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Le transistor bipolaire NPN |
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Le transistor bipolaire NPN |
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On obtient un transistor en dopant le silicium de façon à réaliser deux
jonctions PN.
La zone centrale est la zone de la base, reliée à la connexion B,les zones
extrêmes sont l’émetteur et le collecteur.
La diode BE étant conductrice, un flux d’électrons devrait traverser l’émetteur et se diriger vers la base. Mais la base a été rendue volontairement très mince et peu dopée, la plupart des électrons continueront sur leur lancée vers le collecteur, attirés par le potentiel positif en C et aidés aussi par le champ électrique ε de la jonction BC. Seule une trés faible proportion trouvera dans la base des trous pour se recombiner.
Il résulte la relation suivant entre le courant collecteur Ic et le courant de base Ib.
b est appelé gain en courant. Selon le transistor considéré, il vaut entre 50 et 500
Les fléches indiquent le sens de parcours des électrons
La loi des nœuds donne
On applique une tension Eco qui crée le champ Eext2 qui a pour fonction
d’annuler le champ électrique Ei2,
de propulser des électrons de l’émetteur vers la base
avec 
l’émetteur est fortement dopé, la base faiblement dopée et d’épaisseur mince. Si F est suffisante, alors les électrons issus de l’émetteur arrivent au collecteur : claquage de la jonction base collecteur par avalanche. C’est l’effet transistor.
Potentiel
au point C
Loi
externe (droite de charge)
| Rôle de la jonction BC;: | |
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Le transistor est polarisé quand on a fixé au moyen de générateur et de résistances les courants Ic et Ib ainsi que les tensions Vce et V be.
Polarisation par résistance de base
La résistance de base fixe la valeur de ib avec l’équation
On retrouve la méthode pour polariser une diode. Les valeurs au point de repos IBQ et VBEQ peuvent être obtenues graphiquement ou par l’équation
.
Les grandeurs de sorties ICQ et VCEQ s’obtiennent à
partir de la caractéristique de sortie et de la relation 
Cette relation est représentée graphiquement par une droite appelée droite de charge statique. Elle permet de définir le point Q qui est l’intersection de cette droite et de la caractéristique de IC correspondant à IBQ.
En faisant varier Rb donc Ib, on peut déplacer le point de repos entre
deux points extrémes, le blocage (B) et la saturation (S). La saturation a
lieu dés que le courant de base atteint la valeur limite Ibsat.
C’est à dire quand 
, alors Vce est très faible (on peut dire égale 0).
Amplificateur petits signaux
On applique sur la base à travers un condensateur un petit signal et on le récupére à travers un condensateur .
Ceux ci ne sont là que pour séparer les tensions continues des signaux sinusoïdaux.
On les appelle des condensateurs de liaison.
Commutation :
Permet de commuter des tensions de valeurs différentes, permet également d'inverser un niveau logique.
si VE = 0 alors T1 = 0 et Vs = 1
si VE = 1 alors T1= 1 et Vs = 0
Montage alimentant une charge consommant un faible courant Ic=b*Ib, la diode de roue libre évacue l'énergie de la charge lors de l'ouverture du transistor.
Montage Darlington : ce montage permet de commuter de plus gros courant, le gain total du montage est le produit des gains b=b1*b2.
Montage Push Pull : ce montage permet d'amplifier le courant d'une source alternative.
