Asl Support Electronique Membre d'Honneur
Age : 73 Localisation : Près de Saumur Prénom : Alain Date d'inscription : 15/08/2006
| Sujet: M08 : Les transistors Bipolaires Dim 28 Sep 2008 - 18:30 | |
| LES TRANSISTORS BIPOLAIRES - Citation :
SOMMAIRE (accès direct)
Présentation (c'est ici)
Ce chapitre est très important.
Il faut non seulement le lire, bien sûr, mais l'assimiler complètement.
Les quelques règles de fonctionnement exposées dans ce chapitre doivent être acquises afin de pouvoir comprendre la suite.
Toutes les explications sont condensées à l'essentiel (pas de démonstration du comment et du pourquoi, uniquement ce qu'il faut retenir)
Simplement ce qui nécessaire, mais obligatoire, pour devenir un pro (enfin, presque !) du transistor ! Bonjour, je me présente : , je m'appelle NPN et je fais partie de la famille des transistors bipolaires.
Voici mon frère : , PNP (ou ma sœur, peu importe, car dans notre grande famille, nous n'avons pas de sexe).
Et nous avons aussi des cousins : FET, JFET et plein d'autres encore.
Vous allez travailler avec moi. Vous verrez, je suis très intéressant.
Beaucoup plus que ceux avec qui vous avez travaillé jusqu'alors : résistances, condensateurs et autres.
Ils sont bien eux aussi, mais moi, je présente un avantage extraordinaire : JE VIS, JE RÉAGIS !
Les transistors, qu'ils soient bipolaires ou autres, sont deux types : NPN et PNP. Leur fonctionnement est identique, ce ne sont que les sens des courants qui les traversent qui changent.
Le transistor possède trois broches :
- La base (B)
- L'émetteur (E)
- et le collecteur (C)
| | NPN | PNP |
Nous verrons par la suite la fonction de chaque broche.
Mais le point le plus important à retenir est : - Citation :
Que le transistor travaille en courant, et uniquement Hé oui, plus de différence de potentiel et autres. Il ne réagit qu'au courant.
Et son rôle est d'amplifier, amplifier le courant qui traverse sa base.
Sens du courant suivant ses broches :
NPN | | | Base : Le courant entre et ressort par l'émetteur
Collecteur : le courant entre et ressort par l'émetteur
Emetteur : Le courant sort - Il est égal au courant base + le courant collecteur |
PNP | | | Base : Le courant sort et vient de l'émetteur
Collecteur : le courant sort et vient de l'émetteur
Emetteur : Le courant entre - Il est égal au courant base + le courant collecteur | Pour déterminer le sens du courant, il suffit de regarder le sens de la flèche de l'émetteur : elle rentre ou elle sort, et aussi un petit moyen mnémotechnique : NPN = Ne Pénétre "pas" et PNP = Pénètre.
PolaritéVoyons les potentiels à appliquer aux différentes broches. Lorsque je parle de potentiel, ce ne sont pas des tensions obligatoires bien sûr, je veux simplement parler d'ordre de grandeur, quelle broche doit avoir un potentiel supérieure aux autres pour que le transistor puisse conduire.
NPN
Collecteur : +Vcc (potentiel le plus élevé) Base : +V (supérieur à l'émetteur) Emetteur : masse (potentiel le plus bas) PNP
Emetteur : +Vcc (potentiel le plus élevé) Base : +V (inférieur à l'émetteur) Collecteur : masse (potentiel le plus bas)
Amplificateur de courantComme il a été dit, le transistor est un amplificateur de courant.
Le courant collecteur est égal au courant base multiplié par un coefficient propre à chaque type de transistor.
Ce coefficient s'appelle Beta (symbole : β).
Mais comment déclencher la fonction ampli d'un transistor (NPN ou PNP) ?
En créant tout simplement un courant base. Car si Ib = 0, le transistor est bloqué, aucun courant ne circule.
Et pour le faire conduire, nous créons un courant de "base vers émetteur" pour un NPN,
et de "émetteur vers base" pour un PNP.
Et Ic sera égal à Ib x β.
Un exemple :
Pour ce transistor qui a, supposons, un β=100 :
Si nous créons Ib = 1mA... nous aurons donc Ic = 1mA x 100 = 100mA (et de ce fait Ie = Ic + Ib = 100 + 1 = 101mA).
