les deux com- S2 et S3. Dans le cas contraire, les bou- BTA10, sur le côté gauche du circuit. posants alimentés avec une tension tons resteraient trop éloignés de la face continue, on voudra éteindre les deux avant, ce qui manquerait d'esthétique. Comme vous pouvez le voir sur la figure ampoules. 544 ainsi que sur les photos, vous Une fois cette opération effectuée, vous devez diriger le côté métallique de ces La tension prélevée sur le curseur du pouvez fixer les deux commutateurs sur deux composants respectivement vers commutateur S3 arrive sur le poussoir le circuit imprimé, puis relier, à l'aide les sorties de LP1 et LP2. P1. Si on appuie ce dernier, le courant de petits morceaux de fil, les quatre d'excitation nécessaire atteindra les broches visibles sur la figure 544 aux Vous insérerez également le transfor- gâchettes du thyristor et du triac. trous présents sur le circuit imprimé. mateur d'alimentation T1 de ce côté-ci du circuit imprimé. La diode LED DL1, accompagnée de sa Les commutateurs sont des 4 circuits résistance série R1, est reliée entre les 3 positions. Un seul circuit est utilisé. Vous pouvez, à présent, retourner le deux extrémités du secondaire Veillez à ne pas relier, par erreur, le fil circuit imprimé et insérer tous les com- redressé. Elle est utilisée comme marqué \"C\" au commun d'un circuit dif- posants de la figure 547. témoin de présence du courant secteur. férent de celui prévu car, dans ce cas- là, le montage ne fonctionnera pas. En haut, montez les deux douilles des Réalisation pratique ampoules, en bas, les deux interrup- Vous pouvez ensuite insérer, dans les teurs à levier S1 et S4 et, au centre, trous correspondants du circuit imprimé le bouton poussoir P1 ainsi que la Pour réaliser ce montage didactique, les résistances R1, R2 et R3, ainsi que diode LED. vous devrez d'abord réaliser ou vous les deux diodes DS1 et DS2 en res- procurer le circuit imprimé double face pectant leur polarité. (voir figure 544). En ce qui concerne la diode LED (voir et réunir tous les composants de la figure 543), faites attention à bien insé- liste. Si vous choisissez de réaliser Toujours sur ce même côté du circuit rer la broche la plus courte dans le trou vous-même le circuit double face, n'ou- imprimé, insérez le bornier à 2 pôles de gauche, indiqué par la lettre \"K\" (voir bliez pas de souder des deux côtés les pour le cordon d'alimentation du sec- figure 547). Si vous inversez les deux composants ayant des pistes sur les teur 220 volts, puis les deux conden- broches K et A, la diode LED ne s'al- deux faces. Pour le poussoir, n'oubliez sateurs électrolytiques C1 et C2, en lumera pas. pas les \"vias\". N'oubliez pas non plus respectant la polarité de leurs broches. de raccorder entre elles les pistes Comme vous le savez probablement Lorsque vous insérez le poussoir P1, devant l'être. Le circuit professionnel déjà, la broche la plus longue est tou- vous devez vous assurer que le méplat est à trous métallisés, les pistes sont jours le positif, donc la broche + de C1 de son corps soit bien dirigé vers le 231ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS SECTEUR 220 V LP2 T1 C1 TRIAC ...31.XL LP1 TRC1 THYRISTOR DS1 DS2 SCR1 R9 DL1 C2 R8 S3 DL1 A K C. S2 R3 S1 S4 R4 R1 C. R7 P1 R2 R6 R5 Figure 544a : Schéma d'implantation des composants du circuit didactique. Pour distinguer le thyristor du triac, vous devrez contrôler la référence marquée sur leur corps. Le thyristor se distingue par la référence TYN808, tandis que le triac porte la référence BTA10. Comme vous pouvez le voir sur le dessin, les broches centrales des inverseurs S1 et S4 sont reliées, à l'aide d'un morceau de fil, à la broche du haut sur le dessin afin de les transformer en simples interrupteurs. Comme les commutateurs rotatifs S3 et S2 sont composés de 4 circuits à 3 positions, vous devrez relier le fil C (commun) à la broche du circuit choisi, les autres étant inutilisés. Afin d'éviter les erreurs, respectez les connexions telles qu'elles se présentent sur le dessin. bas, comme on peut le voir sur la figure 547. Si vous dirigez différemment ce méplat, vous ne pourrez pas exciter les gâchettes du thyristor et du triac. Si vous avez fait l'acquisition du boîtier, il faut d'abord poser le circuit imprimé au dos de la face avant et marquer les 4 trous. Percez ensuite, au centre de chaque marquage 1 trou de diamètre 3,5 mm. Vous pouvez maintenant vis- ser les 4 entretoises en laiton de 5 mm sur le circuit imprimé. Ne serrez pas les vis à fond. Fixez le circuit imprimé à la face avant, réglez l'équerrage au mieux et serrez les 8 vis. Vous devrez également percer un trou Figure 545 : Photo du circuit imprimé sur l'arrière du boîtier afin de permettre et de tous ses composants vu du côté \"arrière\". le passage du cordon d'alimentation. N'oubliez pas d'ébarber le trou avec un Mettez en place les boutons des com- le circuit. Terminez en vissant les deux foret de fort diamètre et de faire un mutateurs en faisant coïncider leurs ampoules dans leurs douilles res- nœud au cordon, côté intérieur évi- symboles \"I\" avec le signe + gravé sur pectives. demment, pour éviter son arrachement accidentel. 232ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Figure 544b : Dessin, à l'échelle 1, du circuit imprimé côté \"avant\". Figure 544c : Dessin, à l'échelle 1, du circuit imprimé côté \"arrière\". Après une sérieuse vérification, com- - position 1 = tension négative, - sur \"OFF\", les ampoules seront décon- mencez à tester votre circuit. - position 2 = tension positive, nectées. - position 3 = tension alternative. La phase de test Le commutateur de droite, marqué L'inverseur marqué \"AMPOULES\" sur \"GACHETTES\", sert à alimenter les Le commutateur de gauche (voir photo la face avant du boîtier est S4. En posi- gâchettes du thyristor et du triac, de la de début d'article), marqué \"ANODE\", tionnant le levier : façon suivante : sert à alimenter les anodes du thyris- tor et du triac de la façon suivante : - sur \"ON\", les ampoules seront - position 1 = tension négative, connectées aux anodes, - position 2 = tension positive, 233ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Liste des composants Figure 546 : Vous devez fixer le circuit imprimé sur du LX.5019 la face avant du boîtier à l'aide de quatre entretoises métalliques de 5 mm. R1 = 1,2 kΩ 1/4 W Divers : Coût de la réalisation* R2 = 4,7 Ω 1/2 W R3 = 4,7 Ω 1/2 W 2 Douilles pour ampoules Tous les composants visibles sur les R4 = 4,7 Ω 1/2 W 2 boutons pour axe de 6 mm figures 544 et 547 pour réaliser le R5 = 4,7 Ω 1/2 W 1 Boîtier avec face avant circuit didactique pour thyristor et triac R6 = 4,7 Ω 1/2 W LX.5019, y compris le circuit imprimé R7 = 4,7 Ω 1/2 W sérigraphiée double face à trous métallisés séri- R8 = 470 Ω 1/2 W 1 Circuit imprimé réf. LX.5019 graphié ainsi que le boîtier et sa face R9 = 470 Ω 1/2 W avant sérigraphiée : 375 F. Le circuit C1 = 1 000 µF électrolytique - sur \"ON\", le circuit sera alimenté et imprimé seul : 98 F. C2 = 1 000 µF électrolytique la diode LED s'allumera, DS1 = Diode 1N4007 - sur \"OFF\", le circuit sera coupé et la * Les coûts sont indicatifs et n’ont pour but DS2 = Diode 1N4007 diode LED s'éteindra. que de donner une échelle de valeur au lec- DL1 = LED rouge teur. SCR1 = Thyristor 800 V 8 A N G. M. TRC1 = Triac 500 V 5 A T1 = Transfo. 