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Transistor: Le transistor est un composantactif qui fait partie de la famille d

Transistor: Le transistor est un composantactif qui fait partie de la famille dessemi-conducteurs à trois électrodes actives, qui permet de contrôler un courant (ou une tension) sur une desélectrodes de sorties (le collecteurpour le transistor bipolaire et le drain sur un transistor à effet de champ) grâce à une électrode d'entrée (la base sur un transistor bipolaire et la grille pour un transistor à effet de champ). Il existe plusieurs types de transistors, chacun voué à une tâche qui se résume souvent à deux fonctions : la commutation oul'ampliﬁcation. il est utilisé : comme interrupteur dans les circuits logiques ; comme ampliﬁcateur de signal ; pour stabiliser une tension, moduler un signal ainsi que de nombreuses autres utilisations. Description schématique: Les trois connexions sont appelées : transistors bipolaires symbole transistors à effet de champ symbole le collecteur C le drain D la base B la grille G l’émetteur E la source S Dans les deux types de transistors bipolaires, l'électrode traversée par l'ensemble du courant s'appelle l'émetteur. Le courant dans l'émetteur est égal à la somme des courants du collecteur et de la base. La ﬂèche identiﬁe l’émetteur et suit le sens du courant; elle pointe vers l'extérieur dans le cas d’un NPN, vers l'intérieur dans le cas d'un PNP. L’électrode reliée au milieu de la barre centrale ﬁgure la base et la troisième électrode ﬁgure le collecteur. Dans le cas de l’effet de champ, la ﬂèche disparaît, car le dispositif est symétrique (drain et source sont échangeables). Les traits obliques sont habituellement remplacés par des traits droits. Pour le transistor MOS, la grille se détache des autres électrodes, pour indiquer l’isolation due à la présence de l’oxyde. En réalité, il existe une quatrième connexion pour les transistors à effet de champ, le substrat (parfois appelé bulk), qui est habituellement relié à la source. Constitution: Les substrats utilisés vont dugermanium , en passant par le silicium, l’arséniure de gallium, le silicium- germanium et plus récemment le carbure de silicium, le nitrure de gallium, l'antimoniure d'indium. Pour la grande majorité des applications, on utilise le silicium alors que les matériaux plus exotiques tels que l'arséniure de gallium et le nitrure de gallium sont plutôt utilisés pour réaliser les transistors hyperfréquence etmicro-onde. Un transistor bipolaire se compose de deux parties de substrat semi-conducteur dopées identiquement (P ou N) séparées par une mince tranche de semi-conducteur dopée inversement ; on a ainsi deux types :N-P-N et P-N- P. Le transistor à effet de champ classiquement se compose d’un barreau de semi-conducteur dopéN(ou P), et entouré en son milieu d’un anneau de semi- conducteurdopé inversement P(ou N). On parle de FET à canal N ou P suivant le dopage du barreau. Le transistor MOS se compose d’un barreau de semi- conducteur P ou N sur lequel on fait croître par épitaxie une mince couche d’isolant , laquelle est surmontée d’une électrode métallique. Types: Il existe différents types de transistors : bipolaires,unipolaires (FET, JFET, JUGFET, IGFET), unijonction UJT. Tous ont des caractéristiques qui leur sont propres, et sont capables de travailler sur des plages depuissances très variées (de quelques milli- watts à plusieurs centaines de watts), et sur des plages de fréquences elles aussi très variées (de quelques hertz à plusieurs giga-hertz), selon le modèle. La caractéristique principale d'un transistor est de permettre la variation (on dit aussi modulation) d'un courant entre deux électrodes, quand une tension ou courant est appliqué sur une ou plusieurs autres électrodes. Les transistors ont remplacé les tubes électroniques, sauf dans certaines applications où le tube n'a pas encore trouvé de remplaçant . Lorsque l'on conçoit un montage électronique, on se doit de choisir le transistor qui convient le mieux à l'application envisagée, en s'aidant des caractéristiques fournies par les constructeurs dans leurs documents techniques . Transistor bipolaire : Il s'agit très certainement du type de transistor le plus employé, aussi bien dans le domaine des basses fréquences que des hautes fréquences, des faibles puissances que des hautes puissances. On l'appelle d'ailleurs tout simplement "Transistor". Il en existe des dizaines de milliers de références, de type NPN ou PNP, mais il est tout de même possible de les classer par ordre de puissance, de fréquence, de gain. Ce qui avouons-le, permet de choisir plus facilement un remplaçant le jour où on ne trouve plus l'original... Un transistor bipolaire possède trois électrodes nommées E (émetteur), C (collecteur) et B (base).. Le transistor bipolaire peut être utilisé en base commune, en émetteur commun ou en collecteur commun, mais c'est