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Les composants actifs : les transistors bipolaires

L’électronique pour le musicien partie 4 test
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Nous continuons notre approche des composants de bases à connaître pour aborder des modifications ou des réalisation électroniques simples : dans cet article, nous allons faire un petit tour du côté des transistors.

L’article 3 de notre série concluait la présentation de base des composants passifs, c’est-à-dire, je le rappelle, ceux qui ne permettent pas d’amplifier un signal. Nous pouvons désormais passer aux composants actifs, dont on peut dire qu’ils sont au cœur du processus d’amplification. 

Pour bien débuter, on va se pencher sur les transistors bipolaires qui sont, historiquement, la base sur laquelle se sont développés de nombreux dispositifs, en particulier les amplificateurs opérationnels (sujets d’un prochain article).

Apprendre à reconnaître un transistor bipôlaire

Pour l’instant, presque tous les composants que nous avons abordés étaient des « dipôles », ce qui veut dire qu’ils avaient deux bornes de raccordement (les deux « pattes » d’un condensateur ou d’un LED, par exemple). Un transistor en a trois, on peut donc parler de tripôle.

La particularité des transistors est d’être contenus dans des boîtiers dont la forme peut fortement différer. Cependant, ces boîtiers sont normés et portent chacun une appellation spécifique comme : 

  • DSC_0151.JPG
  • DSC_0152.JPG
  • DSC_0153.JPG
  • DSC_0155.JPG

 Boîtiers TO220, TP18, TO3, TO92

Cette disparité s’explique, au moins en partie, par les applications diverses des transistors : comme pour les tubes, en amplification de signal, certains ne peuvent supporter que des puissances basses, et servent à la préamplification, tandis que d’autres sont fait pour dissiper jusqu’à 100 W et plus. Pas étonnant que leur taille varie en fonction...

Types de transistors NPN et PNP

Pourquoi ai-je utilisé le terme « bipolaire » ? Lorsqu’on avait abordé les diodes (hyperlien), on avait vu qu’il s’agissait de semi-conducteurs (elles ne laissent pas passer le courant dans toutes les situations) avec une polarité (un côté +, un côté -).

Un transistor aussi est un semi-conducteur. Mais si un transistor a trois bornes, comment s’établit sa polarité ? En fait, il existe deux possibilités : 

  • transistor NPN – négatif, positif, négatif
  • transistor PNP – positif, négatif, positif

Transistor symboles

Sur une diode j’avais signalé que la borne positive s’appelait « anode » et que la négative s’appelait « cathode ». Sur les transistors, chaque borne a également un nom (qui décrit sa fonction).

On a donc : 

  • E pour « émetteur »
  • B pour « base »
  • C pour « collecteur »

Parfois c’est écrit dessus : 

DSC_0157.JPG

Parfois non et, dans ce cas, il faut trouver et consulter la fiche technique ou « datasheet » du transistor.

On s’en doute : il faut donc être très attentif à l’orientation des transistors qu’on emploie. Pour tous les composants polarisés (on a vu précédemment les exemples des condensateurs et des diodes), une installation dans le mauvais sens va non seulement donner un circuit non fonctionnel mais pourra aussi causer des défaillances au point de vue des composants.

Dans le prochain article, nous parlerons des amplis opérationnels.

  • phm78
    phm78
    Posteur AFfamé
    410 posts au compteur
    Alors là, on touche le fond... c'est mieux expliqué dans le journal de Mickey.
    Bon je sors, je risque l'exclusion.
  • philrud
    philrud
    Squatteur d'AF
    3325 posts au compteur
    Tiens moi aussi, je mets mon grain de sel !

    Entièrement d'accord avec Chimimic.
    J'ajouterais qu'un cours vise un public. C'est évident qu'un cours pour débutants (même confirmés), c'est pas la même chose qu'un cours pour les "bêtes en électronique et en maths". Pour aider un guitariste à remplacer un transistor, il n'y a pas besoin de formules complexes, ça sert à rien = d'accord avec Offenbach qui le disait aussi à sa façon.