25 W (T025.04) Prim. 220 V - sec. 12+12 V 1A S1 = Interrupteur S2 = Commutateur 4 voies 3 pos. S3 = Commutateur 4 voies 3 pos. S4 = Interrupteur P1 = Poussoir LP1 = Ampoule 12 V 3 W LP2 = Ampoule 12 V 3 W - position 3 = tension alternative. L'interrupteur marqué \"SECTEUR\" sur la face avant du boîtier est S1. En posi- tionnant le levier : LP1 LP2 LX.5019 DL1 S3 S2 KA P1 S4 S1 Figure 547 : Sur le côté \"avant\" du circuit imprimé, soudez les deux douilles LP1 et LP2, la diode LED, en respectant la polarité A et K, ainsi que le bouton P1, en dirigeant le méplat de son corps vers le bas du dessin, car autrement, le circuit ne fonctionnera pas. 234ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

NOTES

LE COURS Un variateur simple pour ampoules 220 volts le LX.5020 Le circuit que nous vous proposons ici est une application de la leçon sur les thyristors et triacs. Il sert à faire varier la luminosité d'une ampoule 220 volts à filament de son maximum à son minimum. n variateur est généralement Figure 548a : Le boîtier du variateur Pour comprendre comment un triac par- utilisé pour réduire la lumino- fermé tel que vous l'utiliserez. vient à faire baisser la tension des 220 sité des ampoules placées volts, il faut tout d'abord expliquer la dif- dans une chambre à coucher férence qu'il y a entre les volts crête à ou qui sont destinées à main- crête (pic to pic) et les volts efficaces, tenir un certain éclairage pendant que l'on ainsi que ce que signifie le déphasage. regarde la télévision. Le variateur permet également de faire baisser la température Comme on le sait déjà, une tension alter- d'un fer à souder, ou encore de réduire native est composée de deux demi-ondes la vitesse d'une perceuse électrique. ou demi-alternances, une positive et une négative (voir figure 550). Signalons que ce circuit ne peut pas être utilisé avec des tubes au néon parce La demi-alternance positive, par tant qu'ils n'ont pas de filament. d'une valeur de 0 volt, montera rapide- ment jusqu'à atteindre son pic positif Pour réduire la luminosité d'une ampoule Figure 548b : Le boîtier du variateur maximal, puis descendra jusqu'à retrou- ou la température d'un fer à souder, il ouvert afin de vous montrer comment ver sa valeur initiale de 0 volt. faut seulement abaisser la valeur de la est fixé le circuit imprimé à l'intérieur. tension d'alimentation, c’est-à-dire la faire Ensuite, commencera la demi-alternance descendre des 220 volts fournis par le négative qui descendra jusqu'à atteindre secteur à des valeurs inférieures, telles son pic négatif maximal puis montera à que 160, 110, 80 ou 40 volts. Pour obte- nouveau pour retrouver sa valeur de 0 nir ce résultat, on utilise un triac. volt initiale. Une fois celle-ci atteinte, la 236ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS 620 volts Si on prend deux glaçons de forme Si on utilise la moitié de leur aire, pic to pic conique pour simuler la forme des deux comme sur la figure 551, on n'obtient demi-ondes positive et négative, et qu'une seule moitié de la tension effi- qu'on les place l'un au-dessus de cace, c’est-à-dire 110 volts. l'autre, on atteindra une hauteur que l'on pourra considérer équivalente aux Si on utilise 1/4 de leur aire (voir figure volts crête à crête d'une tension alter- 552), on obtiendra une tension effi- native (voir figure 550). cace de seulement 55 volts. Figure 549 : Si l'on mesurait la tension Si l'on fait fondre ces deux glaçons Pour retirer une portion de leur aire à de 220 volts à l'aide d'un oscilloscope, dans un même récipient, le niveau de ces deux demi-alternances, de façon à on verrait que les deux pics de la l'eau descendra considérablement et réduire les volts efficaces, on utilise le sinusoïde alternative atteignent une on peut considérer que cette hauteur schéma de la figure 557. valeur de 620 volts. est équivalente aux volts efficaces d'une tension alternative (voir figure Comme vous le savez certainement demi-alternance positive suivante com- 550). déjà, pour exciter un triac, il faut appli- mencera et ainsi de suite, ce cycle se quer des impulsions négatives ou posi- répétant à l'infini. Sachant qu'avec deux demi-alternances tives sur sa gâchette. complètes, on obtient une tension de La tension alternative que nous utili- 220 volts efficaces, si on retire 1/4 de Si les impulsions que l'on applique sur sons tous les jours pour alimenter tous leur aire à ces deux demi-alternances, la gâchette sont en phase avec les nos appareils électriques a une fré- on obtient une tension efficace de seu- demi-alternances présentes sur l'anode quence de 50 hertz et une valeur effi- lement 165 volts. 2, on obtient ceci : cace de 220 volts. VOLTS La valeur de la fréquence, c’est-à-dire pic to pic 50 hertz, indique que la polarité de la sinusoïde change en passant du posi- 220 volts tif au négatif et vice-versa, 50 fois par efficaces seconde. Figure 550 : Pour comprendre pourquoi on obtient une valeur efficace de 220 volts La valeur de la tension, c’est-à-dire avec une valeur de 620 volts crête à crête, on peut prendre deux cubes de glace 220 volts efficaces, est toujours infé- de forme identique à celle des demi-alternances et les faire fondre dans un récipient. rieure de 2,82 fois par rappor t à la Le niveau atteint représente alors les volts efficaces. valeur de tension appelée crête à crête, qui correspond à la valeur maximale VOLTS que peuvent atteindre la demi-alter- pic to pic nance positive et la demi-alternance négative, égale à 620,4. 