Introduction au transistor bipolaire
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Questions and Answers

Quel est le rapport entre les courants dans un transistor selon la formule IE = IB + IC?

  • IB = IE + IC
  • IC = IE - IB
  • IC = IB + IE
  • IE = IB + IC (correct)

Le gain en courant βcc doit toujours être supérieur à 200.

False (B)

Quelle est la relation entre IC et IB selon l'équation IC = βcc * IB?

IC est proportionnel à IB.

Le gain en courant βcc est défini dans l'intervalle de _____ à _____ .

<p>20, 200</p> Signup and view all the answers

Associez les symboles de circuit aux courants correspondants:

<p>IE = Courant émetteur IB = Courant de base IC = Courant de collecteur VBE = Tension de base-émetteur</p> Signup and view all the answers

Quel est l'état du transistor lorsque Ib = 0 ?

<p>Etat bloqué (A)</p> Signup and view all the answers

Un transistor en état saturé a un Vce égal à son Vcc.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quel type de courant commande un transistor en commutation ?

<p>un impulsion de courant de base</p> Signup and view all the answers

Lorsque le transistor est en état bloqué, Ib = ______ et Ic = ______.

<p>0, 0</p> Signup and view all the answers

Associez les états du transistor à leurs caractéristiques :

<p>Etat bloqué = Ic = 0 et Vce = Vcc Etat saturé = Ib ≥ Ibsat Ib = 0 = Etat bloqué Vce = Vcesat = Etat saturé</p> Signup and view all the answers

Quel est le point de fonctionnement A dans le contexte des transistors?

<p>Transistor en zone linéaire (B)</p> Signup and view all the answers

Le circuit de polarisation n'inclut pas de résistances.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal d'un circuit de polarisation?

<p>Fixer le courant et la tension dans le circuit.</p> Signup and view all the answers

Le point de fonctionnement C indique que le transistor est ______.

<p>bloqué</p> Signup and view all the answers

Quel est le courant de collecteur (Ic) calculé à partir de Ib dans l'exercice 2?

<p>2.6 mA (C)</p> Signup and view all the answers

Associez les types de circuits de polarisation avec leurs descriptions:

<p>Circuit avec deux sources de tensions = Utilise VBB et VBE Circuit avec pont diviseur = Utilise R1 et R2 pour ajuster les tensions Circuit de polarisation par résistance de base = Configure l'entrée de base via RB Circuit de polarisation par réaction d’émetteur = Incorpore RE pour stabilisation</p> Signup and view all the answers

Vce dans l'exercice 3 est supérieur à 2V.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quel symbole représente le courant dans le circuit avec un transistor?

<p>IC (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la valeur de Rb utilisée dans l'exercice 4?

<p>100KΩ</p> Signup and view all the answers

Le point de fonctionnement B indique un transistor qui fonctionne comme interrupteur ouvert.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le courant de base (Ib) calculé est ______.

<p>13μA</p> Signup and view all the answers

Quelle est la valeur de β donnée pour le calcul des courants dans l'exercice?

<p>200</p> Signup and view all the answers

Assignez chaque paramètre à sa valeur correspondante:

<p>Rb = 100KΩ Rc = 560Ω Vcc = 12V Vbb = 3V</p> Signup and view all the answers

Quelle condition indique que le transistor n'est pas en saturation?

<p>Vce &lt; Vbe (B)</p> Signup and view all the answers

Vb de l'exercice 3 est calculé comme étant 3.59V.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le point de fonctionnement calculé pour l'exercice 4?

<p>(5.67V, 11.3mA)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la plage de tension de saturation pour VCEsat ?

<p>0.2 à 0.3 V (B)</p> Signup and view all the answers

La formule pour le courant de base saturé est Ib ≥ Icsat.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'expression de la puissance dissipée par le transistor en conduction ?

<p>P = Vce.Ic + Vbe.Ib</p> Signup and view all the answers

Le temps de montée est noté _____ et varie de 0,9 à 1.

<p>tr</p> Signup and view all the answers

Associer les termes suivants avec leur définition :

<p>ton = Temps à la fermeture, mise en conduction Toff = Temps à l'ouverture, blocage td = Temps de retard tf = Temps de descente</p> Signup and view all the answers

Quelle formule permet de calculer ICM ?

<p>ICM = (VCC - VCEsat)/RL (A)</p> Signup and view all the answers

Vbe est la tension de base-emetteur et est souvent négligée dans le calcul de la puissance dissipée.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la condition pour qu'un transistor soit en saturation ?

<p>IBsat ≥ Icsat</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'équation correcte pour le courant collecteur IC?

<p>IC = $ rac{VCC - VCE}{RC}$ (B)</p> Signup and view all the answers

La région de saturation du transistor est utilisée pour l'amplification.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le point de fonctionnement d'un transistor?

<p>intersection entre la droite de charge et la caractéristique de sortie</p> Signup and view all the answers

La relation entre le courant de base IB et le courant collecteur IC est exprimée par le coefficient de ______.

<p>gain β</p> Signup and view all the answers

Associez les régions de fonctionnement aux descriptions correctes:

<p>Région de saturation = Utilisée dans la commutation Région de linéarité = Utilisée dans l'amplification Région de destruction = Point où le transistor ne fonctionne plus</p> Signup and view all the answers

Quelle est la fonction principale de la jonction base-émetteur?

