Caractéristique d`un transistor NPN

LE TRANSISTOR
LE TRANSISTOR
Etude du transistor NPN 2N2219 A :
I LE TRANSISTOR BIPOLAIRE :
a. Montage :
I.1. Description et symboles :
RB
IB
K
EB
V
VBE
V
IE
ENTREE
Isolant
N
P
VCE
A
C
Emetteur
VCC
IC
Le transistor bipolaire NPN est schématiquement constitué de trois régions semiconductrices différentes formées dans
un petit bloc de silicium monocristallin. On distingue :
• une région N : le collecteur C.
• une région P ( étroite ) : la base B.
• une région N : l’émetteur E.
Base
1kΩ
A
• Le transistor bipolaire NPN :
SORTIE
b. Tableau de mesures :
Symbole :
IB ( µA )
IC ( mA )
IC / IB = β
VBE ( mV)
VCE ( V )
B
N
Collecteur
E
Transistor NPN
La flèche indique le sens passant de la jonction base - émetteur.
0
0
0
15
50
7,03
141
690
8,07
60
8,45
141
695
6,62
70
9,87
141
700
5,17
80
112
141
705
3,81
90
126
141
710
2,46
100
138
138
716
1,20
200
148
74
736
0,17
Le transistor est bloqué
300
149
50
747
0,14
Le transistor est saturé
• Le transistor bipolaire PNP :
IB commande IC
IB ne commande plus IC
C
Base
Emetteur
Isolant
c. Réseaux de caractéristiques :
P
N
Symbole :
B
P
Il y a quatre grandeurs qui caractérisent le comportement du transistor :
• deux grandeurs d’entrée : IB et VBE.
• deux grandeurs de sortie : IC et VCE.
Collecteur
E
Transistor PNP
La flèche indique le sens passant de la jonction base - émetteur.
On représente les différentes caractéristiques dans le système d’axes suivant :
IC
Hyperbole de dissipation maximale :
PM
I.2 L’effet transistor :
Lorsque la jonction Base - Emetteur est polarisée en direct et la jonction Collecteur - Base en inverse, la quasi - totalité
des charges libres de l’émetteur de retrouve dans le collecteur : c’est l’effet transistor. On a donc le courant dans le
collecteur ( IC ) et le courant dans l’émetteur ( IE ) très voisins et le courant dans la base ( IB ) très petit devant les autres
courants.
Réseau de transfert en
courant : IC = f ( IB )
pour VCE = cste.
IC = β.IB
I.3 Convention :
Pour les deux types de transistors bipolaires ( PNP et NPN ), on adopte les mêmes conventions et les grandeurs sont :
• positives pour le transistor NPN .
• négatives pour le transistor PNP.
C
IC C
IB
IC
IB
IB
B
VCE
VBE
B
VCE
IE
E
NPN
IB = IB1
Réseau de sortie :
IC = f ( VCE ) pour IB =cte
Réseau d’entrée
VBE = f ( IB ) pour VCE = Cste
IB = 0
Réseau de transfert en tension.
Ne présente pas d’intérêt pratique.
VCE
IE = IC + IB
IE
VBE
E
PNP
I.4 Propriétés fondamentales d’un transistor NPN, réseaux de caractéristiques :
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d. Interprétation :
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LE TRANSISTOR
• Caractéristique de transfert en courant : IC = f ( IB ).
Pour VCE > 1 V, elle est pratiquement linéaire et admet pour équation :
IC = β.IB
β : Coefficient d’amplification statique en courant ( 20 < β < qq centaines ).
• Caractéristique d’entrée : IB = f ( VBE ).
Cette caractéristique d’entrée est identique à celle d’une diode lorsque VCE > 1 V.
Pour la partie linéaire de la caractéristique, VBE = VBE0 + r .IB et
0,6 V < VBE < 1 V
• Caractéristique de sortie : IC = f ( VCE ).
Pour VCE > 1 V et pour un courant de base IB fixé, la caractéristique est sensiblement horizontale, le transistor
se comporte comme un générateur de courant presque parfait dont l’intensité IC est commandé par le courant
de base IB.
• Etat bloqué :
Lorsque IB est nul, le courant IC l’est aussi : le transistor est bloqué, il se comporte comme un interrupteur
ouvert donc :
VCE = VCC
• Etat saturé :
A partir d’une certaine valeur du courant de base IB, le courant IC reste constant ( ne varie plus ) même si IB
continue à augmenter : le transistor est saturé, il se comporte comme un interrupteur fermé soit :
VCE # 0 V
• Valeurs limites du composant :
En général, le constructeur donne :
• La tension VCE MAX. Tension au - delà de laquelle le transistor risque d’être détruit ( phénomène
d’avalanche) .
• Le courant IC MAX.
• La puissance maximale PMAX que peut dissipé le composant.
PMAW = VCE.IC + VBE.IB # VCE.IC
• Le courant IB MAX.
I.5 Transistor NPN sur charge résistive :
RC = 1 kΩ
a. Caractéristiques : RB : Resistance variable. RC : 1 kΩ.
β = 130.
A
IC
RB = 100 kΩ
VCC
VCE
IB
VB
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