    Avant de passer aux ampli-ops, j'aurais juste souhaité que ce cours dise qu'il y existe 3 montages fondamentaux à transistors et c'est tout, sans les "décortiquer", pourquoi ? Ben parce qu'ils sont fondamentaux justement et il faut le savoir et ça permet déjà de savoir à quoi on a à faire lors d'un dépannage par exemple et d'éviter de se tromper et de mettre le transistor dans le bon sens.

    J'ajoute qu'étant de la vieille école, on ne parlait pas de quadripôles à l'école technique ou j'étais et pourtant on savait faire fonctionner un transistor dans sa zone de linéarité en traçant des courbes.

    Sinon, la démarche est bonne "Bien débuter" c'est le titre ici et ça veut bien dire expliquer les choses simplement pour initier les novices par exemple. Ceux qui veulent aller plus loin, il y a plein de cours sur le web.

    Bon, ben oui, l'erreur est humaine, qui ne se trompe jamais ? Faut rectifier quand on se trompe et c'est tout. Inutile de sortir l'artillerie lourde, faut le dire avec zenitude. Rester Cool. :boire:
  • Tall Ced
    Tall Ced
    Posteur AFfranchi
    76 posts au compteur
    Et si même chez les transistors il y a des bipolaires...
    Dans quel monde vit-on...
  • Frajean
    Frajean
    AFicionado
    1461 posts au compteur
    Merci strobo pour tous ces liens.
  • strobo
    strobo
    AFicionado
    2179 posts au compteur
    Je mets mon petit grain sel en tant que "vieux de la vieille" d'Audiofanzine qui est franchement déçu par ce contenu éditorial...
    Je me suis remis à l'électronique voici quelques temps (je ne pars pas de zéro, avec une formation initiale universitaire et quelques projets DIY) et je dois avouer que cette série, dont je me réjouissais car potentiellement appliqué à l'audio, est très mauvaise... :(

    Si on cherche un peu de pédagogie, il existe tellement de ressources de qualité sur Youtube pour se mettre le pied à l'étrier !
    PCBElectronique : https://www.youtube.com/channel/UCURvdtxiQWcLjtugSU6gi7g
    Thonain (un vrai débutant qui a fait part de ses progrès dans ses vidéos!): https://www.youtube.com/channel/UC4ltydtTT9HwtUI9l0kpf2Q
    Heliox ("maker" inspirante, qui est partie de zéro..) : https://www.youtube.com/channel/UCPFChjpOgkUqckj3378jt5w


    Et puis, il y a l'excellent Sonelec-Musique avec un article sur les transistors didactique qui ne rebutera pas le débutant: https://www.sonelec-musique.com/electronique_theorie_transistor.html

    Pour les costauds: jipihorn https://www.youtube.com/channel/UCSqyMHDUsc1gs6wz4sUy91w -> pour le coup, c'est lui qui m'a donné l'envie de m'y remettre, même si j'aurais dû reprendre par quelque chose de plus simple :lol:
  • citron69
    citron69
    Posteur AFfranchi
    88 posts au compteur
    J'aime bien le classique 'transistor man' d'horowitz et hill pour expliquer le transistor NPN sans trop de maths (sans sortir les quadripôles et les matrices).

    https://i.stack.imgur.com/FT8mP.png

    Mais bon, faudrait avoir défini ce qu'est un courant...
  • Frajean
    Frajean
    AFicionado
    1461 posts au compteur
    Je suis d'accord, mais dès qu'on parle de ces bases physiques, il faut enquiller sur la loi d'Ohm, le calcul de puissance, etc. Alors que certains ici voudraient "comprendre" l'électronique sans faire de maths :mrg:
  • citron69
    citron69
    Posteur AFfranchi
    88 posts au compteur
    Au lieu d'attaquer directement sur les composants, il faudrait commencer par poser les bases. Courant, tension, continu, alternatif, signal... Sans ces bases, difficile d'expliquer à quoi peuvent servir les composants.
  • Rémy M. (chimimic)
    Rémy M. (chimimic)
    Modérateur thématique
    13810 posts au compteur
    Entièrement d'accord, et je ne voulais pas être réducteur en ne parlant que des erreurs. J'ai bien dit aussi qu'il fallait tenir compte des messages précédents, qui pointent de façon évidente le peu de matière exposée. Moi aussi, j'attends plus que ça... en quantité ;)
  • Frajean
    Frajean
    AFicionado
    1461 posts au compteur
    Bien d'accord avec toi chimimic, mais le soucis n'est pas uniquement lié aux erreurs qui peuvent être corrigées. Ou aux notions fondamentales qui ont l'air d'être reportées à plus tard. Mais que ces articles ne font au mieux que quelques phrases utiles. Plus court, ce seraient des tweets de 256 caractères !
    Quand on compare avec les excellents tests de Synthwalker, longs dans un rapport 20 à 50 par rapport à ces pseudos cours d'électronique... Ou même les cours de théorie musicale fait par newjazz.
  • Rémy M. (chimimic)
    Rémy M. (chimimic)
    Modérateur thématique
    13810 posts au compteur
    Voilà que me vient l'envie de mettre mon grain de sel ;)

