Principes de fonctionnement
On a deux jonctions donc quatre états en combinant les états bloqués et passants des jonctions
v JBE et JBC bloquées = transistor bloqué
v JBE passante et JBC bloquée = transistor linéaire
v JBE bloquée et JBC passante = transistor inversé
v JBE et JBC passantes = transistor saturé
État bloqué
v caractéristiques d'état : les jonctions étant bloquées, les courants sont nuls : IB = IC = IE = 0
v conditions d'état : les jonctions étant bloquées, elles doivent être polarisées en inverse
- type NPN : VBE < Vt de l'ordre de 0,3 à 0,6 V et VCB > -V't de l'ordre de 0,7 V
- type PNP : VBE > -Vt de l'ordre de 0,3 à 0,6 V et VCB < V't de l'ordre de 0,7 V
État linéaire
La jonction JBE est passante donc IB > 0 pour un NPN et IB < 0 pour un PNP
La jonction JBC étant bloquée, aucun courant ne devrait la traverser, mais la proximité des deux jonctions séparées par un base très mince crée l'effet transistor : l'émetteur étant plus dopé que la base, le courant direct de JBE est surtout constitué des porteurs majoritaires de l'émetteur injectés dans la base (des électrons pour un NPN). Ces porteurs atteignent la jonction JBC où ils sont de type minoritaire côté base; le champ dans la zone de transition de la jonction accélère fortement les porteurs minoritaires et on a donc un courant IC peu différent de IE
État linéaire
Si on tient compte des porteurs qui se recombinent dans la base, on a
IC = -a . IE avec a < 1 mais voisin de 1 ; IB = -IC - IE = (a - 1).IE
IC = b . IB avec b = a / (a - 1) >> 1
Cette relation de proportionnalité justifie le nom d'état linéaire
État linéaire
v caractéristiques d'état :
v conditions d'état :
- la jonction JBE est passante : IB > 0 pour un NPN et IB < 0 pour un PNP
- la jonction JBC est bloquée : VCB > - V't pour un NPN et VCB < Vt pour un PNP ; ou 0 < VBE < VCE pour un NPN et VCE < VBE < 0 pour un PNP
Notons que la jonction JBC est à la fois soumise à une tension de blocage élevée et traversée par un courant important; elle dissipe donc la puissance P = VCB . IC importante d'où la nécessité d'avoir une section importante et de relier le collecteur au boîtier pour un meilleur refroidissement.
État inversé
Cet état est identique à l'état linéaire en permutant les rôles de l'émetteur et du collecteur; on a donc IE = - binv . IB
Cet état ne doit pas être utilisé :
v en raison des profils de dopage binv << blin
v l'émetteur de faible épaisseur donne une tenue en tension de JBE bloquée faible
v une puissance important devrait être dissipée dans la jonction JBE qui n'a pas la surface pour cela
État saturé
Dans cet état les deux jonctions passantes ne permettent plus au transistor de contrôler les courants; ceux-ci sont imposés par les circuits extérieurs au transistor.
Le rapport bsat = IC / IB n'est plus imposé par le transistor; on dira que "le gain est forcé".
Dans la base
État saturé
v caractéristiques d'état :
v conditions d'état :
Caractéristiques statiques
