Les Transistors Bipolaires

Les Transistors Bipolaires
A). Présentation :
I ). Introduction :
Un transistor est constitué de 3 blocs de silicium dopé différemment (Dopé N et Dopé P).
II ). Symboles :
Avec un transistor NPN : les tensions et les courants sont tous positifs suivant la convention.
Avec un transistor PNP : les tensions et les courants sont tous négatifs suivant la convention.
III ). Relations entre les courants :
1°). Relations entre les courants :
I E  I C  I B

 I C   .I B
On appelle  (ou Hfe ou h21) le gain du transistor.
2°). Relation de puissance :
PD  VCE .I C  VBE .I B
C’est la somme des puissances qui rentrent par la base et par le collecteur.
Dans la majorité des cas, la puissance qui entre par la base est négligeable, par rapport à celle du
collecteur, donc :
PD  VCE .I C
(Sauf en mode saturé – bloqué).
Transistor Bipolaire
1
JFA09
IV ). Réseaux de caractéristiques :
Trois réseaux de caractéristiques suffisent pour définir le fonctionnement du transistor.
1°). Le réseau de sortie :
C’est le 1er Quadrant ; il représente les courbes I C  f ( VCE ) Ibcste
2°). Le réseau de transfert en courant :
C’est le 2ème Quadrant ; il représente les courbes I C  f ( I B ) VCE cste
3°). Le réseau d’entrée :
C’est le 3ème Quadrant ; il représente les courbes VBE  f ( I B ) VCE cste
Transistor Bipolaire
2
JFA09
4°). Le réseau de transfert en tension :
C’est le 4ème Quadrant ; il représente les courbes VBE  f ( VCE ) IBcste
Il n’est pas utilisé car inutile.
5°). Remarques :

Dans le 2ème et le 3ème les caractéristiques sont confondues car elles sont presque
indépendantes de VCE.

Pour un transistor PNP, On trace le même réseau avec – IC, – VCE, – IB, – VBE.
V ). Etats du transistor :
1°). Bloqué :
Un transistor est bloqué si VBE < 0,6V ;
On en déduit alors que IB = 0 A, IC = 0 A et VCE = VCC
Schéma équivalent :
Le plus utilisé
Le plus simple
Le transistor est alors équivalent à un interrupteur ouvert.
2°). Linéaire :
Un transistor est en linéaire si VBE = 0,6V ;
On en déduit alors que IB ≥ 0 A, IC ≥ 0 A et VCE ≥ 0 V
Schéma équivalent :
Transistor Bipolaire
3
JFA09
Un générateur de tension VBE = 0,6 V et un générateur de courant IC=.IB.
3°). Saturé :
Un transistor est saturé si VBE = 0,6V et Ic=IC Sat et .IB = IC Sat ; avec IC Sat le courant maximum
qui peut traverser le collecteur-Emetteur.
On en déduit alors que IB ≥ 0 A et VCE = VCE Sat
Schémas équivalents :
Le plus utilisé
Le plus simple
4°). SurSaturé :
Un transistor est sursaturé si VBE = 0,6V, Ic=IC Sat et .IB  IC Sat; avec IC Sat le courant maximum
qui peut traverser le collecteur-Emetteur.
On en déduit alors que IB ≥ 0 A et VCE = VCE SurSat
Schéma équivalent :
Transistor Bipolaire
4
JFA09
Le plus utilisé
Le plus simple
On définit alors un coefficient K de sursaturation avec :
K
 .I B
avec 1  K ≤ 10 et plus généralement 2 ≤ K ≤ 5
I C SAT
On peut utiliser le calcul de K pour connaître l’état du transistor :

Si K = 0 alors le transistor est bloqué ;

Si 0  K < 1 alors le transistor est en linéaire ;

Si K = 1 alors le transistor est saturé ;

Si K  1 alors le transistor est Sursaturé ;
Transistor Bipolaire
5
JFA09
VI ). Montages Types :
1°). Le montage collecteur commun :
Le montage est dit collecteur commun car le collecteur est relié à l’alimentation , en petits signaux
à la masse. On peut alors calculer :
RB 
VBB  VBE  RE .I E
IB
RE 
VCC  VCE VCC  VCE

IE
IC  I B
 Inconvénient du montage :
Il faut une tension VBB  VBE  RE .I E pour pouvoir saturer le transistor.
Donc à ne pas utiliser en mode saturé – bloqué.
Transistor Bipolaire
6
JFA09
2°). Le montage emetteur commun :
Le montage est dit emetteur commun car l’emetteur est relié à la masse. On peut alors calculer :
RB 
VBB  VBE
IB
RC 
VCC  VCE
IC
 Avantage du montage :
Il faut une tension VBB  VBE pour pouvoir saturer le transistor.
Donc à utiliser en mode saturé – bloqué.
B). Exercices :
1°). Exercice 1 :
On a le montage suivant :
Transistor Bipolaire
7
JFA09

Calculer les courants IB, IC, IE.

En déduire l’état du transistor.
2°). Exercice 2 :
On a le montage suivant :

Calculer les courants IB, IC, IE .

En déduire l’état du transistor.
Transistor Bipolaire
8
JFA09