Comprendre le Transistor : Types, Fonctionnement et Applications

Introduction au Transistor

Le transistor est un composant électronique semi-conducteur utilisé pour amplifier ou commuter des signaux électriques et la puissance électrique. C'est un élément fondamental des appareils électroniques modernes. Un transistor peut fonctionner comme un interrupteur électronique ou comme un amplificateur de signal. Il permet de contrôler un courant électrique important à l'aide d'un courant plus faible.

Les Types de Transistors

Il existe deux grandes familles de transistors :

• Transistors Bipolaires (BJT) : Ils sont commandés en courant. Il existe deux types de BJT : NPN et PNP. La différence réside dans la polarité des tensions et des courants.
• Transistors à Effet de Champ (FET) : Ils sont commandés en tension. Il existe deux types principaux de FET : JFET et MOSFET. Les MOSFET sont les plus couramment utilisés dans les circuits intégrés modernes.

Chaque type a ses propres caractéristiques et est adapté à des applications spécifiques.

BJT: Un petit courant injecté dans la base contrôle un courant plus important entre le collecteur et l'émetteur.

FET: Une tension appliquée à la grille contrôle le courant entre la source et le drain.

Fonctionnement du Transistor Bipolaire (BJT)

Un transistor bipolaire se compose de trois régions dopées : l'émetteur, la base et le collecteur. Le transistor est dit NPN si l'émetteur et le collecteur sont dopés N et la base dopée P, et PNP dans le cas contraire.

Fonctionnement en mode actif (amplification) : Une faible variation du courant de base entraîne une variation importante du courant de collecteur. C'est cette propriété qui permet l'amplification des signaux.

Fonctionnement en mode saturation (interrupteur fermé) : Un courant de base suffisant sature le transistor et permet au courant maximal de circuler entre le collecteur et l'émetteur.

Fonctionnement en mode blocage (interrupteur ouvert) : Un courant de base nul bloque le transistor et empêche tout courant de circuler entre le collecteur et l'émetteur.

Fonctionnement du Transistor à Effet de Champ (FET)

Un transistor à effet de champ se compose de trois électrodes : la source, le drain et la grille. La tension appliquée à la grille contrôle le courant entre la source et le drain. Le type de FET le plus courant est le MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).

Fonctionnement : La tension appliquée à la grille crée un champ électrique qui modifie la conductivité du canal entre la source et le drain.

MOSFET à canal N : Une tension positive sur la grille attire les électrons dans le canal, augmentant sa conductivité et permettant au courant de circuler.

MOSFET à canal P : Une tension négative sur la grille attire les trous dans le canal, augmentant sa conductivité et permettant au courant de circuler.

Applications du Transistor

Les transistors sont utilisés dans une multitude d'applications :

• Amplificateurs : Amplifier les signaux audio, vidéo, etc.
• Commutateurs : Commander des circuits logiques, des alimentations, etc.
• Circuits logiques : Portes AND, OR, NOT, etc., qui sont les briques de base des microprocesseurs.
• Mémoires : Stocker les données dans les ordinateurs et les appareils électroniques.
• Régulateurs de tension : Maintenir une tension constante dans les alimentations.

Sans les transistors, l'électronique moderne, telle que nous la connaissons, serait impossible.

Ce qu'il faut retenir

• Le transistor est un composant essentiel pour amplifier ou commuter des signaux électriques.
• Il existe deux grands types : les transistors bipolaires (BJT) et les transistors à effet de champ (FET).
• Les BJT sont commandés en courant, tandis que les FET sont commandés en tension.
• Les transistors fonctionnent comme des interrupteurs ou des amplificateurs contrôlés électroniquement.
• Ils ont de nombreuses applications, notamment dans les amplificateurs, les commutateurs, les circuits logiques, les mémoires et les régulateurs de tension.