110 volts efficaces Donc, les 220 volts que l'on obtient en appliquant les pointes de touche d'un Figure 551 : Si on parvient, à l'aide d'un artifice, à utiliser seulement la moitié de multimètre sur une prise de courant ces deux demi-alternances, il est bien évident que le niveau efficace que l'on sont des volts efficaces et non pas des obtiendra sera la moitié de ce que vous voyez sur la figure 550 et alors, nos 220 volts crête à crête qui ne peuvent être volts efficaces se réduiront à seulement 110 volts efficaces. visualisés que sur l'écran d'un instru- ment appelé oscilloscope. VOLTS pic to pic En reliant un oscilloscope à une prise de courant, les deux demi-alternances, 55 volts dont la valeur entre pic positif et pic efficaces négatif atteindra 220 x 2,82 = 620 volts, apparaîtront sur l'écran de l'instrument (voir figure 549). Ne vous laissez pas impressionner par cette valeur de tension très élevée car les volts qui comptent sont les volts efficaces, c’est-à-dire 220 volts. Pour vous expliquer la différence qui Figure 552 : Si on utilise seulement 1/4 de l'aire de ces demi-alternances, on existe entre volts crête à crête et volts obtiendra une valeur efficace égale à 1/4 de 220 volts et donc une tension efficace efficaces, prenons l'exemple de deux de seulement 55 volts. C'est au triac qu'est dévolu le rôle de prélever cette portion glaçons. sur les demi-alternances. 237ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS TENSION SUR L'ANODE 2 220 volts - Si on applique une impulsion positive 0V sur sa gâchette à l'instant précis où la demi-alternance positive de 0 volt commence à monter, le triac sera excité instantanément et restera excité jusqu'à ce que la demi-alter- nance positive redescende à 0 volt pour inverser sa polarité (voir figure 553). IMPULSIONS SUR LA GACHETTE - Si on applique une impulsion positive sur sa gâchette à l'instant précis ou Figure 553 : Si on excite la gâchette d'un triac à l'aide d'une impulsion positive, la demi-alternance négative de 0 volt lorsque la demi-alternance positive commence son cycle, et à l'aide d'une impulsion commence à descendre, le triac sera négative lorsque la demi-alternance négative commence son cycle, on prélèvera excité instantanément et restera alors une tension égale à 220 volts sur l'anode 2. excité jusqu'à ce que la demi-alter- nance négative redescende à 0 volt TENSION SUR L'ANODE 2 pour inverser sa polarité. 165 volts Donc, si on applique des impulsions d'excitation sur la gâchette, à l'instant 0V précis où les deux demi-alternances changent de polarité, sur l'anode 2, on prélève deux demi-alternances com- plètes, la valeur de la tension efficace reste invariablement de 220 volts (voir figure 553). IMPULSIONS SUR LA GACHETTE Si les impulsions que l'on applique sur la gâchette arrivent en retard par rap- Figure 554 : Si on excite la gâchette d'un triac à l'aide d'une impulsion positive port aux deux demi-alternances pré- peu après que la demi-alternance positive ait commencé son cycle et toujours en sentes sur l'anode 2, on par viendra retard, lorsque le cycle de la demi-alternance négative commencera, on prélèvera automatiquement à retirer une partie alors une tension égale à 165 volts sur l'anode 2. de leur aire. TENSION SUR L'ANODE 2 110 volts En fait, si au moment où la demi-alter- 0V nance positive de 0 volt commence à monter, l'impulsion positive voulue n'at- teint pas sa gâchette, le triac n'étant pas excitée, il ne laissera passer aucune tension. IMPULSIONS SUR LA GACHETTE Si l'impulsion d'excitation positive atteint sa gâchette, lorsque la demi- Figure 555 : Si on excite la gâchette à l'aide d'une impulsion positive peu après alternance positive a déjà parcouru que la demi-alternance positive ait accompli la moitié de son cycle et à nouveau la moitié de son trajet (voir figure lorsque le cycle de la demi-alternance négative ait accompli la moitié de son cycle, 555), le triac laissera passer la moi- on prélèvera alors une tension égale à 110 volts sur l'anode 2. tié seulement de la demi-alternance positive. TENSION SUR L'ANODE 2 55 volts 0 V. Si l'impulsion d'excitation négative atteint sa gâchette, lorsque la demi- alternance négative a déjà parcouru la moitié de son trajet (voir figure 555), le triac laissera passer la moitié seu- lement de la demi-alternance néga- tive. IMPULSIONS SUR LA GACHETTE Si on prélève deux moitiés de demi- alternances sur l'anode 2, la valeur des Figure 556 : Si on excite la gâchette à l'aide d'une impulsion positive lorsque la volts efficaces n'est plus de 220 volts, demi-alternance positive a déjà accompli les 3/4 de son cycle et ensuite lorsque mais de 110 volts. le cycle de la demi-alternance négative a déjà accompli les 3/4 de son cycle, on prélèvera alors une tension égale à 55 volts sur l'anode 2. Si on veut encore réduire la valeur de la tension, on devra davantage retar- der les impulsions d'excitation sur la gâchette (voir figure 556) par rapport au passage de 0 volt des deux demi- 238ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS alternances et, de cette façon, les AMPOULE 220 V 220 volts efficaces descendront à 80, 50 ou 30 volts efficaces. Ceci dit, nous vous expliquerons com- VK1 ment on parvient à retarder ces impul- sions sur la gâchette du triac. R1 TRC1 A2 R2 Schéma électrique DIAC R3 C1 C3 Comme vous pouvez le remarquer en G observant le schéma électrique de la figure 557, le potentiomètre R1 et le A1 condensateur C1 sont reliés en paral- lèle à l'anode 2 et à l'anode 1 du C2 SECTEUR triac. 220 V On prélève, au point de jonction de R1 Figure 557 : Schéma électrique du variateur 220 volts. et C1 et par l'intermédiaire de la résis- tance R2, la tension d'excitation qui SECTEUR atteindra la gâchette du triac en pas- 220 V sant à travers la diode diac. La tension alternative appliquée aux AMPOULE broches du potentiomètre R1 est utili- sée pour charger le condensateur C1 C3 avec un retard qui pourra varier en modifiant la valeur ohmique du poten- tiomètre. Si on règle le potentiomètre sur sa VK1 valeur de résistance minimale, le R3 condensateur se chargera très rapide- ment, les impulsions d'excitation attein- DIAC dront alors la gâchette du Triac sans aucun retard. A1 A2 G TRC1 C2 C1 TRIAC R2 Si on règle le potentiomètre sur sa valeur de résistance maximale, le XL condensateur se chargera beaucoup plus lentement, les impulsions d'ex- R1 citation atteindront alors la gâchette du triac en retard par rapport au pas- Figure 558a : Schéma d'implantation des composants du variateur. Le corps du