Dernière mise à jour le 20/07/2014
Présentation
Ce présent article explique les calculs (calculs simple), sur le fonctionnement d’un montage Darlington, puis, je donnerais quelques exemples avec différents montages électronique et l’utilisation d’un montage Darlington. Le montage Darlington est un montage qui à pour but d’augmenter le gain. Les exemples seront fais sur des transistors 2N2222A (boitier métallique).
Alimentation d’une led 20mA sous 10V
Ce montage électronique n’utilise pas un montage Darlington, mais simplement un transistor type 2N2222A (boitier métallique).
La base est alimentée sous une tension de 5Vdc et la led elle doit être alimentée sous une tension d’environ 2V ce qui donne :
R1=(U-Uled)/Iled=(10-2)/0,020=400 Ohms,
En ce qui concerne la résistance au niveau de la base du transistor, celle-ci doit être de 2200 Ohms oui !!car, le courant de base ce calcul par Ib=Ic/béta et en régime saturé lorsque le transistor est 100% passant le gain est de 10 ce qui donne Ib=0,02/10=0,002.
Ainsi R2 est égale à R2=(5-Vbe)/Ib=(5-0,6)/0,002=2200 Ohms.
Exemple 1
De la même façon mais cette fois-ci en utilisant le gain du transistor, la tension aux bornes du transistor 2N2222A en l’occurrence Vce admet une tension maxi de 40V, nous avons de la marge…
Si nous voulons utiliser le transistor en mode non saturer c’est-à-dire quand le transistor n’est pas passant à 100%, alors dans ce cas il faut faire appel au gain du transistor, (ce que montre l’exemple 1 est l’inverse puisque nous somme en régime saturé 100% passant et le gain est très faible), il en résulte que nous allons trouver une tension aux bornes de Vce supérieure à la tension de saturation. (Vce>Vce sat).
Pour un courant de 20mA le gain est situé à 200 pour un transistor 2N2222A, ce qui donne:
Ib=Ic/béta=0,02/200=100µA,
Le courant dans la résistance R1=(U-Uled-5)/0,02=(10-2-5)/0,02=150 Ohms,Puis R2=(5-Vbe)/0,000100=44000 Ohms.
Exemple 2
Montage Darlington
Imaginons que nous souhaitons commander cette résistance avec un courant Ic (courant du collecteur) de 20mA, or le courant de base lui est très très petit de l’ordre du nA (nano). Il serais impossible avec un tel courant d’obtenir 20mA pour alimenter cette led.
Mettons donc deux transistors comme le montre le schéma électronique ci-dessous:
Exemple 3
C’est ce qu’on appel un montage Darlington. Les deux transistors sont identiques, nous savons que pour un courant 20mA le gain est de 200, or la formule Ib=Ic/béta est remplacé par Ib=Ic/(béta*béta).
Pour un courant Ic=20mA nous avons Ib=0,02/(200*200)=500nA soit 0,5µA, la résistance R1=(10-Uled)/0,020=400 Ohms, et R2=(5-0,7-0,7)/0,000000500=7200000 Ohms !!! Ce qui serait intéressant c’est de regarder le courant qui se situe dans les deux transistors, comme le montre l’exemple ci-dessous:
Exemple 4
Les calculs sont simples encore une fois, le courant Ic=20mA et le courant de base Ib=500µA. Prenons un cas purement théorique, et supposons que le courant Ic ce divise en deux, une partie de ce courant circule dans Q1, et l’autre partie de ce courant circule dans Q2, il en résulte que nous avons 10mA dans Q1 et 10mA dans Q2. Or pour un courant de 10mA dans Q2, nous avons un gain d’environ 195, ce qui donne un courant de base de 0,5µA soit Ic1(dansQ1)=Béta*Ib=0,000000500*195=97,5µA et non 10mA !!!, et Ic2(dans Q2)=Ic1*195=0,0000975*195=0,019 soit 20mA et non 10mA !!!, Tiens d’ailleurs c’est les résultats à quelque chose près sur ci-dessus.
Exemple 5
Ic=40mA
Pour un courant Ic=40mA et divisons le total par deux pour obtenir Ic1=20mA et Ic2=20mA comme dis précédemment Ib= Ic/(B*B)=0,04/(200*200)=1µA encore très petit. Pour le premier transistor, le gain est de 200 soit Ic1=0,000001*200=0,2mA et pour Ic2 le gain est aussi de 200 soit Ic2=0,0002*200=0,04. Il en résulte que tous le courant passent dans Q2 et un très faible courant circule dans Q1.
Exemple 6
Ic=0,6A
Prenons un courant de 0,6A qu’on re-divise par deux (on dira qu’il y’a 0,3A dans Q1 et 0,3A dans Q2), pour un courant de 0,3A le gain est d’environ 125 ce qui donne Ib=Ic/(B*B)=38,4µA, soit Ic1=0,0000384*125=4,8mA et Ic2=0,0048*125=0,6A, il en résulte que il y’aura environ 4,8mA dans Q1 et 0,6A dans Q2 !! Attention quand même puisque le 2N2222 ne supporte que Ic=0,7A maxi, il serait plus judicieux de mettre un autre transistor type « TIP », ce n’est pas un jeu de mot je parle par exemple du TIP122 ou autres transistor squi peuvent supporte jusqu’à 5A au niveau du collecteur, avec des très faible courant sur la base, les transistor Darlington ont eux des Gains très grand, je vous laisse consulter leur datasheet.
