Brevet FR2653573A1 — publié le 19910426

L'invention concerne un dispositif automatique de polarisation pour transistor à effet de champ. Dans un transistor à effet de champ le courant dans le drain dépend de la polarisation de grille. Le temps de réponse de polarisation doit être très court, pour éviter l'emballement de la polarisation. Les dispositifs actuels utilisés pour la polarisation d'un transistor à effet de champ sont laborieux d'utilisation de par leurs systèmes de temporisations des différentes tensions utiles ; la tension de grille devant apparaître avant la tension de drain. Un tel dispositif de polarisation est donc constitué d'un certain nombre de composants nécessaires pour résoudre le problème de temporisation et celui des réglages manuels du courant de drain. Un tel 2 circuit prend donc beaucoup de place (20 à 30 cm au minimum). L'invention a pour objet de résoudre ces différents problèmes. Elle propose à cet effet un dispositif de polarisation à effet de champ, caractérisé en ce qu'il comporte - un circuit de génération du courant de drain de ce transistor - une boucle automatique de surveillance de la tension de grille de ce transistor. Avantageusement l'invention permet 2 - un gain de place (quelques cm - un gain de consommation - une procédure améliorée de mise en route : Il n'y a pas de délai à attendre. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en référence à la figure annexée qui illustre le dispositif de l'invention. Comme représenté sur la figure 1, le dispositif de l'invention comprend - un circuit 10 de génération du courant de drain du transistor à effet de champ 11 ; - une boucle automatique 12 de surveillance de la tension de grille VG de ce même transistor 11, ou circuit "balast" pour tension c'est-à-dire de régulation de tension de grille qui accepte de fortes variations de tension collecteur-émetteur VCE par exemple de -10 volts à 0 volt en fonction du transistor utilisé : ce circuit permettant de "vider" la tension collecteur-émetteur en fonction de la demande. Avantageusement le dispositif de l'invention peut comporter en outre, un circuit alarme 13 permettant de comparer la tension de drain du transistor à effet de champ respectivement à un seuil haut VH et à un seuil bas VB et de fournir une information logique VL et une information visuelle. Une telle tension logique VL permet de savoir si le circuit fonctionne normalement : Elle peut servir pour la gestion de plusieurs circuits, par exemple en utilisant un ordinateur qui centralise une telle donnée. Elle peut également être utilisée pour couper la polarisation du transistor effet de champ. Dans la réalisation représentée, à titre d'exemple, sur la figure 2, on considère un transistor effet de champ 11 bas courant faible bruit pour obtenir une réception sensible. A partir d'une valeur "talon", ou minimum, du courant que l'on connait on peut déterminer une gamme de polarisations des circuits 10 et 11 et les valeurs des tension et courant de drain VD et ID du transistor FET 11. Dans cette réalisation les circuits 10 et 12 sont alimentés respectivement par une tension de polarisation +V et une tension de polarisation -V. Ainsi on trouve en série entre la tension de polarisation +V et la tension de polarisation -V : - un premier transistor NPN T1 ; - une résistance Rd de charge - un second transistor PNP T2 - une résistance R1. Ces deux transistors T1 et T2 sont polarisés à l'aide de trois résistances en série R2, R3 et R4 disposées entre les tensions de polarisation +V et -V ; une diode Zener D1 et un transistor NPN T4 étant connectés entre le point commun des résistances R2 et R3 et la masse. L'émetteur du transistor T2, relié à la résistance de charge Rd, est relié au drain du transistor à effet de champ 11. Le collecteur du transistor T2, relié à la résistance R1, étant connecté à la grille du transistor à effet de champ 11 au travers d'une résistance R5, cette grille étant également reliée à la masse au travers d'une capacité de filtrage C1. Le transistor T2 est monté en VCE libre ce qui permet d'obtenir une tension de grille VG qui peut varier de -10 volts à 0 volt. Dans cette réalisation le circuit alarme 13 comprend deux amplificateurs opérationnels Al et A2. Ces deux amplificateurs ont une entrée reliée au drain du transistor effet de champ 11, et leur seconde entrée reliée au point milieu d'un réseau de deux résistances en série entre la base du transistor T1 et la masse : soient R6, R7 et R8, R9. Un transistor NPN T3 de visualisation a sa base reliée aux sorties des deux amplificateurs Al et A2 respectivement au travers de deux diodes D2 et D3 et d'une résistance R10. Il a son collecteur relié à la base du transistor T1 au travers d'une résistance R13 et son émetteur relié à la masse au travers d'une diode de visualisation D4. Une résistance Rîl est disposée en amont de la sortie logique VL. Le circuit alarme 13 sert à comparer la tension de drain VD respectivement à un seuil haut VH et à un seuil bas VB. Ces circuits fournissent ainsi une information de disfonctionnement sous forme logique et sous forme visuelle. A titre d'exemple plusieurs cas d'alarme peuvent se présenter - s'il y a court-circuit grille-masse pour le transistor T2 la tension VD va décroitre et le deuxième amplificateur A2 va alors fonctionner - s'il y a circuit ouvert pour la tension de grille VG du transistor T2, le courant de drain ID va décroitre, le premier amplificateur va alors