Simple n'est-il pas ?
Oui, c'est bien beau tout ça, mais comment créer un courant de 1mA sur un transistor ?
- Spoiler:
Pas facile... sauf si on connait une des (très) nombreuses caractéristiques du transistor, à savoir : - Citation :
La jonction base / émetteur est une diode ! Mais oui. Une vraie diode, comme celle que vous connaissez déjà, avec les mêmes avantages et contraintes aussi, surtout pour ce qui est de la tension inverse (nous en reparlerons). Donc, il suffira de mettre une résistance sur la base qui va créer un courant base-émetteur. Supposons pour plus de facilité, que notre émetteur soit connecté à la masse. Dans ce cas, nous avons le schéma équivalent suivant (on prend +Vcc = 12v) : Et maintenant que nous savons que la jonction base-émetteur est une diode et que donc son seuil est de 0,6v, nous pouvons facilement, avec la loi d'ohm, calculer la valeur de R1 pour que Ib=1mA : R1 = UR1 / IR1
R1 = (12v - 0,6v) / 0,001 = 11,4Ko
Autres caractéristiquesComme tout composant, le transistor possède ses caractéristiques. Il faut se référer au data-sheet du composant pour les connaitre (et surtout les appliquer). Les valeurs chiffrées sont données pour le transistor 2N2222 (NPN).
Principales caractéristiques :Symbole | Désignation | Valeur | Vce0 | Tension max collecteur-émetteur | 30v | Vbe0 | Tension inverse max base-émetteur | -5v | hfe | Gain en courant (β) | 75 min | Ic | Courant collecteur max | 800mA | Vce sat | Tension collecteur-émetteur lorsque le transistor est saturé | <=0,4v | Ptot | Puissance max pouvant être dissipée | 500mW | Fr | Fréquence de coupure | >250Mhz |
- Sur les datas-sheet, le β (beta) est représenté par "hfe". En réalité, pour chaque transistor, la plage est très importante. Pour ce transistor par exemple, cela va de 75 à... 300 !!! Ceci en fonction de la température (dès qu'il conduit, il commence à chauffer) et aussi en fonction du courant collecteur.
Pas facile à maitriser donc. Et nous le constaterons d'ailleurs dans les chapitres suivants.
- Vbe0 : caractéristique à ne pas négliger. C'est la tension inverse maximum (à ne pas dépasser donc) entre la base et l'émetteur.
En effet, comme cette jonction est une diode, elle possède donc cette caractéristique. Et, nous le constaterons dans les chapitres suivants, il est très facile d'appliquer une tension supérieure à 5v (en inverse) et pouvant détruire le transistor.
Montages fondamentauxLe transistor possède trois broches. Nous avons une entrée et une sortie. La troisième est considérée comme "commune". Nous avons donc trois types de montage pour un transistor :
Emetteur commun | | - Entrée sur la base - Sortie sur le collecteur - Emetteur commun | C'est le montage le plus universel car il permet un bon gain en tension et en courant avec des impédances d'entrée et de sortie moyennes. | Collecteur commun | | - Entrée sur la base - Sortie sur l'émetteur - Collecteur commun | Ce montage est également appelé émetteur suiveur car son gain en tension est voisin de 1 (à 0,6v près). Il est utilisé comme abaisseur d'impédance ou comme amplificateur de courant. | Base Commune | | - Entrée sur l'émetteur - Sortie sur le collecteur - Base commune | Ce montage possède une faible impédance d'entrée et peut travailler assez haut en fréquences. Nous le rencontrons souvent en premier étage amplificateur des récepteurs radios FM. |
Mais surtout (et à se graver dans le cerveau !) : - Citation :
LES SIGNAUX NE SORTENT JAMAIS PAR LA BASE
ET NE RENTRENT JAMAIS PAR LE COLLECTEUR Voilà. Un trop rapide aperçu du transistor. Encore beaucoup, mais vraiment beaucoup de choses à dire.
Mais, dans le cadre de ce cours, cela s'arrêtera là.
Intégrez déjà tous ces points, et avec les mises en pratique (pratique virtuelle sur le Forum) des prochains chapitres, vous allez progresser très rapidement.
Relisez, relisez, mais surtout.... COMPRENEZ !!! | |
|