Traceur de courbes caractéristiques

From Eric

Un traceur de courbe caractéristique (curve tracer) est un équipement permettant d'afficher la fonction U=f(i) d'un composant. L'article "curve tracer" de Wikipedia présente un certain nombre d'appareils de mesure professionnels qui réalise cette fonction.

Les montages existants

Je cherche un montage facile à réaliser. On en trouve plusieurs :

• Octopus curve tracer est une version très minimaliste qui utilise un transformateur pour produire le signal d'excitation. (On retrouve le même montage à l'adresse http://www.changpuak.ch/electronics/Curve_Tracer.php.)
• Un autre montage minimaliste.
• Le montage présenté à l'adresse http://www.intio.or.jp/jf10zl/trct.htm qui utilise un compteur 7490 dont le signal d'horloge est issu du signal de sortie d'un transformateur et dont la sortie alimente un ADC primitif.
• L'article Trace voltage current curves on your PC utilise Excel et le port imprimante d'un PC pour générer les signaux et réaliser les acquisitions.
• Le montage présenté à l'adresse http://www.changpuak.ch/electronics/Curve_Tracer_advanced.php est une version élaborée du montage minimaliste... Elle utilise 3 transformateurs...
• Le site http://makeprojects.com/Project/Arduino-BiCMOS-Curve-Tracer/1427/1 présente un traceur à base d'Arduino. SciLab est utilisé pour afficher les courbes.
• http://www.diyaudio.com/forums/vendors-bazaar/205733-intelligent-curve-tracer-3-0-release.html est sans doute le montage le plus complet (et complexe). A noter que le concepteur vend son appareil.
• Un modèle de chez Elektor. Il semble comporter des bugs.
• Un modèle commercial (pour un centaine de $) : http://www.circuit-ed.com/CT100-USB-Semiconductor-Curve-Tracer-P17C5.aspx. Ce modèle utilise le port USB. Il n'est plus fabriqué! Il est décrit dans la revue Nuts and Volts de février 2008
• Un montage proposé par Maxim dans l'application note 253 (voir aussi la page concernant le remplacement de l'AOP HS65221 par un LM7171)
• Un montage utilisant une carte son.
• Un montage de chez Heathkit (http://web.archive.org/web/20020201194744/http://www.circuitarchive.co.uk/heath.htm) (chercher "curve")
• Enfin, on trouve un traceur de courbe pas cher sur eBay.

Ma première réalisation

Pour ma première réalisation, j'ai adopté le montage proposé ici. Il s'agit d'un traceur très simple dont les principes essentiels sont les suivants :

• la tension Vce est issue d'un transformateur après redressement et limitation de courant
• les tensions / courants de gate / base sont obtenus au moyen d'un compteur (un 191) et d'un CNA en R-2R
• la courbe caractéristique est affichée sur un oscilloscope 2 voies en X/Y.

Le schéma est le suivant (copie du site http://www.changpuak.ch/electronics/curve_tracer) :

Le dispositif de limitation de courant (à base de TL431) ne me plait pas car le potentiomètre voit passer le courant de charge. Je préférerais éviter.