TP Mesures: Caractéristiques Transistor Bipolaire NPN - Émetteur Commun

TP Mesures 1ère F3 RELEVE DE CARACTERISTIQUES 2017/2018
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TOURE Mamourou LTA cocody
1. BUT DE LA MANIPULATION
Le but du TP est de Tracer les courbes caractéristiques d’un transistor
bipolaire NPN monté en émetteur commun en régime de fonctionnement statique.
2. PRESENTATION ET MODES DE FONCTIONNEMENT
2.1. PRESENTATION
Le transistor bipolaire est un dispositif semi-conducteur obtenu en insérant un
barreau semi-conducteur entre deux du type opposé. On obtient ainsi 2 types de
transistor, ce sont les types NPN et PNP. Les noms des 3 bornes ainsi constituées
sont : la base (B), l’émetteur (E) et le collecteur (C).
2.2. SYMBOLISATION
Fig1 : Transistor bipolaire NPN
Fig2 : Transistor bipolaire PNP

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2.3. FONCTIONNEMENT
Deux jonctions constituent le transistor, jonction que l’on peut assimiler à 2
diodes (entre B-C et B-E) dont le sens dépend du type de transistor. Ainsi, pour
permettre le passage d’un courant à travers le transistor, il faut d’abord s’assurer de
la conduction ou du blocage de ces jonctions.
On distingue 3 modes de fonctionnement du transistor : le mode linéaire et non
linéaire (ou saturé).
La courbe (iC) =f (i B) ci-dessous (Fig3) permet d’identifier ces 3 modes de
fonctionnement:
- bloqué : il n’y a pas de courant dans le transistor.
- linéaire : le courant iC est directement proportionnel au courant iB, on
exploite alors les propriétés d’amplification du transistor : iC = K iB.
- saturé : à partir d’un certain courant iB, appelé courant de
saturation iBsat, le courant iC atteint une valeur maximale, le
transistor est dit « saturé ».On exploite alors les propriétés de
commutation du transistor (portes logiques…)
Fig3 : courbe de fonctionnement d’un transistor bipolaire
REMARQUE
En fonctionnement normal direct (conduction), un transistor bipolaire
s'utilise de telle façon que :
- la jonction base-émetteur soit polarisée en direct (conductrice) ;
- la jonction base-collecteur soit polarisée en inverse (bloquée).
iBsat
iBsat
bloqué

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2.4. CARACTRERISTIQUES STATIQUES
2.5.1 GRANDEURS ELECTRIQUES DU TRANSISTOR
Le transistor peut être utilisé dans les trois montages fondamentaux
(émetteur commun, collecteur commun, base commune) et par conséquent, les
courbes caractéristiques seront fonction du montage particulier examiné.
Le transistor possède quatre grandeurs électriques. Cela apparaît à la Fig4.
Fig4 : grandeurs électriques du transistor
Ces quatre grandeurs électriques sont les deux tensions VBE et VCE, et les
deux courants IB et IC.
La tension VBE, appliquée entre l’électrode de commande (base) et
l’électrode commune (émetteur) et le courant IB parcourant l’électrode de commande
définissent le circuit d’entrée du transistor.
De la même façon, la tension VCE, appliquée entre l’électrode de sortie
(collecteur) et l’électrode commune (émetteur), et le courant IC circulant dans
l’électrode de sortie définissent le circuit de sortie du transistor.
2.5.2 POLARISATION DU TRANSISTOR
La polarisation d'un transistor consiste à fixer les tensions et les
courants continus aux niveaux des jonctions base-émetteur et collecteur-émetteur.
Ces tensions et courants seront notés en lettres capitales.
Exemple : IB0: courant de base VBE0 : tension base-émetteur
IC0: courant de collecteur VCE0 : tension collecteur-émetteur
TRANSISTOR
BIPOLAIRE
IB
VBE
IC
VCE
BASE
EMETTEUR
COLLECTEUR

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Fig3 : schéma d’un transistor bipolaire
2.5.3 COURBES CARACTERISTIQUES
2.5.3.1 EXEMPLE DE SCHEMA
2.5.3.2 CARACTERISTIQUE D’ENTREE
C’est la courbe IB =f(VBE ) lorsque VCE est maintenue constante.
Cette caractéristique est pratiquement celle d’une diode polarisée en direct, la
tension VBE est de l’ordre de 0,7V lorsqu’un transistor au silicium conduit.
VBE = E – RB.IB équation de la droite d’entrée. (Voir courbe Fig4)
2.5.3.3 CARACTERISTIQUE DE SORTIE
C’est la courbe IC = f(VCE) lorsque IB est constant.
Dans un transistor idéal, ces caractéristiques sont des droites horizontales puisque IC
ne dépend que de IB (Voir courbe Fig4) :
BC II .
IC = (VCC – VCE) / RC équation de droite de sortie.
2.5.3.4 CARACTERISTIQUE DE TRANSFERT EN COURANT
C’est la courbe IC = f(IB) lorsque VCE est constant.
BC II .
Cette courbe est une droite passant par l’origine qui traduit la proportionnalité entre IC
et IB. (Voir courbe Fig4)
2.5.3.5 LE POINT DE FONCTIONNEMENT (voir courbe Fig4)
On définit le point de repos (ou de fonctionnement) du transistor par le
quadruplet (IB0, VBE0, IC0, VCE0). Le zéro en indice indique qu'il s'agit du courant fixé
par la polarisation. (Voir courbe Fig4)
VCC
C
E
B
C
E
VCE
RB
RC

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Fig4 : réseau de caractéristiques