sage par 0 des deux demi-alter- triac doit être placé sur le petit radiateur de refroidissement en forme de U. nances. Il est possible de relier en parallèle des ampoules de 25, 60, 100, 150 et 200 watts ou plus, à la sortie de ce circuit (ne pas dépasser 300 watts). Si on règle ce potentiomètre d'un extrême à l'autre, on parviendra à valeur, cette valve de sécurité s'ouvre Lorsque les deux condensateurs se faire varier d'un minimum à un maxi- en laissant s'échapper un jet de seront chargés complètement, la diode mum le temps de charge du conden- vapeur. diac reversera sur la gâchette tout le cou- sateur C1 et, par conséquent, à retar- rant emmagasiné par les condensateurs. der les impulsions d'excitation sur la Sur le circuit de la figure 557, la diode gâchette (voir les figures 554, 555 et diac opère la même fonction. Etant donné que cette diode diac est 556). bidirectionnelle, elle laissera passer Normalement, cette diode ne laisse vers la gâchette les impulsions de pola- A présent, nous devons expliquer la passer aucune tension tant que la ten- rité positive ainsi que celles de pola- fonction de la diode diac reliée en série sion présente sur les deux condensa- rité négative. à la gâchette. teurs C1 et C2 n'atteint pas une valeur plus que suffisante pour amorcer le Après avoir expliqué comment on peut On peut comparer cette diode à une triac. exciter le triac en retard par rapport valve de sécurité comme celles pré- sentes sur toutes les cocottes à pres- sion utilisées en cuisine. Comme vous le savez probablement déjà, lorsque la pression à l'intérieur de ces cocottes atteint une certaine 239ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS aux deux demi-alternances de la ten- Liste sion alternative, nous pouvons à pré- des composants sent expliquer à quoi sert ce compo- sant référencé VK1 que l'on trouve du LX.5020 appliqué sur l'anode 2. Figure 558b : Dessin, à l'échelle 1, R1 = 470 kΩ pot. lin. Ce composant est un bobinage du circuit imprimé. R2 = 5,6 kΩ 1/4 W enroulé sur un noyau en ferrite qui, R3 = 100 Ω 1 W associée à R3 et C3, sert à éliminer C1 = 47 nF pol. 400 V tous les parasites générés chaque C2 = 47 nF pol. 400 V fois que le triac est excité ou désex- C3 = 100 nF pol. 400 V cité. VK1 = Self antiparasite DIAC = Diac Sans ce filtre antiparasite, chaque TRC1 = Triac 500 V 5 A radio, chaque téléviseur et chaque amplificateur se trouvant dans le voi- à raccorder à l'ampoule de laquelle on Une fois le potentiomètre fixé, soudez sinage, pourrait capter des parasites veut varier la luminosité. deux petits morceaux de fil sur ses identiques à ceux générés par l'allu- broches, en reliant les extrémités aux mage ou l'extinction d'une ampoule Après avoir inséré tous les composants, trous placés à côté des condensateurs ou de n'importe quel appareil élec- vous pouvez prendre le triac, replier ses C1 et C3, comme cela apparaît claire- trique. broches en L à l'aide d'une paire de ment sur la figure 558. pinces puis, après l'avoir placé contre Réalisation pratique le radiateur de refroidissement en forme Dans les trous des deux borniers, vous de U, vous pouvez le fixer sur le circuit devez insérer les extrémités du cor- Pour réaliser ce montage, vous devez imprimé à l'aide d'une vis et d'un écrou. don d'alimentation 220 volts et du cor- réaliser ou vous procurer le circuit don pour l'ampoule, après avoir retiré imprimé donné en figure 558b et réunir Soudez ensuite ses broches sur les environ 1 cm de gaine plastique iso- tous les composants de la liste. pistes en cuivre du côté opposé du cir- lante. cuit imprimé. Vous pouvez commencer le montage Après avoir fixé le circuit imprimé à en insérant la diode diac à l'emplace- Insérez les broches de la self d'anti- l'intérieur du boîtier à l'aide de vis ment mis en évidence sur la figure parasitage VK1 dans les deux trous qui autotaraudeuses, vous pouvez le fer- 558, sans respecter de polarité, étant se trouvent à côté du radiateur. mer et vérifier le fonctionnement du donné que ce composant est bidirec- circuit. tionnel. Pour compléter le montage, fixez le potentiomètre R1 sur le couvercle du Insérez la prise d'une lampe de che- Poursuivez le montage en insérant les boîtier, après en avoir raccourci son vet ou de bureau dans la prise femelle, résistances R2 et R3, puis les trois axe pour conserver son bouton le plus puis relier la prise mâle au secteur. condensateurs polyesters C1, C2 et près possible du boîtier. C3, ainsi que les deux borniers à Comme vous pouvez le constater, il suf- 2 pôles qui vous serviront, l'un à relier fira de tourner le bouton du potentio- le cordon d'alimentation de 220 volts mètre pour faire varier la luminosité de et l'autre, pour relier le cordon secteur l'ampoule du minimum au maximum. N G. M. Coût de la réalisation* Figure 559 : A gauche, la photo du projet tel qu'il se présente une fois le montage Tous les composants visibles sur la terminé. La diode diac, dont le corps est en verre, est bidirectionnelle, il n'est figure 558 pour réaliser le variateur donc pas nécessaire de respecter une polarité. simple pour ampoules 220 volts LX.5019, y compris le circuit imprimé sérigraphié, le bouton du potentio- mètre P1, deux cordons secteur ainsi que le boîtier : 120 F. Le circuit imprimé seul : 18 F. * Les coûts sont indicatifs et n’ont pour but que de donner une échelle de valeur au lec- teur. 240ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

NOTES

LEÇON N°23 LE COURS Lumières psychédéliques pour ampoules 12 volts LX.5021 Le circuit “Lumières psychédéliques” gère le niveau d’éclai- rage de trois ampoules de couleurs différentes en fonction du son de la musique. Ce circuit est identique à celui ins- tallé dans les discothèques, avec la seule et unique diffé- rence que, dans notre montage, on utilise de petites ampoules de 12 volts au lieu des habituels projecteurs 220 volts. Ce montage est une application de la leçon sur les thyristors et les triacs. omme vous le Pour exciter les triacs qui se savez probable- trouvent dans ce montage, ment déjà, les nous n’avons pas utilisé d’im- lumières psyché- pulsions déphasées, comme déliques sont utili- nous l’avions fait pour le mon- sées dans toutes les disco- tage précédent, le LX.5019, mais thèques pour allumer des une tension continue prélevée sur lampes de couleur rouge, bleue Figure 560 : Voici comment se présente, une fois les broches de sortie de trois ampli- et jaune au rythme de la terminé, le boîtier pour