Les multivibrateurs

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Généralités

Les multivibrateurs sont des montages qui permettent de générer en sortie une tension rectangulaire donc les niveaux hauts et bas sont plus ou moins stables.
En fonction de cette stabilité, on distingue:

  • Les multivibrateurs astables.
  • Les multivibrateurs monostables.
  • Les multivibrateurs bistables

Les astables sont des autos-oscillateurs, car ils ne reçoivent aucune impulsion de l'extérieur alors que les monostables et les bistables sont les oscillateurs de déclanchement. Tout multivibrateur comporte obligatoirement les organes suivants:

  • Un élément actif (le transistor, l'amplificateur opérationnel, les portes logiques etc.)
  • Un organe accumule de l’énergie (le condensateur)
  • Un organe qui dissipe de l’énergie (résistance)

En fonction de l'élément actif, on distingue les multivibrateurs à transistor, les multivibrateurs à porte logiques et enfin les multivibrateurs à circuit intégré (NE555 ; 74121).


Les multivibrateurs astables

Un astable ou horloge est un dispositif qui charge d'état spontanément sans qu'il soit nécessaire de lui appliquer une impulsion de commande. Il délivre à sa sortie un signal rectangulaire caractérisé par sa période T et sont rapport cyclique ß=T1/T
T1: durée du niveau haut.

Les astables à transistor

 

Rappel sur le fonctionnement du transistor en commutation

 

On dit qu'un transistor fonctionne en commutation lorsqu'il n'est en équilibre durable qu'à l'état saturé ou à l'état bloqué. Cela signifie que lorsqu'il passe de l'un à l'autre des états, la transition est très rapide. On définit généralement deux temps pour la commutation du transistor.
ton : temps de passage de l'état bloqué à l'état passant.
toff: temps de passage de l'état passant à l'état bloqué.
Ces temps sont faibles de l'ordre de ton=60ns et toff=450ns pour les transistor ordinaires et ton<20ns et toff<40ns pour les transistor de commutation.

 

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Soit le schéma ci-dessus, le transistor T est dit saturé si les jonctions "base-émetteur" et "base-collecteur" sont polarisées en direct ou d'une manière pratique.


IB>ICmin
ICsat = (VCC-VCEsat)/RC
0V < VCEsat < 0,2V
Or VCESat varie de 0 à 0,2V pour les transistor ordinaires et peut atteindre 1V pour les transistors de puissance d'où VCESat=0
IB = (VBB-VBE)/RB
Plus RB est petit, plus IB est grand. On définit le IB de juste saturation IBJS
IBJS = ISatmin = VCC/RCßmin
Pour une bonne conception, il faut que IB10IBJS. On appelle facteur de saturation de rapport de IB sur IB de juste saturation. Ce rapport doit être supérieur à 10 pour une bonne conception. Le transistor T sera bloqué lorsque les jonctions "base-émetteur" et "base-collecteur" seront polarisées en inverse. D'une façon pratique pour bloquer le transistor, il suffit d'annuler le courant IB pour cela il faut appliquer entre la base et l'émetteur une tension inférieure au seuil VBE=0,7V pour le cas de notre schéma, il faut que VBB<0,7V.