Par Kevin Beck – Mis à jour le 30 août 2022
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Le terme transistor combine « transfert » et « varistance », reflétant son rôle précoce dans le transfert de tension tout en faisant varier la résistance. Les transistors sont les éléments fondamentaux de l’électronique moderne, analogues à l’ADN en biologie. Ils sont classés en deux grandes familles :les transistors à jonction bipolaire (BJT) et les transistors à effet de champ (FET). Cet article se concentre sur les BJT.
Types de transistors à jonction bipolaire
Les BJT sont disponibles dans deux configurations de base, NPN et PNP, définies par la séquence de couches semi-conductrices de type N et P. Un transistor NPN est constitué d'une fine région P prise en sandwich entre deux régions N. Les deux jonctions PN peuvent être polarisées en direct ou en inverse, donnant à l'appareil son comportement caractéristique.
Nom et structure du terminal
Chaque BJT dispose de trois bornes :émetteur (E), base (B) et collecteur (C). Dans un dispositif NPN, le collecteur est attaché à une couche N, la base à la couche P intermédiaire et l'émetteur à l'autre couche N. La région P est légèrement dopée, tandis que la couche N la plus proche de l'émetteur est fortement dopée. Étant donné que les deux couches N diffèrent par leur dopage et leur géométrie, elles ne peuvent pas être interchangées.
Configuration de l'émetteur commun
Le mode de fonctionnement le plus largement utilisé est la configuration à émetteur commun (CE). Dans cette configuration, une tension est appliquée entre la base et l'émetteur (V_BE) et entre le collecteur et l'émetteur (V_CE). La borne émettrice sert de sortie, délivrant le courant amplifié dans le reste du circuit.
Relations électriques
Les courants d'entrée et de sortie sont liés par le gain de courant du transistor, β (bêta). Mathématiquement :
I_B = I_0 \frac{e^{V_{BE}/V_T}}{V_T - 1}
I_C = \beta I_B
Ici, I_B est le courant de base, I_C le courant du collecteur, I_0 le courant de saturation, V_T la tension thermique et β le facteur de gain de courant. Ces équations décrivent comment un petit courant de base contrôle un courant de collecteur plus important.
Comprendre ces principes fondamentaux permet aux ingénieurs de concevoir des étages d'amplification et des circuits de commutation fiables.