    Je donne des formations en audio et en électronique depuis près de 40 ans (39 ans pour être exact) auprès de débutants et de professionnels, en tête à tête (cours particulier) ou en groupe (ateliers ou classes), en présentiel et à distance. Et j'ai acquis une certitude… qui n'engage que moi.

    Le degré de connaissances initial de l'apprenant n'a aucune importance et transmettre son savoir avec des formules simples ne fait reculer personne (ces formules simples sont effectivement indispensables pour la compréhension de certains phénomènes). Les formules complexes ne devraient à mon avis être exposées qu'à des personnes confirmées, elles font fuir 95 % de l'auditoire débutant.

    L'important dans un cours (dispensé en présentiel ou à distance) ou dans un tutoriel (texte ou vidéo) est de donner l'envie d'aller plus loin. Qu'importe que l'on sache ou non répondre à toutes les questions (qui donc pourrait prétendre le faire ?), le minimum étant bien sûr de posséder le "niveau N+1" pour être capable de répondre au "niveau N".

    Se tromper dans un exposé met mal à l'aise (surtout quand il est soumis à un large public comme c'est le cas ici - Internet en général) mais reconnaître son erreur facilite l'excuse… tout le monde a le droit de se tromper. Il est exact toutefois qu'on ne peut pas se permettre d'accepter un matériau d'enseignement pour débutant qui comporte trop d'erreurs ou d'imprécisions. Cela contribue à augmenter la part de doute, voire pousse à des réactions brutales (retours incendiaires).

    Soyons bienveillants et constructifs. Laissons la chance à l'auteur de ces articles (que je ne connais pas du tout) d'entendre les critiques et d'en tenir compte pour corriger et améliorer ses supports (ce qu'il doit impérativement faire). Certains me trouveront probablement trop "laxiste" ou "pas assez sévère", arguant qu'il faut tout de même un minimum de "contrôle avant publication". C'est vrai, je suis plutôt d'accord avec ce principe. Mais les choses étant faites, le "Il aurait fallu que…" pourrait devenir "Et si on faisait comme ça…".

    Je crois que dans le fond cette série d'articles a du positif : ceux qui connaissent les sujets abordés peuvent contribuer utilement, et ceux qui n'y connaissent rien apprennent au moins deux choses : technique électronique (avec corrigés) et technique d'enseignement…

    Si l'auteur de ces articles d'initiation et AudioFanzine entendent ce message ainsi que ceux qui précèdent, alors on avancera ;)
  • Lenoir
    Lenoir
    Posteur AFfiné
    112 posts au compteur
    Un concept qui me semble totalement abscons, au point que j'ai même du mal à l'appréhender, c'est comprendre en quoi un "étalage de savoir académique" rabaisserait les gens. N'est-il pas possible qu'au contraire, ça leur donne envie d'apprendre, d'acquérir cette fameuse connaissance ? Est-ce que ça veut dire que certains voient le monde peuplé d'ignares souffrant de complexes d'infériorité ?

    Parce que, sans déconner, un apprentissage doit bien commencer quelque part. Et l'électronique fait partie de ces quelques disciplines dont l'apprentissage ne peut commencer sans formules et l'étude de quelques lois élémentaires. Sinon, si on se sent 'rabaissé', c'est plutôt simple : on ne s'y met pas.
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