Transistor 2SC5200 et 2SA1943 pour ampli

Les transistors 2SC5200 et 2SA1943 sont tout à fait adaptés aux amplis audio de grande puissance. Il est fréquent d'en monter plusieurs paires en parallèle pour des amplis de plus de 100 ou 150 Watts RMS. Cet article décrit les caractéristiques principales de ces transistors de puissance.

Voila ce qu'il faut savoir sur les transistors 2SC5200 et 2SA1943 pour réaliser un ampli audio hifi ou sono. Les données sont issues de Toshiba.

Transistors 2SC5200 et 2SA1943 pour ampli

Les valeurs à ne pas dépasser (absolute maximum ratings) sont les suivantes :

Tension Vce : 230 V max

Courant collecteur Ic : 15 A

Courant de base : 1,5 A

Puissance dissipable : 150 W (boitier maintenu 25°C)

Cette puissance maximum à ne pas dépasser est une utopie qu'on ne jamais réaliser en pratique : il faudrait maintenir l'arrière du transistor à 25°C sur un radiateur infini qui ne s'élève pas d'un seul degré malgré toute la chaleur à dissiper. De plus il faut un contact thermique parfait entre le transistor et le radiateur. En pratique, c'est impossible à réaliser...

Tension base émetteur inverse : 5 V (c'est très souvent le cas pour les transistors bipolaires : pas plus de 5 V de tension inverse sur la base).

Le complémentaire du 2SC5200 (transistor NPN) est le 2SA1943 (transistor PNP).

Transistor 2SC5200 et 2SA1943

Amplis audio avec transistor 2SC5200 et 2SA1943

Les transistors 2SC5200 et 2SA1943 sont parfaits pour réaliser des amplis audio de grande puissance. Pour un ampli de 100 W rms en sortie, la dissipation de l'ampli se limitera à 50 W environ. Chaque transistor est donc amené à dissiper 25 W en moyenne.

En pratique pour un ampli, une paire de 2SC5200 2SA1943 convient pour 100 W rms, et au grand maximum, avec un excellent refroidissment 200 W rms. Si on compte "pousser" une paire de 2SC5200 2SA1943 jusqu'à 200 W rms de sortie pour un ampli, il ne faut pas mettre de mica ou silicone, mais plutôt fixer directement le transistor sur le radiateur. Dans les montages classiques, chaque boitier est relié au collecteur du transistor, donc à l'alimentation +Vcc ou -Vcc. Il faut donc deux radiateurs identiques séparés isolés électriquement.

Exemple de dimensionnement : ampli 100 W rms à 8 Ohms

Alimentation : transfo 2 X 35V 100 VA, 2 condensateurs 4700 uF 63 V.

Pour obtenir de plus grandes puissances pour une sortie d'ampli, il faut augmenter la tension d'alimentation et mettre en parallèle des paires de transistors, avec leur résistance d'émetteur 0,22 ohms 3W. La résistance d'émetteur a pour but de partager de façon à peu près équitable les courants entre les transistors montés en parallèle. Leur dissipation sera donc à peu près la même. Plus on réduit les résistances d'émetteur (0,1 Ohm par exemple), moins la partage sera bon. Plus la résistance d'émetteur est élevée (0,47 Ohm par exemple), plus la dissipation dans celle ci est élevée. C'est une affaire de compromis, mais 0,15 ou 0,22 Ohm est une valeur adaptée.

Pour un ampli de 250w rms ou 300w rms (à 8 Ohms ou à 4Ohms), il faut prévoir 2 paires de transistors en parallèle. Si on souhaite prévoir une marge supplémentaire pour faire un ampli robuste thermiquement, on peut tripler les paires 2SC5200 et 2SA1943.

Pour construire un ampli de 2x250W rms avec des 2SC5200 et 2SA1943, il faut au total 4 2SC5200 et 4 2SA1943 (8 transistors au total).

Gain hfe des transistors 2SC5200 et 2SA1943

Il existe deux groupes de tranistors 2SC5200 et 2SA1943 : les (R) et les (O)

groupe (R) : gain hfe entre 55 et 110

groupe (O) : gain hfe entre 80 et 160

Ces valeurs sont mesurées à Vce = 5 V et Ic = 1 A.

Si vous réalisez un ampli, l'idéal est de choisir un seul type de transistors pour éviter de mélanger les R et les O.

Transistors 2SC5200 et 2SA1943 : contrefaçons

Attention aux contrefaçons ! Des prix attractifs dans le grand public et sur internet peuvent proposer en réalité des transistors contrefaits ! Eh oui, il n'y a pas que les faux monnayeurs pour l'argent. Les mêmes fraudes existent sur les transistors, principalement les transistors de puissance. Méfiance donc. Il n'y a pas de règle générale, mais si votre ampli saute alors que vous absolument sur du schéma et des branchement, il s'agit peut-être de contrefaçons.