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 ) Ibcste 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 ) IBcste 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