le transistor: c'est la révolution

  

Au début de l'électronique, il y a environ un siècle, on a reconnue l'apparition  des tubes à vide, cylindres de verre vidés de leur air contenant à une extrémité un filament et à l'autre une plaque. Parcouru par un courant, le filament  chauffait et emettait les électrons.

Une grille iterposé au mileu permet le contrôle du passage des électrons.

Ces tube on permis l'invention des gros calculateur en amérique et en grand bretagne; c'est la premiére apparition de l'industrie informatique dans cet époque avec les tube à vide, mais leur problème c'est qu'il nécessite un espace volumineux pour construire des ordinateurs plus performant: Les ordinateurs du système de défense aérienne SAGE, par exemple, contenaient chacun 55 000 tubes à vide et consommaient trois mégawatts d'électricité. 

        

                                   

 Transistor bipolaire

Le transistor à jonction bipolaire est un dispositif semi-conducteur qui peut être utilisé pour la commutation ou l'amplification.

 Composant électronique constitué de matériaux semi-conducteurs utilisé pour redresser, amplifier, interrompre des oscillations électriques.

 le transistor est un tripôle correspondant à une juxtaposition de semi-conducteurs dopés N et P. Dans ce qui suit, on prendra comme base le transistor NPN en silicium.

• en appliquant une petite tension à la base, le courant principal entre le collecteur et l’émetteur peu passer ;
• en supprimant cette tension à la base, le courant entre le collecteur et l’émetteur est coupé.

                                                                                                                                                                

Les premiers transistors utilisaient le germanium comme semi-conducteur. Ce matériau, de nouveau utilisé pour certaines applications, a vite été remplacé par le silicium plus résistant, plus souple d’emploi, moins sensible à la température.

Le mot Transistor est une combinaison des deux mots Transfer Varistor qui décrit leur mode de fonctionnement depuis les débuts du développement de l'électronique. Il existe deux types de base de construction de transistors bipolaires, PNP et NPN, qui décrivent essentiellement la disposition physique des matériaux semi-conducteurs de type P et de type N à partir desquels ils sont fabriqués.

La construction de base du transistor bipolaire se compose de deux jonctions PN produisant trois bornes de connexion, chaque borne ayant un nom pour l'identifier des deux autres. Ces trois bornes sont connues et étiquetées respectivement comme l'émetteur ("E"), la base ("B") et le collecteur ("C").

le courant sortant du transistor doit être égal aux courants entrant dans le transistor car le courant de l'émetteur est donné comme Ie = Ic + Ib.

Comme la résistance de charge ("RL") est connectée en série avec le collecteur, le gain de courant de la configuration du transistor émetteur commun est assez important puisqu'il est le rapport Ic/Ib. Un gain de courant de transistors est donné le symbole grec de Beta, ( β).

Comme le courant d'émetteur pour une configuration d'émetteur commune est défini comme Ie = Ic + Ib, le rapport Ic/Ie est appelé Alpha, étant donné le symbole grec de α. Note : la valeur de Alpha sera toujours inférieure à l'unité.

Puisque la relation électrique entre ces trois courants, Ib, Ic et Ie est déterminée par la construction physique du transistor lui-même, toute petite variation du courant de base ( Ib), entraînera une variation beaucoup plus importante du courant du collecteur ( Ic).

Ensuite, de petites variations du courant circulant dans la base contrôleront donc le courant dans le circuit émetteur-collecteur. Typiquement, le bêta a une valeur comprise entre 20 et 200 pour la plupart des transistors à usage général. Ainsi, si un transistor a une valeur bêta de 100, par exemple, un électron s'écoule de la borne de base pour 100 électrons circulant entre la borne émetteur-collecteur.

Configuration des transistors

   -Emetteur commun;

  

cette configuration est plus utilisé dans l'électronique

la tension d'entré est appliqué entre la base et la masse

le signal de sortie est pris à partir du collecteur et la masse

   -Collecteur commun

    

cette configuration est nommé comme collecteur commun du faite que le collecteur est relié irectement à la tension d'alimentation VCC.

   -Base commune

    

Base commune du faite que la base est relié à la masse

le signal d'entrée est appliqué à l'émetteur, le signal de sortie étant récupéré au collecteur.

Droite de charge

   

  

  VCC= RC* IC + VCE 

          = VRC +VCE

VBB = VBE +RB*IB

         = VRB +VBE
  
  

voici comment ca fonctionne 

la résistance R2 et RV1 forme un pont diviseur de tension dont on peut modifier la tension de la jonction base émetteur ; la tension augmente de 0 volte à 0,6 V, c'est la région de coupure.

VCE = VCC  Ic =0.

on augmentant la tension de la base du transistor  > à 0,6V le potentiel du collecteur diminue du VCC j'usqu à une tension de 0,2V  ce qui permet le passage du courant Ic on fonction du courant Ib,c'est la région active.

on augmentant Ib le courant Ic reste constant car la résistance R1 à pris presque toute la tension du VCC d'ou pas de courant de plus c'est la région ou le transistor se comporte comme un interrupteur fermé.

  

Région active

C'est dans cette région que les transistors ont de nombreuses applications. C'est ce qu'on appelle aussi la région linéaire. Un transistor, dans cette région, agit mieux comme amplificateur.

Cette région se situe entre la saturation et la coupure. Le transistor fonctionne dans la zone active lorsque la jonction de l'émetteur est polarisée vers l'avant et la jonction du collecteur est polarisée vers l'arrière. A l'état actif, le courant du collecteur est β fois le courant de base, c'est-à-dire,

IC=βIB

région de saturation

Le transistor fonctionne dans la zone de saturation lorsque les jonctions de l'émetteur et du collecteur sont polarisées vers l'avant. Comme il est entendu que, dans la région de saturation, le transistor a tendance à se comporter comme un interrupteur fermé, nous pouvons dire cela,

IC=IE

où IC = courant collecteur et IE = courant émetteur.

Zone de coupure

C'est la région dans laquelle le transistor a tendance à se comporter comme un interrupteur ouvert. Le transistor a pour effet d'ouvrir son collecteur et sa base. Les courants du collecteur, de l'émetteur et de la base sont tous nuls dans ce mode de fonctionnement.

Le transistor fonctionne dans la zone de coupure lorsque les jonctions de l'émetteur et du collecteur sont polarisées en sens inverse. Comme dans la zone de coupure, le courant du collecteur, le courant de l'émetteur et les courants de base sont nuls, on peut écrire comme suit

IC=IE=IB=IB=0

IC = courant collecteur, IE = courant émetteur et IB = courant de base.