lumières psychédéliques ficateurs opérationnels référencés musique. Donc, si vous capable de piloter des ampoules de 12 volts. IC1-B, IC1-C et IC1-D. construisez ce montage, vous pourrez transformer votre Schéma électrique chambre en petite “boîte de nuit” ! Pour ce montage, nous n’avons pas utilisé les lampes très Commençons la description du schéma électrique de la figure puissantes des discothèques, mais de petites ampoules 561a par le microphone électret (MICRO) qui permet de trans- de 12 volts, car le but est essentiellement de vous montrer former les ondes sonores captées en signaux électriques. comment il est possible d’allumer une ampoule de couleur rouge avec les notes basses, une ampoule de couleur bleue A l’intérieur de ce microphone se trouve un transistor à avec les médiums et une ampoule jaune avec les notes effet de champ (FET) permettant d’amplifier les signaux aiguës. captés. Donc, pour le faire fonctionner, il est nécessaire 242ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS de l’alimenter avec une tension posi- qué aux bornes des trois potentiomètres lorsque cette tension vient à manquer, tive de 8 volts, qui sera prélevée aux référencés R10, R17 et R26 qui nous parce qu’il n’y a pas de notes aiguës bornes de la résistance R2. serviront pour doser, en fonction du mor- dans le morceau musical, l’ampoule ceau musical, la sensibilité sur les notes s’éteint. On récupère le signal BF fourni par le aiguës, médiums et basses. microphone par l’intermédiaire du Les médiums condensateur électrolytique C2 et on Les aiguës l’applique sur la broche 3 du premier On prélève le signal BF qui nous ser- amplificateur (le symbole en forme de On prélève le signal BF qui nous ser- vira pour allumer l’ampoule réservée triangle), référencé IC1-A. vira pour allumer l’ampoule réservée aux notes médiums sur le curseur du aux notes aiguës sur le curseur du potentiomètre R17. Cet amplificateur opérationnel se trouve potentiomètre R10. à l’intérieur d’un circuit intégré réfé- Ici, le signal atteint la base du tran- rencé TL084 qui, comme on le voit Comme vous pouvez le remarquer, ce sistor TR2 en passant à travers les dans la figure 561b, contient égale- signal atteint la base du transistor deux condensateurs C11 et C12 de ment 3 autres amplificateurs (triangles). TR1 en passant à travers les deux 1 000 picofarads et les deux résis- Ces 4 amplificateurs opérationnels se condensateurs C7 et C8 de 8,2 nano- tances R21 et R22 de 18 kilohms. Le retrouvent sur le schéma électrique farads. Le point central entre C7 et point central entre C11 et C12 ainsi avec les références IC1-A, IC1-B, IC1- C8 rejoint l’émetteur de TR1 par l’in- que le point central entre R21 et R22 C et IC1-D. termédiaire de la résistance R11 de rejoignent l’émetteur du transistor TR2 4,7 kilohms. par l’intermédiaire, respectivement, de Dans ce montage, l’opérationnel IC1- la résistance R18 de 33 kilohms et du A est utilisé pour amplifier le signal Ces trois composants, ainsi montés, condensateur C13 de 4,7 nanofarads. capté par le microphone. permettent de réaliser un filtre passe- haut dont la fréquence de coupure est Ces six composants, ainsi montés, per- Le potentiomètre R5 relié, par l’inter- d’environ 3 000 Hz. mettent de réaliser un filtre passe- médiaire de la résistance R4, à la broche bande dont les limites de fréquences 2 de IC1-A, est utilisé pour faire varier Cela signifie que, sur l’émetteur du tran- sont d’environ 300 Hz et 3 000 Hz. la sensibilité, c’est-à-dire pour détermi- sistor TR1, on ne retrouvera que les ner combien de fois on veut amplifier le fréquences des notes aiguës supé- Cela signifie que, sur l’émetteur du tran- signal capté par le microphone. rieures à 3 000 Hz. Toutes les fré- sistor TR2, on retrouvera les fréquences quences inférieures à 3 000 Hz seront comprises entre 300 et 3 000 Hz seu- Si on tourne le potentiomètre de façon automatiquement éliminées. lement. Toutes les fréquences inférieures à court-circuiter toute sa résistance, le à 300 Hz ou supérieures à 3 000 Hz signal sera amplifié environ 200 fois, Les fréquences des notes aiguës que seront automatiquement éliminées. tandis que, si on le règle sur sa valeur l’on prélève sur l’émetteur de TR1, seront de résistance maximale, le signal sera redressées par la diode DS1 et filtrées Les fréquences des notes médiums, que amplifié 20 fois seulement. par le condensateur électrolytique C9. l’on prélève sur l’émetteur de TR2, seront redressées par la diode DS2 et filtrées Ce potentiomètre devra être réglé en La tension continue obtenue sera appli- par le condensateur électrolytique C15. fonction du niveau sonore qu’il y a dans quée sur la broche d’entrée 10 du cir- la pièce. cuit intégré IC1-B, utilisé, dans ce mon- La tension continue obtenue sera appli- tage, pour fournir une tension de quée sur la broche 5 du circuit intégré En présence de signaux faibles, il fau- polarité positive sur la broche de sor- IC1-C, utilisé, dans ce montage, pour dra augmenter le gain pour parvenir à tie 8, plus que suffisante pour piloter fournir, sur la broche de sortie 7, une allumer les ampoules. En présence de la gâchette du triac TRC1. tension de polarité positive plus que signaux forts, il faudra, au contraire, suffisante pour piloter la gâchette du réduire le gain pour éviter que les Etant donné que l’anode 2 de ce triac triac TRC2. ampoules ne restent toujours allumées. est alimentée par une tension alter- native, lorsque la tension d’excitation Lorsque la tension d’excitation fournie Le signal amplifié que l’on prélève sur fournie par les notes aiguës atteint la par les médiums atteint la gâchette de la broche de sortie 1 de IC1-A, est appli- gâchette, l’ampoule s’allume, alors que TRC2, l’ampoule s’allume, alors que 243ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS lorsqu’elle vient à manquer, parce qu’il Cela signifie que, sur l’émetteur du tran- n’y a pas de basses dans le morceau n’y a pas de médiums dans le morceau sistor TR3, on retrouvera les fréquences musical, l’ampoule s’éteint. musical, l’ampoule s’éteint. inférieures à 300 Hz seulement. Toutes les fréquences supérieures seront auto- La tension de commande Les basses matiquement éliminées. Il ne nous reste qu’à expliquer com- On prélève le signal BF qui nous ser- Toutes les fréquences des basses, que ment on fait pour prélever une tension vira pour allumer l’ampoule réservée l’on prélève sur l’émetteur de TR3, positive sur les broches de