en montageémetteur commun qu'on le retrouve le plus souvent utilisé (l'émetteur est commun à l'entrée et à la sortie). Exemples : 2N2222, 2N2907, BC107,BC557, etc... Transistor à effet de champ (FET): FET(eng) = Field Effect Transistor, Transistor à effet de champ. Le transistor à effet de champ est un transistor unipolaire, et est particulièrement employé quand il est nécessaire d'avoir une très haute impédance d'entrée. Contrairement à l'impédance d'entrée d'un transistor bipolaire, qui varie selon son mode de branchement mais qui reste tout de même assez faible dans tous les cas, le FET présente une résistance d'entrée de plusieursMégaOhms à plusieurs dizaines deMégaOhms . Cette caractéristique principale le destine tout particulièrement aux étages d'entrée BF(basse fréquence) ou au étages d'entrée d'appareils de mesure (voltmètre ou fréquencemètre par exemple), où son inﬂuence sur le signal "prélevé" pourra être insigniﬁante. Le transistor FET peut également être utilisé en résistance variable : usage dans des VCA ou dans des régulateurs de niveau (compresseur ou limiteur de modulation). Un transistor FET possède trois électrodes nommées D (drain), S (source) et G (gate ). Exemples : 2N3819, 2N5457, J101,etc Transistors MOSFET: Il existe des transistors MOSFET depetite puissance et de forte puissance. Ceux de forte puissance sont capables de supporter des courants de plusieurs ampères àplusieurs centaines d'ampères, ce qui bien entendu impose unerésistance ohmique à l'état passant très faible. On ne peut en effet envisager d'utiliser un transistor dont la résistance est de 1 ohmpour faire passer 50 ampères. C'est pourquoi il n'est pas rare de trouver des transistors de cette catégorie qui aﬃchent une résistance passante de quelques milli-ohms ou quelquesdizaines de milli-ohms. par comparaison aux transistors bipolaires, on arrive à commuter des puissances importantes avec moins de pertes et moinsd'échauffement. Ce type de transistor est souvent préféré pour la commande de charges importantes ou pour limiter la taille - ou même supprimer complètement - les encombrants dissipateurs thermiques. Exemples en faible puissance : BS170. Exemples en forte puissance : BUZ10, BUZ20, IRF540, IRF840 (8 A / 0,85 ohm), IRFZ44 (49 A / 0,022 ohms), IRF3205 (110 A / 0,008 ohms). Transistors haute tension: La majorité des transistors classiques acceptent de travaillersans dommage avec des tensions de quelques dizaines de volts. Quand on veut travailler avec des tensions supérieures à 80 V, il faut commencer à regarder de près le type de transistor qui convient le mieux à l'application envisagée. Pour des tensions de plusieurs centaines de volts, il faut employer des transistors vraiment faits pour. Exemples : BU508 (bipolaire classique de la déviation horizontale dans les téléviseurs cathodiques), IRGS14 (transistor IGBT / 400 V). Transistors IGBT: IGBT(eng)= Insulated Gate Bipolar Transistor = Transistor bipolaire à grille isolée. Un transistor IGBT est un transistorde forte puissance, on ne le choisit pas pour allumer une LED ou commander un petit relais. Côté "conduction" il se comporte comme un transistor bipolaire classique avec deux jonctions B (base) et E (émetteur), et côté "commande" il se comporte comme un transistor à effet de champ (MOSFET pour être plus précis), avec une grille de commande (G, Gate). Comme ce composants est structuré sur deux principes différents, il est considéré comme hybride. Comme la commande se fait sur grille, le courant de commande est négligeable et la commande se fait donc en tension. La tension max entre collecteur et émetteur peut atteindre plusieurs milliers de volts, le courant max peut atteindre plusieurs centaines d'ampères (selon modèle ) et la fréquence de commutation peut grimper à quelques kHz. La tension de saturation (Vcesat) dépend beaucoup des modèles, comme c'est le cas aussi avec les transistors MOSFET. Elle peut être inférieure à 2 V comme elle peut êtresupérieure à 5 V, et dépend toujours de la valeur du courant collecteur (comme pour les autres types de transistors). Du fait de ces caractéristiques particulières, un transistor IGBT se prête à un usage direct sur le secteur 230 V ou plus, et peuvent être utilisés par exempledans des onduleurs ou des hacheurs. Le transistor IGBT est plus souvent utilisé en tout ou rien (commutation) mais on peut aussi l'utiliser dans le domaine de l'ampliﬁcation linéaire en basse fréquence. Exemple : GT40WR21 (1800 V / 40 A / 375 W). Transistors RF: Il s'agit de transistors spécialement conçus pour des applications "rapides". Les capacités parasites entre les jonctions d'un transistor limitent la fréquence de fonctionnement d'un transistor, et si ces capacités parasites sont élevées, le transistor ne peut pas fonctionner rapidement. On ne se pose pas trop la question quand on veut utiliser un transistor en uploads/Litterature/ transistors 1 .pdf