Comment fonctionne un transistor?

Le transistor a été inventé par William Shockley dans 1947. Un transistor est un dispositif semi-conducteur à trois bornes pouvant être utilisé pour la commutation d'applications, l'amplification de signaux faibles et des milliers et des millions de transistors interconnectés et intégrés dans un minuscule circuit intégré, qui constitue une mémoire informatique.

Types de transistors bipolaires

Qu'est-ce que Transistor?
Le transistor est un dispositif à semi-conducteur pouvant fonctionner comme amplificateur de signal ou comme commutateur à semi-conducteurs. Le transistor peut être considéré comme deux jonctions pn placées dos à dos.

La structure a deux jonctions PN avec une très petite région de base entre les deux zones périphériques pour le collecteur et l'émetteur. Il existe trois principales classifications des transistors, chacune avec ses propres symboles, caractéristiques, paramètres de conception et applications.


Transitor à jonction bipolaire
Les BJT sont considérés comme des dispositifs entraînés par le courant et ont une impédance d'entrée relativement faible. Ils sont disponibles en types NPN ou PNP. La désignation décrit la polarité du matériau semi-conducteur utilisé pour fabriquer le transistor.

La direction de la flèche indiquée dans le symbole du transistor indique la direction du courant qui la traverse. Ainsi, en type NPN, le courant sort du terminal émetteur. Alors qu'en PNP, le courant passe dans l'émetteur.


Transistors à effet de champ
Les FET sont appelés dispositifs à tension ayant une impédance d'entrée élevée. Les transistors à effet de champ sont en outre classés en deux groupes, les transistors à effet de champ à jonction (JFET) et les transistors à effet de champ à semi-conducteur à oxyde métallique (MOSFET).

Transistors à effet de champ

FET à semi-conducteur à oxyde métallique (MOSFET)
Semblable au JFET ci-dessus, sauf que la tension d'entrée est capacitive couplée au transistor. L'appareil a une faible consommation d'énergie mais est facilement endommagé par une décharge statique.

MOSFET (nMOS et pMOS)

Transistor bipolaire de porte isolée (IGBT)
L'IGBT est le développement de transistor le plus récent. Il s'agit d'un appareil hybride qui combine les caractéristiques du BJT avec le couplage capacitif et le dispositif NMOS / PMOS avec entrée à haute impédance.

Transistor bipolaire de porte isolée (IGBT)

Comment fonctionne le transistor - transistor à jonction bipolaire?
Dans cet article, nous aborderons le fonctionnement des transistors bipolaires. Le BJT est un périphérique à trois dérivations avec un émetteur, un collecteur et un câble de base. Fondamentalement, le BJT est un appareil piloté par le courant. Deux jonctions PN existent dans un BJT.

Une jonction PN existe entre l'émetteur et la région de base, une seconde existe entre le collecteur et la région de base. Une faible quantité de courant émetteur à base (courant de base mesuré en microamplis) peut contrôler un flux de courant raisonnablement important à travers l'appareil, de l'émetteur au collecteur (courant de collecteur mesuré en milliampères).

Les transistors bipolaires sont disponibles en complément de leurs polarités. Le NPN a un émetteur et un collecteur de matériau semi-conducteur de type N et le matériau de base est le matériau semi-conducteur de type P. En PNP, ces polarités sont simplement inversées ici, l'émetteur et le collecteur sont des matériaux semi-conducteurs de type P et la base est constituée de matériaux de type N.

Les fonctions des transistors NPN et PNP sont essentiellement les mêmes, mais les polarités d'alimentation sont inversées pour chaque type. La seule différence majeure entre ces deux types est que le transistor NPN a une réponse en fréquence plus élevée que le transistor PNP (parce que le flux d’électrons est plus rapide que le flux de trous). Par conséquent, dans les applications à haute fréquence, les transistors NPN sont utilisés.

En fonctionnement BJT habituel, la jonction base-émetteur est polarisée en direct et la jonction base-collecteur est polarisée en inverse. Lorsqu'un courant traverse la jonction base-émetteur, un courant circule également dans le circuit collecteur. C'est plus grand et proportionnel à celui du circuit de base.

Afin d'expliquer comment cela se produit, l'exemple d'un transistor NPN est pris. Les mêmes principes sont utilisés pour le transistor pnp, sauf que la porteuse actuelle est constituée de trous plutôt que d'électrons et que les tensions sont inversées.

Fonctionnement d'un BJT
L'émetteur du dispositif NPN est constitué d'un matériau de type n, d'où les porteurs majoritaires sont des électrons. Lorsque la jonction base-émetteur est polarisée en direct, les électrons se déplacent de la région de type n vers la région de type p et les trous se déplacent vers la région de type n.

Lorsqu'ils se rejoignent, ils se combinent pour permettre à un courant de traverser la jonction. Lorsque la jonction est polarisée en inverse, les trous et les électrons s'éloignent de la jonction, maintenant une région d'appauvrissement se forme entre les deux zones et aucun courant ne circule.

Lorsqu'un courant circule entre la base et l'émetteur, les électrons quittent l'émetteur et s'écoulent dans la base, l'illustration illustrée dans le diagramme ci-dessus. Généralement, les électrons se combinent lorsqu'ils atteignent la région d'appauvrissement.

Circuit de polarisation de transistor BJT NPN

Cependant, le niveau de dopage dans cette région est très faible et la base est également très mince. Cela signifie que la plupart des électrons peuvent voyager à travers cette région sans se recombiner avec les trous. En conséquence, les électrons dérivent vers le collecteur (en raison du potentiel positif du collecteur).

De cette manière, ils peuvent traverser ce qui constitue effectivement une jonction polarisée en inverse et le courant circule dans le circuit de collecteur.

On constate que le courant du collecteur est nettement supérieur au courant de base et que la proportion d'électrons se combinant aux trous reste la même, le courant du collecteur est toujours proportionnel au courant de base.

Le rapport de la base au courant collecteur est donné par le symbole grec β. Typiquement, le rapport β peut être compris entre 50 et 500 pour un petit transistor de signal.

Cela signifie que le courant du collecteur sera entre 50 et 500 multiplié par le courant de la région de base. Pour les transistors de forte puissance, la valeur de β est probablement inférieure, les chiffres de 20 n'étant pas inhabituels.


Applications de transistor

1. Les applications les plus courantes du transistor comprennent des commutateurs analogiques et numériques, des régulateurs de puissance, des multi-vibrateurs, différents générateurs de signaux, des amplificateurs de signaux et des contrôleurs d'équipement.

2. Les transistors sont les composants de base des circuits intégrés et de l'électronique la plus récente.

3. Une application majeure des transistors est que les microprocesseurs comprennent encore et toujours plus d'un milliard de transistors dans chaque puce.

Peut-être aimerez-vous:

http://fmuser.net/search.asp?page=1&keys=Transistor&searchtype=

http://fmuser.net/search.asp?keys=MOSFET&Submit=Search

Comment utiliser les générateurs de signaux pour le jambon radios

Laisser un message 

Liste des messages