sortie des aux notes basses sur le curseur du seront redressées par la diode DS3 et circuits intégrés IC1-B, IC1-C et IC1-D, potentiomètre R26. filtrées par le condensateur C19. en présence des signaux aigus, médiums ou graves, pour exciter les Dans ce dernier cas, le signal atteint La tension continue obtenue sera appli- triacs. la base du transistor TR3 en passant quée sur la broche d’entrée 12 du cir- à travers les deux résistances R27 et cuit intégré IC1-D, utilisé, dans ce mon- Comme vous pouvez le voir sur le R28 de 10 kilohms. Le point central tage, pour fournir une tension de schéma, sur les deux broches d’entrée entre R27 et R28 rejoint l’émetteur de polarité positive sur la broche de sor- de chaque amplificateur opérationnel, TR3 par l’intermédiaire du condensa- tie 14, plus que suffisante pour piloter apparaissent les symboles “+” et “–”, teur C17 de 68 nanofarads. la gâchette du triac TRC3. qui ne servent pas à indiquer la pola- rité mais ceci : Ces trois composants, ainsi montés, Lorsque la tension d’excitation fournie permettent de réaliser un filtre passe- par les notes basses atteint la gâchette - Si la valeur de la tension appliquée bas dont la fréquence de coupure est du TRC3, l’ampoule s’allume et lorsque sur la broche “+” est supérieure à la d’environ 300 Hz. la tension vient à manquer, parce qu’il valeur de tension présente sur la R7 6 V 12 V R1 ~12 V C1 R8 C5 AMPOULE R11 JAUNE C10 R3 R2 R12 C A2 8V C2 IC1-A B DS1 R15 3 C6 10 4 TRC1 1 R9 C7 C8 E 8 R16 G R10 TR1 A1 2 AIGUËS R13 9 IC1-B R14 11 MICRO M R6 C9 R4 12 V ~12 V R18 R5 C4 AMPOULE BLEUE SENSIBILITÉ C3 R19 C13 C DS2 A2 R24 B 5 TRC2 R17 7 R25 G C11 C12 R21 R22 E A1 MÉDIUMS TR2 6 R20 C14 IC1-C R23 ~12 V C15 AMPOULE 12 V ROUGE C17 R27 R28 B C A2 R26 DS3 BASSES E 12 TRC3 C16 TR3 14 G A1 C18 13 R31 R29 C19 IC1-D R30 Figure 561a : Schéma électrique du circuit pour lumières psychédéliques. 244ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS 14 13 12 -V 10 9 8 B A1 A2 G MM qui fournira, en sortie, une tension EC TRIAC continue d’environ 20 volts. 1 2 3 +V 5 6 7 MICROPHONE BC 547 Cette tension, après avoir été filtrée TL 084 par le condensateur électrolytique C20, sera stabilisée sur une valeur de 12 Figure 561b : Brochage du circuit intégré IC1 (TL084) vu du dessus, des BC547 volts par l’intermédiaire du circuit inté- vus de dessous et des triacs vus de face. Connexions +/M du microphone vues gré IC2, référencé µA7812. de derrière. Remarquez les 3 fines pistes qui relient la broche “M” à la carcasse métallique du microphone. La tension stabilisée de 12 volts sert à alimenter le circuit intégré TL084, broche “–”, on trouvera alors une ten- Pour conclure ainsi que tous les transistors présents sion positive sur la sortie du circuit. dans le circuit de la figure 561 et la Vous venez certainement de constater diode LED DL1, utilisée comme - Si la valeur de la tension appliquée que ce schéma, qui pouvait tout ampoule témoin pour savoir quand le sur la broche “+” est inférieure à la d’abord vous sembler très complexe et circuit est allumé ou éteint. valeur de tension présente sur la incompréhensible, n’a plus, à présent, broche “–”, on ne trouvera alors aucun secret pour vous. Réalisation pratique aucune tension sur la sortie du cir- cuit. Pour compléter cette description, ajou- Tous les éléments de ce montage sont tons que ces trois transistors TR1, TR2 assez communs et peuvent se trouver, Les broches marquées d’un “–” des et TR3 sont de type NPN car, comme sans grande difficulté, dans le com- trois circuits intégrés IC1-B, IC1-C et nous vous l’avons déjà expliqué dans merce. Néanmoins, pour ceux qui ne IC1-D sont polarisés avec une tension la leçon numéro 15, la flèche de leur disposent pas du temps nécessaire à positive de 6 volts que l’on prélève à émetteur est dirigée vers l’extérieur. la recherche des composants et à la la jonction des deux résistances R7 et réalisation du circuit imprimé double R8. Donc, lorsqu’une tension supé- Les transistors que l’on peut utiliser face, il existe un kit complet, référencé rieure à 6 volts atteint les broches mar- sont des BC547, qui peuvent être rem- LX.5021, qui, une fois monté, donnera quées du signe “+” (tension redres- placés par leurs équivalents, les le résultat visible en figure 560. sée par les diodes DS1, DS2 et DS3), BC238. on trouvera, sur la sortie des trois cir- Le circuit imprimé professionnel est un cuits, une tension positive qui per- Pour alimenter ce circuit, on utilise double face à trous métallisés, séri- mettra d’exciter le triac et, par consé- l’étage d’alimentation de la figure 562 graphié. Si vous le réalisez vous-même quent, d’allumer l’ampoule reliée à dans lequel se trouve un transforma- (voir figures 563b et 563c), n’oubliez l’anode A2. teur T1 muni de deux secondaires, dont pas qu’il faut raccorder entre elles les l’un fournit 12 volts 1,5 ampère et pistes qui ont des points communs des Lorsque la tension qui atteint les l’autre, 15 volts 0,5 ampère. deux côtés du substrat. broches marquées d’un “+” est infé- rieure à 6 volts, aucune tension n’ap- La tension alternative de 12 volts 1,5 Lorsque vous disposerez du circuit paraît sur la sortie des trois circuits et, ampère sert à alimenter les ampoules imprimé, vous pouvez commencer le le triac n’étant pas excité, l’ampoule colorées reliées aux triacs, tandis que montage en insérant tout d’abord le reste éteinte. la tension alternative de 15 volts 0,5 support du circuit intégré IC1 puis en ampère est redressée par le pont RS1, soudant bien toutes ses broches. Véri- fiez bien qu’aucune goutte de soudure T1 ~12 V S1 VERS AMPOULES 220 V 12 V - 1,5 A AK DIODE AK LED E MS µA 7812 15 V - 0,5 A RS1 E IC2 S 12 V R32 M C20 C21 C22 C23 DL1 Figure 562 : Schéma électrique de l’étage d’alimentation. Comme vous pouvez le voir sur la figure 563a, tous les composants de cet étage sont insérés dans le même circuit imprimé que celui des lumières psychédéliques. 245ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS MICROPHONE AMPOULE AMPOULE AMPOULE JAUNE BLEUE ROUGE M. C23 R2 R16 R25 R31 C22 TRC1 TRC2 TRC3 C2 R1 C1 R20 TR2 IC2 C14 C11 C21 C18 C7 R12 R13 R19 C12 R22 R21 R28 R27 C8 R18 TR1 TR3 SECTEUR 220 V C20 R11 C13 C17 R30 RS1 R14 R23 R29 DS1 C9 R15 DS2 C15 DS3 C19 R24 C4 C10 T1 R6 IC1 ...31.XL R4 C16 R7 R3 R8 C5 R9 R32 AK C6 C3 S1 R5 R26 R17 R10 A K SENSIBILITÉ BASSES MÉDIUMS AIGUËS DL1 Figure 563a : Schéma d’implantation des composants du circuit pour lumières psychédéliques. 246ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Liste des composants LX.5021 R1 = 1 kΩ 1/4 W C2 = 10 µF électrolytique C22 = 100 nF polyester R2 = 10 kΩ 1/4 W C3 = 10 µF électrolytique C23 = 470 µF électrolytique R3 = 47 kΩ 1/4 W C4 = 10 pF céramique RS1 = Pont redresseur 100 V 1 A R4 = 1 kΩ 1/4 W C5 = 10 µF électrolytique DS1 = Diode 1N4150 R5 = 47 kΩ pot. lin. C6 = 10 µF électrolytique DS2 = Diode 1N4150 R6 = 1 MΩ 1/4 W C7 = 8,2 nF polyester DS3 = Diode 1N4150 R7 = 10 kΩ 1/4 W C8 = 8,2 nF polyester DL1 = LED rouge R8 = 10 kΩ 1/4 W C9 = 1 µF électrolytique TR1 = NPN BC547 R9 = 100 Ω 1/4 W C10 = 100 nF polyester TR2 = NPN BC547 R10 = 47 kΩ pot. lin. C11 = 10 nF polyester TR3 = NPN BC547 R11 = 4,7 kΩ 1/4 W C12 = 10 nF polyester TRC1 = Triac 500 V 5 A R12 = 22 kΩ 1/4 W C13 = 4,7 nF polyester TRC2 = Triac 500 V 5 A R13 = 22 kΩ 1/4 W C14 = 2,2 nF polyester TRC3 = Triac 500 V 5 A R14 = 1 kΩ 1/4 W C15 = 1 µF électrolytique IC1 = Intégré TL084 R15 = 100 kΩ 1/4 W C16 = 10 µF électrolytique IC2 = Régulateur µA7812 R16 = 820 Ω 1/4 W C17 = 68 nF polyester T1 = transfo. 25 W (T025.03) R17 = 47 kΩ pot. lin. C18 = 33 nF polyester R18 = 33 kΩ 1/4 W C19 = 1 µF électrolytique Prim. 220 V - sec. R19 = 82 kΩ 1/4 W C20 = 1 000 µF électrolytique 15 V 0,5 A - 12 V 1,5 A R20 = 120 kΩ 1/4 W C21 = 100 nF polyester S1 = Interrupteur R21 = 18 kΩ 1/4 W MICRO = Micro électret préamp. R22 = 18 kΩ 1/4 W R23 = 1 kΩ 1/4 W R24 = 100 kΩ 1/4 W R25 = 820 Ω 1/4 W R26 = 47 kΩ pot. lin. R27 = 10 kΩ 1/4 W R28 = 10 kΩ 1/4 W R29 = 1 kΩ 1/4 W R30 = 100 kΩ 1/4 W R31 = 820 Ω 1/4 W R32 = 1 kΩ 1/4 W C1 = 10 µF électrolytique ne vienne involontairement court- circuiter deux pistes voisines. Une fois cette opération effec- tuée, vous pouvez insérer toutes les résistances en contrôlant attentivement leur valeur sur la liste des composants. Après les résistances, vous pou- vez monter les diodes au silicium DS1, DS2 et DS3, en insérant le côté de leur corps marqué d’une bague vers la droite, comme sur la figure 563a. Si vous inversez l’une de ces diodes, le triac qui leur est relié ne pourra pas être excité et, par conséquent, l’ampoule restera toujours éteinte. Poursuivez le montage en insé- rant le condensateur céramique C4 à côté de la résistance R6, puis tous les condensateurs polyester en contrôlant la valeur marquée sur leur corps. Si vous ne réussissez pas à la Figure 563b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé côté pistes du montage pour lumières déchif frer, revenez à la leçon psychédéliques. 247ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS numéro 3 et cherchez dans les tableaux 11 (figure 83) et 12 (figure 84) la valeur en picofa- rads correspondant à chacune des références marquées sur le corps de ces condensateurs. Lorsque vous insérez les condensateurs électrolytiques, vous devez respecter la polarité +/– des deux pattes et, comme nous vous l’avons déjà expliqué dans les leçons précédentes, souvenez-vous que la patte posi- tive est reconnaissable car plus longue que la négative. Vous trouverez toujours le signe “–” marqué sur le corps des condensateurs électrolytiques. Vous pouvez, à présent, monter le pont de redressement RS1, en insérant la broche marquée du signe “+” dans le trou placé à côté du condensateur électroly- tique C20. Nous conseillons de maintenir le corps du pont à une distance d’environ 5 ou 6 mm du circuit imprimé afin d’autoriser son refroidissement. Après ce composant, vous pou- vez insérer dans le circuit imprimé les trois transistors TR1, TR2 et TR3 sans en rac- courcir les broches et en orien- tant le côté plat de leur corps vers la gauche. Figure 563c : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé côté composants. Attention, si Lorsque vous insérez les triacs vous réalisez le circuit vous-même, il vous faudra souder sur les deux faces toutes les (sur lesquels est marquée la pattes des composants ayant des pistes des deux côtés. N’oubliez pas les jonctions entre les deux faces là où il n’y a pas de composant. référence BTA10), vous devez diriger le côté métallique de leur corps vers la gauche. Il en va de même pouvoir entrer dans les emplacements R26), des médiums (voir R17) et des concernant le circuit intégré stabilisa- du support, vous pouvez les rapprocher aiguës (voir R10), l’interrupteur d’ali- teur IC2 (sur le corps duquel se trouve en appuyant légèrement chaque côté mentation S1 et la diode LED DL1. la référence L7812 ou bien uA7812). du corps du composant sur votre plan de travail. Avant de fixer les potentiomètres, vous Pour compléter le montage, insérez les devez en raccourcir leurs axes de façon cinq borniers à 2 pôles, puis le trans- Après avoir positionné toutes les à pouvoir garder les boutons à 1 mm formateur d’alimentation T1 en le fixant broches du circuit intégré en corres- du panneau environ. sur le circuit imprimé à l’aide de trois pondance de leurs emplacements res- vis autotaraudeuses. Insérez ensuite pectifs sur le support, appuyez forte- Vous devez souder des petits morceaux tous les picots dans les points auxquels ment pour bien l’enfoncer. Veillez bien de fil sur les picots présents sur le cir- seront reliés les fils des potentiomètres, à ce qu’aucune broche ne soit hors de cuit imprimé et raccorder leurs extré- de la diode LED DL1 et du microphone. son emplacement. mités sur les broches des quatre poten- tiomètres, comme indiqué sur la figure Une fois toutes ces opérations effec- 563a. tuées, installez le circuit intégré IC1, Montage dans le boîtier c’est-à-dire le TL084, dans son sup- Lorsque vous reliez les fils vers la port, en dirigeant son encoche-détrom- Vous placerez le circuit imprimé dans diode LED, vous devez respecter la peur vers le condensateur C10. un boîtier plastique après avoir fixé, sur polarité, donc le fil relié à la broche la face avant, les potentiomètres de la plus longue devra être soudé sur le Si les deux lignes de broches de ce cir- sensibilité (voir R5), ainsi que les poten- picot du circuit imprimé marqué de la cuit intégré sont trop éloignées pour tiomètres de contrôle des basses (voir lettre A. 248ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LE COURS Figure 564 : Photo du circuit imprimé une fois tous les Figure 565 : Après avoir relié les potentiomètres à la face composants montés. avant, connectez leurs broches au circuit imprimé comme nous l’avons illustré sur la figure 563a. Si vous inversez involontairement ces de leur corps un morceau