Inductance électronique : simulation à transistor (2)

nina67

Nina67 - Le 3 janv. 2011 19:51
Mise à jour : Le 23 juil. 2015 05:40

Pour l'inductance électronique comme pour l'inductance réelle, le courant qui la traverse s'établit progressivement à la mise sous tension. Mais il existe en plus un petit retard au démarrage du courant. Ce retard est dû à la tension de seuil du transistor. En effet, le transistor est bloqué tant que Uc n’a pas atteint pas le seuil (appelé ici "Vbe") de 0.6V. Uc se charge à travers R et RL en série, avec une constante de temps égale à (R+RL).C. inductance electronique simulation a transistor 2 0Montage équivalent lorsque le transistor est bloquéEn fait, la tension aux bornes de C (appelée Uc) tend vers Ve tant que le transistor est bloqué. Lorsque Uc atteint la tension de seuil Vbe, le comportement devient différent mais ne nous intéresse plus pour le calcul du retard.
inductance electronique simulation a transistor 2 1Evolution de Uc si le transistor était toujours bloquéOn écrit que à t=TD, Uc=Vbe. D'où :inductance electronique simulation a transistor 2 2Ici, Vbe représente la tension de seuil du transistor.Le développement limité en 0 de la fonction s'écrit 1/(1-u)=1+u

Et le développement limité en 0 de la fonction ln s'écrit ln (1+u) = u.

On a donc l'approximation en 0 : ln(1/1-u)) = u

Ici, la petite quantité u est égale à Vbe/Ve.

 

 Cela permet d'éliminer le logarithme. D'où l’expression approchée :inductance electronique simulation a transistor 2 3

Vbe : 0.6V (tension de seuil de la jonction base-émetteurOn peut aussi simplement déduire ce retard en supposant linéaire de 0 à Vbe la croissance de la tension Uc. Il faut alors observer les triangles de Thalès ci dessous :inductance electronique simulation a transistor 2 4D'après le théorème de Thalès :AB / CB = AD / EDDonc :AB = CB x AD / EDOn retrouve l'expression du retard TD (longueur AB) encadrée en jaune (voir plus haut).Simulation SPICE de l'inductance électroniqueLa réponse en fréquence est une vérification complémentaire. On simule les réponses en fréquence suivantes : inductance électronique et inductance théorique calculée (voir ci dessous).

 

Eléments parasites du transistor de l'inductance électronique

 

On ajoute une capacité en parallèle pour tenir compte de la capacité base-collecteur qui offre un passage au courant à haute fréquence. La résistance R2 modélise R dans l’inductance électronique, en parallèle avec la résistance d’effet Early (plateau dans la bande 100kHz à 1MHz). R1 représente la chute de tension en continu.inductance electronique simulation a transistor 2 5Simulation SPICE : réponse en fréquence (analyse AC)

Ici, la source de tension continue 30V polarise le transistor.

 

inductance electronique simulation a transistor 2 6Réponses en fréquence des inductances électronique et théorique

 

On constate que l'inductance simulée (courbe verte) donne un résultat quasi identique à l'inductance réelle (courbe rouge).

 

L est calculée avec la formule approchée L = RE.R.C.Pour l'explication de la formule, Voir article Inductance électronique : simulation à transistor.

 

Applications

- présenter une forte impédance d'entrée en alternatif et non en continu. Un circuit peut ainsi s'alimenter en continu sur une tension d'alimentation où se superpose un signal alternatif qui ne doit pas être atténué par l'impédance d'entrée dynamique (télécommunications, bus de communication, etc).

 

- intérêt pédagogique pour une utilisation du transistor bipolaire originale

 

- en pratique, 3 petits composants remplacent une grosse inductance encombrante, chère et lourde.

Karim22
Le 31 juil. 2012 00:59

j'ai un multimetre elec comment le faire mesuré la fréquence ci c'est possible merci.

nina67
Nina67
Le 31 juil. 2012 15:06

Bonjour, on ne peut pas mesurer la fréquence avec un multimètre qui n'a pas cette fonction ! Peut-être que vous trouverez des montages qui convertissent une fréquence en une tension continue que vous pourrez mesurer. Cordialement

Le 16 févr. 2017 23:15

Bonjour,
Il manque le schema Spice, il n'est plus visible.
Cdt.