Les transistors bipolaires Commutation et polarisation

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1 . TSSAD Université de ancy Les transistors bipolaires ommutation et polarisation - aractéristiques des transistors bipolaires 1) résentation Un transistor bipolaire est une triode constituée par l association série de deux diodes en sens inverse. Le point de jonction des diodes est appelé base, les deux autres électrodes sont respectivement l émetteur et le collecteur. l existe deux modèles de transistors bipolaires : Le modèle dans lequel les diodes ont en commun une zone semi-conductrice de type. onstitution interne et symbole d un transistor bipolaire Le modèle dans lequel les diodes ont en commun une zone semi-conductrice de type. onstitution interne et symbole d un transistor bipolaire ote : la flèche dans le symbole fournit trois indications importantes : Le type de transistor ou ; La position de l émetteur ; Le sens de circulation du courant de l émetteur et donc celui des courants et Quatre grandeurs suffisent à définir l état électrique d un transistor bipolaire Type Type Grandeurs d entrée,,, Grandeurs de sortie, ropriété fondamentale du transistor bipolaire Le courant de base permet de rendre conducteur l espace collecteur-émetteur 1

2 2) aractéristiques d entrée et de sortie d un transistor a) aractéristique d entrée dans le plan ( ; ) Le quadrant 1 du graphe donné en figure suivante représente la courbe caractéristique d entrée d un transistor. On reconnaît la caractéristique d une diode : celle de l espace base-émetteur. lle est en pratique indépendante des grandeurs de sortie du transistor. b) aractéristique de sortie dans le plan (, ) à ste lle est représentée dans le quadrant 3 ous constatons que : our une tension > Sat le courant de collecteur est en grande partie proportionnelle au courant de base our une faible tension < Sat le courant dépend en grande partie de c) aractéristique dans le plan (, ) lle est représentée dans le quadrant 2 our > Sat nous avons : β d) aractéristique dans le plan (, ) lle est représentée dans le quadrant 4 our > nous avons : Sat ( ) ste Quadrant 2 Quadrant 3 à 4 à 3 à 2 à 1 sat Quadrant 1 Quadrant 4 aractéristiques statiques d un transistor

3 . TSSAD Université de ancy 3) aractéristiques d entrée et de sortie d un transistor On relève le même type de caractéristiques que précédemment mais en considérant cette fois-ci les ; ; ; avec le sens indiqué sur la figure du transistor grandeurs ( ) - Transistor bipolaire en commutation 1) égime de commutation - Définition Dans le montage donné en figure ci-après, le transistor est commandé par la tension d entrée qui présente deux états notés respectivement et 1. l s agit d une commande binaire de type tout ou rien au cours de laquelle le transistor est en commutation. n régime de commutation, le transistor présente deux modes de fonctionnement : en mode rien : aucun courant ne circule dans la charge tension est maximale c'est-à-dire égale à. en mode tout : le courant est maximal, proche de tension est minimale c'est-à-dire proche de., le transistor est dit bloqué, la. Le transistor est dit saturé et la 2) Mise en commutation Transistor en commutation Montage de base La résistance de charge du circuit est considérée fixe. Le courant de collecteur est donné par l égalité : ette équation correspond à la droite de charge du plan (, ). Q 1 Q Sat Droite de charge du circuit 3

4 our le mode rien, le courant doit être nul. l suffit pour cela que la tension soit inférieure au seuil de conduction (,7 ) de la jonction base-émetteur. our plus de simplicité on fixera le niveau bas de à. Le point de fonctionnement correspond au point Q de la droite de charge. Sat our le mode tout, le courant collecteur est maximal et vaut : Sat Le point de fonctionnement correspondant est Q 1 n pratique Sat est faible (,2 ) et on peut considérer Sat e point n est atteint que si le courant est supérieur à la valeur Sat Sat (1) β β our un lot de transistor de même type, le paramètre β varie fortement, on retiendra la valeur fournit par le constructeur. Le courant est limité par selon la relation,6 (2) où correspond ici au niveau haut de la tension d entrée La valeur est déterminée de manière à ce que la condition Tableau résumé On note Sat Sat et égime de commutation Transistor bloqué Transistor saturé > soit respectée Sat Sat β Sat min égime linéaire > Sat Sat < β < < Sat β β min i Q i (t) t Q i (t) t

5 . TSSAD Université de ancy - olarisation des T. bipolaires en zone linéaire ous considérons ici la polarisation du transistor dans sa zone linéaire. L état de repos du transistor est caractérisé par les 4 grandeurs statiques : Q, Q, Q, Q Les valeurs de ces points sont fixées par les paramètres extérieurs au transistor, ce sont l' (les) alimentation(s) et les résistances de polarisation. 1) Montage fondamental à deux sources de tension Q Q Q Q Détermination des résistances en fonction des grandeurs de repos ( Q, Q, Q, Q ) souhaitées Q avec Q,7 Q Q avec Q βq Q Q (D) Q Q ( Q ) ( ) Droite d attaque : ( ) + sat Q (D) Droite de charge : + 2) olarisation par résistance de base Détermination des résistances en fonction des grandeurs de repos ( Q, Q, Q, Q ) souhaitées Q Q Q Q Q Q avec Q,7 Q Q Q avec Q βq + Q 5