Electronique Analogique - 3ème partie - Le transistor

IUT Louis Pasteur
–
Mesures Physiques
08-09
Electronique Analogique
2ème semestre – 3ème partie
Damien JACOB

ELANA – part3 Page 2
Le transistor bipolaire
I. Description et symboles
Effet transistor : effet physique découvert en 1949 (IBM)
Un transistor est constitué de 2 jonctions ܲܰ accolées. On a donc 2 types de transistors :
PNP
NPN
La flèche permet de repérer l’émetteur et de donner le sens passant de la jonction.
II. Effet transistor
1. Existence
L’effet transistor existe si 2 conditions sont vérifiées simultanément :
• La jonction Base – Emetteur est polarisée dans le sens direct,
• La jonction Collecteur – Base est polarisée dans le sens inverse.
On peut contrôler le sens du courant dans un transistor à l’aide d’un courant auxiliaire :
Contrôle de
ܫ
஼
à l’aide de
ܫ
஻
:
ࡵ
࡯
=
ࢼ
ࡵ
࡮
: amplification en courant
ߚ
: coefficient d’amplification

ELANA – part3 Page 3
2. Mise en équation
Le transistor est
• un nœud de courant : ܫ
ா
=ܫ
஻
+ܫ
஼
=ܫ
஼
ߚ+ܫ
஼
≈ܫ
஼
• une maille de tension : ܸ
஼ா
=ܸ
஼஻
+ܸ
஻ா
La jonction Base – Emetteur est polarisée dans le sens direct et est donc équivalente à une diode.
→ ܸ
஻ா
=0,6 à 0,7 ܸ
III. Polarisation
1. Introduction
Le transistor fonctionne si l’effet transistor existe, c'est-à-dire si la jonction Base – Emetteur
est polarisée dans le sens direct et si la jonction Base – Collecteur est polarisée dans le sens
inverse.
Il est donc nécessaire d’employer une source de tension continue pour obtenir les
conditions de polarisation.
ܰܲܰ
→
ܸ
஼
>
ܸ
஻
>
ܸ
ா
Inconvénient : on ne contrôle pas la valeur des courants.
→ On distingue différents montages de polarisation.
a. Polarisation par montage de base
Il faut calculer
ܴ
஻
et
ܴ
஼
de façon à avoir
ܸ
஼
>
ܸ
஻
.

ELANA – part3 Page 4
b. Polarisation par rebouclage des résistances
On a automatiquement ܸ
஼
>ܸ
஻
c. Polarisation automatique par pont de base
Le pont de base consiste en la mise
en place d’un pont diviseur de
tension sur la base par le biais de ܴ
ଵ
et ܴ
ଶ
.
2. Polarisation par point de repos ( ≡ point de polarisation)
Le point de polarisation est un état du transistor déterminé par les alimentations continues
de polarisation et les résistances ൫ܫ
஼଴
,ܫ
஻଴
,ܸ
஼ா଴
,ܸ
஻ா଴
൯.
૚
: maille d’entrée du transistor
૛
: maille de sortie du transistor
• Dans la maille ૚ : ܧ
ଶ
=ܴ
஻
ܫ
஻
+ܸ
஻ா
ܫ
஻
=ܧ
ଶ
−ܸ
஻ா
ܴ
஻
= droite de charge statique : ܫ
஻
=݂ሺܸ
஻ா
ሻ
• Dans la maille ૛ : ܧ
ଵ
=ܴ
஼
ܫ
஼
+ܸ
஼ா
ܫ
஼
=ܧ
ଵ
−ܸ
஼ா
ܴ
஻
= droite de charge statique : ܫ
஼
=݂ሺܸ
஼ா
ሻ

ELANA – part3 Page 5
Exemple ૚ :
൝
ܧ
ଵ
=
ܧ
ଶ
=
ܸ
஼஼
=
15
ܸ
ܴ
஼
=
3
݇
Ω
β
=
50
Comment choisir
ܴ
஻
pour que le point de polarisation
ܲ
soit au
milieu de la droite de charge statique ?
ܫ
஼
=ܸ
஼஼
−ܸ
஼ா
ܴ
஼
→ La représentation graphique de la fonction ܫ
஼
=݂ሺܸ
஼ா
ሻ est une droite (droite de charge statique).
On peut tracer cette droite à l’aide de 2 points :
• ܫ
஼
=0 → ܸ
஼ா
=ܸ
஼஼
• ܸ
஼ா
=0 → ܫ
஼
=
௏಴಴
ோ಴
ܫ
஼଴
=ܸ
஼஼
−ܸ
஼ா଴
ܴ
஼
=ܸ
஼஼
2ܴ
஼
=2,5 ݉ܣ
Le transistor étant polarisé, on a l’existence de l’effet transistor : ܫ
஼
=ߚܫ
஻
On a donc : ܫ
஻଴
=ܫ
஼଴
ߚ=2,5.10
ିଷ
50 =50 ߤܣ
ܫ
஻଴
=ܧ
ଶ
−ܸ
஻ா଴
ܴ
஻
→ ܴ
஻
=ܧ
ଶ
−ܸ
஻ா଴
ܫ
஻଴
=15−0,6
50.10
ି଺
=14,4
5.10
ିହ
ܴ
஻
≈288 Ω
On prendra pour ܴ
஻
une résistance de ૛ૠ૙ ષ.
Exemple ૛ : polarisation automatique par pont de base
൝
ܸ
஼஼
=
15
ܸ
ܴ
஼
=
3
݇
Ω
β=50
ܫ
௉
=ܫ
௉ᇱ
+ܫ
஻
→ ܫ
௉ᇱ
=ܫ
௉
−ܫ
஻
Si ܫ
௉
≫ܫ
஻
, alors on peut utiliser les règles de
calcul dans un pont diviseur entre ܴ
ଵ
et ܴ
ଶ
.
→ ܫ
௉ᇱ
≈ܫ
௉
→ le courant ܫ
௉
passe dans ܴ
ଵ
et
ܴ
ଶ
On s’impose comme condition ܫ
௉
≫ܫ
஻
, on
prendra pour cela
ܫܲ
ܫܤ
>10 .
De plus, on souhaite que le point de
polarisation
ܲ
soit placé au milieu de la droite
de charge statique.