Le transistor

1-Transistors bipolaires

Un transistor bipolaire peut être considéré, d'une manière conventionnelle, comme la réunion de deux diodes semi-conductrices. En particulier un transistor au germanium est réalisé à partir d'une plaquette très mince découpée dans un germanium monocristal. Une goutte d'indium est déposée par alliage sur chacune des faces de cette plaquette. Par rapport au germanium, l'indium est une impureté acceptatrice, de sorte qu'en pénétrant dans le germanium, les atomes d'indium forment, sous les gouttes d'indium refroidies, deux couches à conductibilité par trous. On réalise par ce procédé deux jonctions p-n dans la plaquette de germanium par rapport auxquelles les couches d'indium peuvent être considérées comme deux électrodes; à ces dernières on soude des fils de connexion pour la liaison de l'appareil au circuit extérieur.

Ainsi, un transistor bipolaire est constitué de trois couches séparées l'une de l'autre par deux jonctions p-n .En particulier, dans le transistor considéré les deux couches extrêmes ont une conductibilité par tous (de type p), et la couche interne, une conductibilité par électrons ( de type n), si bien qu'un tel transistor est appelé transistor de type p-n-p . Quant aux transistors au silicium, ils sont plus souvent de type n-p-n .Mais les transistors des deux types fonctionnent suivant un même principe : la seule différence tient au choix de la polarité des sources d'alimentation.
L'une des couches extrêmes du transistor est reliée par son électrode à une source de tension continue dans le sens passant de la jonction dont elle fait partie intégrante. Dans un transistor de type p-n-p cette couche est reliée au pôle positif de la source de tension. Lors du fonctionnement du transistor, la couche p sert de source principale de porteurs de charge et s'appelle émetteur de porteurs de charge majoritaires à travers la jonction p-n émettrice. La partie centrale de la plaquette de germanium, qui a conservé sa conductibilité initiale par électrons est appelée base.
En traversant la base, les porteurs de charge pénètrent dans la deuxième jonction p-n et atteignent le collecteur, c'est qui collecte les porteurs de charge injectés par l'émetteur, après qu'ils ont traversé la base. En principe, le transistor bipolaire est un appareil symétrique, c'est à dire qu'on peut permuter le collecteur avec l'émetteur sans troubler son fonctionnement. Mais, étant donné la fonction du collecteur, pour améliorer le fonctionnement, la surface de la jonction p-n collectrice est rendue plus grande que celle de la jonction émettrice, ce qui trouble la symétrie de l'appareil.
Comme le déplacement des trous est équivalent à celui des charges positives, le sens du courant dans la le transistor de type p-n-p à travers l'émetteur vers la base, et dans le transistor de type n-p-n, de la base vers l'émetteur, est indiqué par une flèche dans la représentation graphique conventionnelle de ces appareils.

2- Types de transistors
Faible puissance(1).
Moyenne puissance(2).
Grande puissance(3).

3-Code de désignation des transistors.
-le code Japonais : il rassemble au code américain. Quelques préfixes utilisés sont :2SB pour les transistors PNP basse fréquence, 2SD pour les transistors NPN basse fréquence.
-Le code européen : chaque composant est désigné par deux lettres. si la première lettre est (A) alors il s'agit du germanium, si c'est (B) alors il s'agit du silicium. Si la deuxième lettre est (C) alors il s'agit d'un transistor basse fréquence de faible puissance, si cette deuxième lettre est (D) alors il s'agit d'un transistor basse fréquence de puissance.

3- Etude de la caractéristiques de transfert en courant.
l'état électrique du transistor est défini par quatre grandeur : Ube, Ib, Uce, Ic. Nous allons nous contenter d'un transistor NPN monté en émetteur commun (émetteur à la masse).
- Circuit de la base ou d'entrée

la courbe représentative du courant de l'émetteur Ie en fonction du courant de la base Ib montre bien que le dipôle (BE) du transistor se comporte exactement comme une diode de telle façon qu'il ne laisse passer le courant Ib que si la tension Ube devient supérieur à 0.6V qui n'est autre que la tension de seuil d'une diode de silicium
- Circuit du collecteur ou de sortie

Dans ce cas ,aucun courant Ic ne passe dans le circuit et ceci quelque soit la tension Uce.
- Montage en émetteur commun
Pour comprendre comprendre comment varie le courant du collecteur Ic avec le courant de base Ib (caractéristique de transfert en courant) , nous faisons varier la tension Ube ( pour faire varier le courant Ib) en maintenant Uce constante et on mesure à chaque fois le courant Ic équivalent.

D'après la courbe Ic=f(Ib), on ramarque trois régime de fonctionnement chez le transistor bipolaire :
Le régime de blocage :si lb = 0 alors Ic =0 , on dit que le transistor est bloqué.
Le régime d'amplification ou linéaire : Le courant du collecteur Ic est proportionnel au courant de base Ib ce que l'on représente par la relation Ic=B x Ib ,où B est le coefficient d'amplification statique du transistor ( varie entre 50 et 1000) , on dit que le transistor est amplificateur.
Le régime de saturation : le courant du collecteur ne varie pas même si on fait augmenter le courant la base Ib , on dit que le transistor est saturé.
Remarques :
Le transistor ne peut amplifier les signaux qu'en régime linéaire.
Le transistor peur commuter entre l'état de blocage et l'état de saturation, on dit qu'il se trouve en régime de commutation.