Professeur : J. Richard LES TRANSISTORS BIPOLAIRES COURS 8 L.T P.E. Martin Année scolaire 1998/99 . Fonction commutation CLASSE :1° S . DATE : / / 99 . 2.1 Caractéristique d’entrée IB = f ( VBE ) : Cette caractéristiques est celle d’une diode avec comme tension de seuil la tension V BE ( VBE : donnée constructeur variant de 0.2 à 0.7 V ). 2.2 Caractéristique de transfert en courant IC = f ( IB ) : 1. Constitution. Un transistor bipolaire est constitué par un cristal semi-conducteur ( Germanium ou silicium ) comportant trois zones dopées différemment de façon à former : Soit de 2 zones dopées N séparées par une zone dopée P, c’est le transistor NPN. Soit de 2 zones dopées P séparées par une zone dopée N, c’est le transistor PNP. NPN PNP Mode linéaire C Collecteur IC Mode saturé IBSat IC N ICSat Mode bloqué C Collecteur IC IB Remarque : est aussi appelé hFE ( Donnée constructeur ). P IB Base P IB VCE B Base N N VCE B P VBE On distingue donc 2 type de fonctionnement : - Fonctionnement en linéaire. - Fonctionnement en commutation. VBE Emetteur Fonctionnement en Commutation Emetteur E E Mode bloqué IB = 0 Mode linéaire 0 < IB < IBSat Mode saturé IB > IBSat 2. Caractéristiques idéalisées d’un transistor NPN. 2.3 Caractéristique de sortie IC = f (VCE ) : IC Caractéristique de transfert en courant Caractéristique de sortie PS IB4 > IB3 IB3 > IB2 P1 P2 IB IB4 IB3 IB2 P3 IB1 IB2> IB1 3. Fonctionnement du transistor en linéaire ( 0 < IB < IBSat ). IB1 C’est le cas pour le point de fonctionnement P 1. Il lui correspond les points P2 ( IB2 ; IC2 ) et P3 ( IB2 ; VBE ). Dans ce cas les formules courantes du transistor s’appliquent. PB VCE VBE IC = . IB Droite de charge Caractéristique d’entrée VBE - Cours 8 1°S Définie par la valeur du courant IB. Le courant IC dépend directement de la valeur de la tension VCE ( VCEsat VCE Tension d’alimentation ) Les transistors bipolaires Remarque : IE = IB + IC IC ( Car IC > IB ) Page 1/2 Professeur : J. Richard 4. Fonctionnement du transistor en commutation ( Bloqué, saturé ). Il sera bloqué si le courant IC = 0 et VCE = E ( Tension d’alimentation ) c’est à dire si le courant de base IB est nul. Dans ce cas le transistor est considéré comme un interrupteur ouvert. RC RC IC= 0 VCE B Blocage =0 =0 E IB IC Saturation > IBsat = ICsat 6. Limites de fonctionnement. VCE E IC VCE PTOT VBE E VBE Linéaire 0 < IB < IBsat = . IB Pour une utilisation correcte du transistor, son fabriquant nous informe qu’il faut respecter les conditions suivantes : Grandeurs en utilisation Grandeurs maximales IC= 0 C IB = 0 Année scolaire 1998/99 5. Résumé des grandeurs IC et IB particulières. ( IB = 0 ) . 4.1 Etat bloqué ( point PB ) L.T P.E. Martin < IC < VCEmax < PTOTmax < VBEmax Remarque : La puissance dissipée par le transistor est égale à Conclusion : Si IB = 0, le transistor est bloqué ( VCE = E ; IC = 0 ). PTOT = VCE. IC 4.2 Etat saturé ( point PS ) ( IB > IBSat ) . Il sera saturé si le courant IB > Icmax / min = IBsat. Pour déterminer Icmax on pause VCE = VCEsat, puis on calcule Icmax = ( E - VCEsat ) / RC. Dans ce cas le transistor est considéré comme un interrupteur fermé. Si l’on a atteint IBsat, IC prend une valeur définie seulement par RC et E ; IC est indépendant de IB ( Contrairement au fonctionnement en linéaire ). RC RC IC VBE 8. Montage Darlington ( Montage à double transistors ). Exemple de montage Darlington à transistor NPN : Ic VCE E Ib VCE E Conclusion : Si IB > IBsat, le transistor est saturé ( IC est indépendant de IB ). ( VCE = VCEsat ; IC = Icmax = ( E - VCEsat ) / RC ). - Cours 8 1°S L’étude sur les transistors PNP est identique. Les tensions et les courants mis en jeu sont négatifs par rapport à la convention de signes indiquée sur le figure n°1. ICsat C IB > IBSat B 7. Le transistor PNP. Les transistors bipolaires E T1 T2 T1 : Coefficient d’amplification 1 T2 : Coefficient d’amplification 2 Coefficient d’amplification total du montage = Ic/Ib = 1 x 2 Conclusion : Le courant de base Ib du transistor T1 est amplifié successivement par le transistor T1 puis par le transistor T2. Ce montage est assimilable à un « super transistor » dont le coefficient d’amplification total est très élevé car il correspond au coefficient d’amplification 1 du premier transistor multiplié par le coefficient d’amplification 2 du second transistor. Page 2/2