de film trans- des aiguës dans le sens des aiguilles deux fils, la diode LED ne s’allumera pas. parent de couleur rouge, bleue et jaune d’une montre. que vous trouverez dans les magasins Prenez ensuite le microphone et soudez, spécialisés dans les fournitures pour Avec un peu de pratique, vous par- sur les deux pistes qui se trouvent sur le dessin. viendrez rapidement à trouver la posi- son arrière (voir figure 563a), deux petits tion sur laquelle régler les quatre bou- morceaux de fil rigide de 1 mm de dia- Après avoir relié le cordon d’alimen- tons des potentiomètres pour obtenir mètre, en les repliant en L pour pouvoir tation au bornier des 220 volts, vous un allumage correct des trois les souder sur les deux picots placés en pouvez allumer le circuit par l’inter- ampoules. haut sur la gauche du circuit imprimé. médiaire de l’interrupteur S1 et, si vous n’avez commis aucune erreur, Comme vous pourrez le remarquer, Le corps du microphone doit dépasser vous verrez la diode LED s’allumer même en parlant ou en chantant à une de l’arrière du boîtier de quelques mil- immédiatement. certaine distance du micro, l’ampoule limètres. Pour le bloquer sur le pan- rouge clignotera en présence des notes neau, vous pouvez utiliser un peu de Vous pourrez alors essayer votre mon- basses, l’ampoule bleue en présence pâte à modeler ou de silicone. tage de lumières psychédéliques en des médiums et la jaune, en présence plaçant le micro à environ 10 ou 15 cm des notes aiguës. Important : A l’arrière du micro, se trou- du haut-parleur d’une chaîne Hi-Fi, vent deux pistes dont l’une est reliée d’une radio ou d’un téléviseur trans- N G. M. électriquement au métal qui recouvre mettant de la musique. le micro (masse), tandis que l’autre, Coût de la réalisation* qui est isolée, est la broche positive Au début, vous devez tourner les bou- (voir figure 561b). tons des basses, des médiums et des Tous les composants visibles sur la aiguës à mi-course et régler celui de la figure 563a pour réaliser les Le fil de masse doit être relié à la broche sensibilité sur une position permettant lumières psychédéliques pour du circuit imprimé marquée par la lettre aux trois ampoules de rester éteintes ampoules 12 volts LX.5021, y com- “M” et le fil positif à la broche du circuit en l’absence de sons ou de bruits. pris le circuit imprimé double face à imprimé marquée du signe “+”. trous métallisés sérigraphié, les 4 Dès que de la musique ou des voix se boutons, le cordon secteur ainsi que Reliez les deux fils qui alimenteront les feront entendre dans le haut-parleur, le boîtier avec face avant sérigra- ampoules de 12 volts aux borniers pla- les trois ampoules se mettront à cli- phiée : 465 F. Le circuit imprimé cés à côté des triacs. Vous pourrez gnoter avec plus ou moins d’intensité. seul : 110 F. acheter ces dernières dans n’importe quel magasin d’électricité ou les trou- Si vous remarquez que l’ampoule des * Les coûts sont indicatifs et n’ont pour but ver dans le rayon électricité de n’im- basses reste toujours allumée et que que de donner une échelle de valeur au lec- porte quelle grande surface. celle des aiguës reste toujours éteinte, teur. vous devez tourner le potentiomètre Ces ampoules n’étant pas colorées à des basses dans le sens inverse de l’origine, vous pouvez enrouler autour celui des aiguilles d’une montre et celui 249ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau

LEÇON N°24 LE COURS Apprendre l’électronique en partant de zéro vant de commencer à évo- Après avoir longuement expliqué le fonctionnement des différents quer les circuits intégrés digi- transistors, des thyristors et des triacs, nous allons maintenant abor- taux, il est nécessaire d’ex- der les semi-conducteurs qui travaillent exclusivement avec des pliquer la différence entre un signaux digitaux et qui sont connus sous leurs noms de portes signal analogique et un logiques : AND, OR, NAND, NOR et Inverter. signal numérique. Sans ces semi-conducteurs, nous n’aurions pas d’ordinateur, ni de Signaux calculatrices de poche ni d’appareils utilisant uniquement des signaux analogiques et digitaux digitaux comme, par exemple, les montres à écran digital, les fré- quencemètres, les multimètres digitaux, etc. Signaux analogiques Dans cette leçon, vous apprendrez donc ce que signifie “niveau On appelle signal analogique tout signal logique 1” et “niveau logique 0”, vous apprendrez à utiliser la table dont la tension varie de façon graduelle, de vérité des portes logiques et, comme toujours, vous pourrez vous c’est-à-dire que le signal commence exercer avec les portes logiques en réalisant les montages très avec une valeur de tension de 0 volt simples que nous vous proposons par la suite. pour atteindre progressivement sa valeur maximale puis, toujours pro- Une fois que vous connaîtrez le fonctionnement des portes logiques, gressivement, redescendre à 0 volt, vous n’aurez aucune difficulté à suivre les leçons suivantes. Nous comme il advient pour les ondes de y affronterons des circuits intégrés digitaux un peu plus complexes forme sinusoïdale, triangulaire ou en qui vous permettront de réaliser ce que vous n’auriez jamais ima- dents de scie (voir les figures 566, 567 giné pouvoir construire un jour, après, somme toute, si peu de et 568). leçons. Ainsi, la tension alternative du cou- Ce qui vous étonnera le plus, ce sera de pouvoir comprendre le rôle rant à 220 volts, ainsi que tous les de chaque circuit intégré dans n’importe quel appareil numérique. signaux basse fréquence que l’on pré- lève en sortie d’un microphone ou d’un amplificateur, sont des signaux analogiques. Signaux digitaux V max. V max. On appelle signal numérique tout 0 volt 0 volt signal dont la tension passe instan- tanément d’une valeur de tension de Tempo Tempo 0 volt à une valeur de tension maxi- male puis, toujours instantanément, Figure 566 : Les ondes de formes Figure 567 : Les ondes de forme redescend à 0 volt, comme il advient sinusoïdales qui montent vers leur triangulaire sont également pour les ondes de forme carrée (voir valeur maximale et redescendent vers considérées comme des signaux figure 569). leur valeur minimale, de façon analogiques car elles atteignent leur graduelle, sont des signaux de type valeur maximale et minimale de façon Les deux valeurs extrêmes d’un signal analogique. graduelle. numérique, c’est-à-dire 0 volt et sa 250ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours d’Electronique – Premier niveau