fonctionner - s'il y a court-circuit sur le drain du transistor T2, le second amplificateur A2 va alors fonctionner - s'il y a circuit ouvert sur le drain du transistor T2, le courant dans la résistance RD va décroitre et le premier amplificateur A2 va alors fonctionner En cas d'alarme on obtient une tension VL ; le transistor T4 conduit, la tension base collecteur de ce transistor est "pincée", et le courant est limité dans la résistance R2.On obtient ainsi une protection supplémentaire. On fait chuter la tension de base du transistor T1 : En effet la diode Zener devient transparente car elle est court-circuitée. Dans un exemple de réalisation, on considère les caractéristiques suivantes R1 = quelques k k# (par exemple 10 kSL R2 A 300L R3 4~ 2 k# R4 d; 1 kSL R5 = quelques kSL Rd d; 100 kSL = = +12 V VDlz 9 V (tension aux bornes de D1) VL = 7 à 8 V VD > 4 V ID CL 30 mA Ainsi avantageusement le dispositif de l'invention comprend une partie polarisation sécurisée et une seconde partie indication de disfonctionnement : Le tout sur un même module.Ce dispositif est alimenté à partir d'une source de tension continue symétrique basse tension de f 8 volts à + 24 volts selon les disponibilités. Il délivre une tension grille VG négative et une tension de drain positive, ainsi que des informations de disfonctionnement. Le système de polarisation est combiné à une fonction alarme qui prélève ses informations sur le drain du transistor effet de champ. Les données d'alarme traitées par les amplificateurs peuvent être soit visuelles soit utilisées pour un interface de gestion. Le transistor effet de champ est automatiquement polarisé dès la mise sous tension. Pour imposer une tension VO et un courant ID constant, on chosit une polarisation judicieuse des transistors T1 et T2, de telle sorte que le choix de la résistance Rd permet d'avoir différentes possibilités de valeur du courant de drain ID pour différents transistors à effet de champ. Le dispositif de l'invention n'est donc pas restrictif d'utilisation, car pour quelques tensions de VD et courant ID choisis, la tension grille VG négative est automatiquement ajustée par la tension collecteur-émetteur transistor T2 : Celui-ci travaillant à potentiel de base fixe. Le transistor à effet de champ 11 est automatiquement protégé par le circuit de polarisation de telle sorte que s'il intervient une variation de la tension de grille VG (court-circuit ou circuit ouvert) le courant ID ainsi perturbé se retrouve aussitôt limité par la résistance Rd ou dans un autre cas de figure la tension VD est automatiquement limitée par la tension émetteur du transistor T1 fixé à la tension base-émetteur Vbe près, par la diode Zener D1. Le système n'est pas restrictif d'utilisation, car pour quelques tensions de VD et courant ID choisis, la tension de grille VG négative est automatiquement ajustée par la tension collecteur-émetteur du transistor T2, celui-ci travaillant à potentiel de base fixe. Il peut être utilisé pour polariser un amplificateur à plusieurs transistors effet de champ à condition de multiplier le circuit d'alimentation en fonction des transistors à polariser. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer ses éléments constitutifs par des élements équivalents sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Dispositif automatique de polarisation pour transistor à effet de champ (11), caractérisé en ce qu'il comporte - un circuit (10) de génération du courant de drain (ID) de ce transistor - une boucle (12) automatique de surveillance de la tension de grille (VG) de ce transistor. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit alarme (13) permettant de comparer la tension de drain du transistor effet de champ (11) à un seuil haut (VH) et un seuil bas (VB). 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, entre une première tension de polarisation(+V)et une seconde tension de polarisation (-V) - un premier transistor (T1) - une résistance (Rd) de charge - un second transistor (T2) - une résistance (R1) ces deux transistors (T1 et T2) étant polarisés à l'aide de trois résistances en série (R2, R3 et R4) disposées entre les deux tensions de polarisation (+V et -V) ; une diode Zener (D1) étant connectée entre le point commun des deux premières résistances en série (R2 et R3) et la masse ; l'émetteur du second transistor (T2), relié à la résistance de charge (Rd), étant relié au drain du transistor à effet de champ (11), le collecteur de ce second transistor (T2) étant relié à la grille du transistor à effet de champ (11) au travers d'une résistance (R5), cette grille étant également reliée à la masse au travers d'une capacité de filtrage (C1). 4/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit alarme (13) comprend deux amplificateurs opérationnels (Al et A2) ; ces deux amplificateurs ayant une entrée reliée au drain du transistor effet de champ (11), et leur seconde entrée reliée au point milieu d'un réseau de deux résistances en série entre la base du premier transistor (T1) et la masse (soit R6, R7 et R8, R9). 5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un transistor (T3) de visualisation a sa base reliée aux sorties des deux amplificateurs respectivement au travers de deux diodes (D2 et D3) et d'une résistance (R10), son collecteur relié à la base du premier transistor (T1) au travers d'une résistance (R13) et son émetteur relié à la masse au travers d'une diode de visualisation (D4).