TP n°8 : Etude d'une
DEL infrarouge et d'un phototransistor
Objectifs : étudier deux composants électroniques : une DEL
I.R et un phototransistor afin de réaliser au TP prochain un lecteur de code
barre.
- Etude d'une diode électroluminescente infrarouge (DEL I.R)
- Les infrarouges
Le soleil émet de la lumière. Parmi la quantité de lumière émise par
celui-ci on peut distinguer plusieurs types de rayonnement :
- le rayonnement du visible : c'est celui que perçoit l'œil. Ce qui le
caractérise c'est sa couleur.
- Les ultraviolets : c'est un rayonnement invisible. C'est celui qui vous
permet de bronzer l'été et qui est responsable des coups de soleil.
- Les infrarouges : c'est aussi un rayonnement invisible. La peau est
sensible à ce rayonnement car il provoque une sensation de chaleur.
- la DEL I.R
Caractéristiques nominales : I=100 mA pour Udiode=1,40V
On étudie le montage ci-dessous. La diode I.R est branchée
en série avec une résistance de protection aux bornes d'un générateur de
tension continue.

- Pour une tension aux bornes du générateur égale à 5,0V, calculer la
valeur minimale Rp de la résistance de protection pour respecter
les caractéristiques nominales de la diode.
- Choisir une valeur normalisée pour Rp
- Réaliser le circuit électrique sur la plaque de connexion.
- Comment s’assurer simplement que la diode émet des infrarouges ?
- Etude d'un phototransistor.
- Le transistor
- Description
Le transistor classique est un tripôle : il possède trois
bornes repérées par les lettres B (la base), E (l'émetteur) et C (le
collecteur).

Le transistor
b) principe de fonctionnement
Une résistance R de 470W en
série avec un interrupteur est branchée aux bornes d'un générateur
délivrant une tension continue de 5,0V. Un ampèremètre permet également de
mesurer l’intensité du courant.
- Flécher la tension positive aux bornes de la résistance.
- En déduire l'intensité du courant qui traverse le circuit.
- Vérifier vos calculs en le simulant à l'aide de Crocodile physics. On
utilisera les composants n°1, 8, 25 et 45 pour réaliser son circuit (voir
fiche d’utilisation de Crocodile physics dans le classeur bleu)

- Supprimer (à l'aide du bouton crocodile
) l’interrupteur précédent puis modifier votre montage précédent afin
de simuler celui ci-dessous (utilisé le transistor repéré par le n°36).

- Faire varier la tension UBE entre 0,1 V et 0,8 V par saut de
0,1V.
- Noter pour chaque valeur de UBE l’intensité du courant qui
traverse la résistance R de 470W ainsi que la
tension UCE. Faire apparaître vos résultats de la simulation
dans un tableau (un courant de l’ordre du microampère sera considéré
comme nulle).
- Conclure : Le transistor joue le rôle d'un interrupteur commandé.
Expliquer ce rôle. Comment est-il commandé ? Où est l'interrupteur ?
- Le phototransistor
a. Principe de fonctionnement
Pour le phototransistor, la base est reliée dans le
composant à l'émetteur : c'est donc un dipôle qui est repérée par ses
bornes C et E. Le passage du courant de C vers E est commandé par de la
lumière Infrarouge captée par le composant.

- Supprimer sur votre circuit précédent le générateur branché aux
bornes B et E du transistor.
- Remplacer le transistor par un phototransistor accompagné d'une lampe
(composant n°20).
- Simuler votre circuit puis noter vos observations.
- Le phototransistor peut-il aussi jouer le rôle d’un interrupteur
commandé ? Expliquer.
b. Association de la DEL IR avec le phototransistor.
On étudie maintenant le circuit électrique
suivant (obtenu en combinant le précédent avec celui du I)

Compléter le texte suivant expliquant le fonctionnement du
circuit :
- Quand l’interrupteur du circuit 1 est fermé, la ……… fonctionne
dans ses conditions ……………….. . Elle émet des ……..-………
qui sont captés par le ……………………. qui laisse passer le
………. du circuit 2. Le phototransistor se comporte alors comme un
……………… …………….. et la tension UCE à ses
bornes est de ……….. .
- Quand l’interrupteur du circuit 1 est ouvert, la …..…… n’émet
plus d’…….…..-…….…… . Le phototransistor ne laisse plus
passer le ………….. et il se comporte alors comme un ………………
…………….. : la tension UCE à ses bornes est de
……….. .
- Réaliser sur une même plaque de connexion les 2 circuits afin de
vérifier vos prévisions. On utilisera le même générateur 5 V continue
pour les 2 montages ainsi qu’un voltmètre pour mesurer la tension UCE
aux bornes du phototransistor et un ampèremètre pour mesurer l’intensité
du courant dans le circuit 2.
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Claire RANDON et Tony BOIVIN
Professeurs de sciences-physiques
Lycée Augustin Thierry 41000 Blois
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