transistor bipolaire

Année scolaire
LYCEE MANGIN
Le transistor bipolaire
BTSSE 1
Qu’est ce qu’un transistor bipolaire ?
C’est une source de courant commandée en courant.
Un transistor sert à amplifier le courant, dans ce cas il fonctionne en régime linéaire.
Un transistor peut être utilisé comme un interrupteur commandé, on dit alors qu’il fonctionne en
commutation.
Il existe en composant discret, ou intégré dans des CI.
On distingue deux types de transistors bipolaire :
- Transistor bipolaire NPN
- Transistor bipolaire PNP
Conventions :
C
C
iC
iC
iB
iB
B
NPN
vBE
E
vCE
B
PNP
vEC
vEB
E
Réseau de caractéristiques et polarisation :
Le fonctionnement du transistor se résume à l’aide de son réseau de caractéristiques : (pour un NPN)
- La caractéristique d’entrée :
iB = f(vBE)
- La caractéristique de transfert :
iC = f (iB) à vCE constante
- La caractéristique de sortie :
vCE = f (iC) à iB constant
(vEC pour le PNP)
vBE (vEB pour le PNP)
R. Martinez
1
Schéma équivalent pour les petites variations autour du point de repos.
C
C
B
B
rbe
VBE
βib
en petits signaux
E
E
1
VCE
h22
v
souvent négligé
Schéma équivalent en haute fréquence, modèle de GIACOLLETTO
B'
C
B
VBE
E
C
B
en petits signaux
haute fréquence
Cbe
E
1
h22
v
Cbc
βi b
VCE
E
Fonctionnement :
Si IB = 0A, le transistor est bloqué.
Si IB > Ibsat , le transistor est saturé (passant),VCE = VCEsat =0.4V
Si le transistor est en régime linéaire, IB< Ibsat et on a : IC = β IB
Applications
En amplification aussi bien en petits signaux (emmetteurs communs en classe A) qu’en amplification de
puissance (étages push pull en classe B).
En commutation.
Avantage et inconvéniens :
Résistance d’entrée relativement faible.
Peuvent fonctionner à des fréquences très élevées.
Durée de vie importante.
Paramètres d’un transistor bipolaire
VCEMax : Tension collecteur-émetteur maxi, ou tension de claquage. Au delà de cette tension, le courant de
collecteur IC croît très rapidement s'il n'est pas limité à l'extérieur du transistor.
ICMax : Courant de collecteur maxi. A partir de cette valeur, le gain en courant va fortement chuter et le
transistor risque d'être détruit.
hFE (ß) : Gain en courant (paramètre essentiel en amplification).
PTotMax : Puissance maxi que le transistor pourra dissiper, donnée par la formule: VCE x Ic. Attention, un
transistor, ça chauffe!
VCESat : Tension de saturation (utile en commutation).
R. Martinez
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Le transistor en amplification :
Récapitulatif (pour un NPN):
Etat
e
n
t
r
é
e
s
Bloqué
Régime linéaire
ou amplification
Passant ou saturé
Ib
Ib = 0
Ib < Ibsat = ICSAT
Ib ≥ Ibsat = ICSAT
Vbe
Vbe ≤ 0
Vbe = 0.6 V
Vbe = Vbesat = 0.8 V
Tension de seuil d’une
diode conductrice
Tension de
claquage inverse
IC
s
o
r
t
i
e
s
β
IC = 0
(qq nA en réalité)
Vce > 0
Vce est imposé par le
reste du montage.
Ne pas
dépasser Vcemax
C
E
R. Martinez
Pour un transistor au
silicium
IC = β Ib
Ne pas dépasser le
courant ICmax
Vce
β
IC < β Ib
Ne pas dépasser le
courant ICmax
0 < Vce < Vcc
Vce = Vcesat = 0.2 V
Vce est imposé par la
résistance du collecteur,
le courant Ib et le β du
transistor.
(transistor au silicium)
C
interrupteur
quasi fermé
E
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R. Martinez
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