Le transistor bipolaire

Introduction

L'effet transistor

Le transistor en régime statique.

Le transistor en régime dynamique

Le transistor en commutation

Conclusions Exercices


Le transistor bipolaire - 3.3 le transistor en régime statique.

3.3.3 Fonctionnement en mode saturé.

fig318

Transistor NPN en régime saturé

  • Si VBE > VCE cela entraîne VBC >0.
  • Les 2 jonctions émetteur base et collecteur base sont polarisées en direct.
  • Le courant IB est important, le courant IC ne dépend plus du courant IB mais uniquement du circuit extérieur.
  • La tension VCE est très faible (0.1 à 0.3 V).
  • Le profil de la densités des porteurs injectés (figure ci contre) montre qu'il y a une charge excédentaire dans la base QBX par rapport au fonctionnement normal.

On verra ultérieurement l'influence importante de cette charge dans l'étude de la commutation du transistor.

Le courant IC est important, la tension VCE est pratiquement nulle, on dit que le transistor et à l'état ON ou en régime de basse impédance.

3.3.4 Fonctionnement en mode bloqué.

  • VBE < 0,et VBC < 0.
  • Les 2 jonctions émetteur-base et collecteur-base sont polarisées en inverse.
  • Toutes deux enlèvent des porteurs minoritaires de la base qui se trouve presque totalement vidée d'électrons.
  • Les porteurs majoritaires restent dans la base.
  • Les courants IE et IC sont des courants de fuite donc très faibles.

Le courant Ic est très faible, la tension VCE est quelconque, on dit que le transistor est à l'état OFF ou en régime de haute impédance.

Transistor NPN en régime bloqué.

3.3.5 Variation du gain en fonction du courant.

Bilan des courants en tenant compte de la recombinaison dans la ZCE EB

dans l'étude des gains, on a négligé la recombinaison des porteurs dans la ZCE de la jonction émetteur-base.

Le courant total dans la jonction et égal au courant JnE qui injecte les électrons dans la base et du courant de recombinaison JnBE des électrons dans la ZCE

JnBE varie comme exp(qVBE/2kBT)  alors que JnE varie comme exp(qVBE/kBT) donc le courant JnBE est comparable  à JnE uniquement pour les faible valeurs de VBE donc les faibles courants JE

JnBE est un courant "parasite", il entraîne une diminution des gains   et

Évolution des gains en fonction de courant.

Aux forts niveaux d'injection (IE, IC importants) plusieurs phénomènes entraînent une diminution de et de .
  • la base réagit à une forte injection de porteurs minoritaires pour garder la neutralité électrique (effet KIRK).
  • il apparaît dans la base un champ électrique qui s'ajoute à l'effet de diffusion des porteurs.

En conséquences, les phénomènes de recombinaison dans la ZCE aux faibles injections et l'effet KIRK aux fortes injections déterminent une évolution des gains   et représentée sur la courbe ci-contre.

Loi de la convergence de Corriou : Soit ça ne converge pas, soit ça converge n'importe où.


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Dernière mise à jour : le   30 mars, 2004 Auteur : Bernard BOITTIAUX