<p>Déterminer VBE (B)</p> Signup and view all the answers

IB est toujours égal à IC divisé par β.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'équation de la droite d'attaque pour Ib est donnée par Ib = f(Vbe), et elle dépend aussi de la tension ______.

<p>VCC</p> Signup and view all the answers

Flashcards

IE (Courant d'émetteur)

Le courant total qui circule dans l'émetteur du transistor.

IB (Courant de base)

Le courant qui circule dans la base du transistor.

IC (Courant de collecteur)

Le courant qui circule dans le collecteur du transistor.

βcc (Gain en courant continu)

Le rapport entre le courant de collecteur et le courant de base.

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αcc (Gain en courant direct)

Le rapport entre le courant de collecteur et le courant d'émetteur.

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Courbe d'attaque (Ib=f(Vbe))

La relation entre le courant de base (Ib) et la tension de base-émetteur (Vbe) dans un transistor bipolaire.

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Courbe de charge (Ic=f(Vce))

La relation entre le courant collecteur (Ic) et la tension collecteur-émetteur (Vce) dans un transistor bipolaire.

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Gain en courant β

Le rapport entre le courant collecteur (Ic) et le courant de base (Ib) dans un transistor bipolaire. Il représente le gain en courant du transistor.

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Région de saturation

La région de fonctionnement d'un transistor où le courant collecteur est limité par la résistance de charge et la tension d'alimentation.

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Région de linéarité

La région de fonctionnement d'un transistor où le courant collecteur est proportionnel au courant de base. Cette région permet d'amplifier le signal.

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Région de destruction

La région de fonctionnement d'un transistor où le courant collecteur est très élevé et peut endommager le transistor.

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Point de fonctionnement

Le point d'intersection entre la courbe de charge et la caractéristique de sortie du transistor, déterminant les conditions de fonctionnement du transistor.

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Caractéristiques statiques du transistor

Les caractéristiques statiques d'un transistor bipolaire décrivent le comportement du transistor en fonction de différents paramètres, tels que le courant, la tension et le gain. Ces caractéristiques aident à choisir le point de fonctionnement optimal pour une application donnée.

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État bloqué d'un transistor

L'état où le transistor est bloqué, le courant de base est nul (Ib = 0), le courant de collecteur est nul (Ic = 0) et la tension collecteur-émetteur est égale à la tension d'alimentation (Vce = Vcc).

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État saturé d'un transistor

L'état où le transistor est saturé, le courant de base est supérieur ou égal au courant de base de saturation (Ib ≥ Ibsat), le courant de collecteur est égal au courant de collecteur de saturation (Ic = Icsat) et la tension collecteur-émetteur est minimale (Vce = Vcesat).

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Commutation d'un transistor

Le fonctionnement d'un transistor où son point de fonctionnement ne peut prendre que deux états: bloqué ou saturé. Le transistor est commandé par une impulsion de courant de base.

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Courants de saturation (Ibsat et Icsat)

Le courant de base de saturation (Ibsat) est le courant de base minimal nécessaire pour saturer le transistor. Le courant de collecteur de saturation (Icsat) est le courant maximal que le transistor peut conduire en saturation.

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Transistor comme interrupteur numérique

L'état saturé (on) et l'état bloqué (off) d'un transistor permettent de contrôler le passage du courant de manière numérique (0 ou 1), comme un interrupteur.

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Point de fonctionnement d'un transistor

Le point de fonctionnement d'un transistor détermine son état de fonctionnement et est représenté graphiquement sur les courbes caractéristiques.\n\nUn transistor peut fonctionner comme un amplificateur, un interrupteur ouvert (bloqué) ou un interrupteur fermé (saturé) en fonction de son point de fonctionnement.

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Transistor en mode amplification

Lorsque le point de fonctionnement est situé dans la zone linéaire des courbes caractéristiques, le transistor fonctionne comme un amplificateur. Il amplifie les signaux électriques.

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Transistor en mode saturation

Si le point de fonctionnement se trouve dans la zone de saturation des courbes caractéristiques, le transistor est saturé et agit comme un interrupteur fermé. Il conduit le courant dans le circuit.

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Transistor en mode bloqué

Lorsque le point de fonctionnement est situé dans la zone de coupure des courbes caractéristiques, le transistor est bloqué et agit comme un interrupteur ouvert. Il ne conduit pas le courant dans le circuit.

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Circuit de polarisation

Le circuit de polarisation est crucial pour fixer le point de fonctionnement d'un transistor. Ce circuit utilise des sources de tension continues et des résistances pour contrôler le courant et la tension dans le circuit.

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Circuit de polarisation à deux sources de tensions

Le circuit de polarisation à deux sources de tensions utilise deux sources de tensions continues pour établir le point de fonctionnement du transistor.

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Circuit de polarisation avec pont diviseur

Ce circuit utilise un pont diviseur de tension (R1 et R2) pour créer une tension de base qui fixe le point de fonctionnement du transistor.

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Circuit de polarisation par résistance de base

Le circuit de polarisation par résistance de base utilise une résistance RB connectée à la base pour contrôler le courant de base et donc le point de fonctionnement du transistor.

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Qu'est-ce que le courant de base (Ib) ?

Le courant de base est l'expression du courant qui traverse la base du transistor. Ce courant est souvent le facteur déterminant du courant de collecteur et peut être mis à profit pour commander le fonctionnement du transistor dans circuits.

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Qu'est-ce que le courant collecteur (Ic) ?

Le courant collecteur est le courant qui traverse le collecteur du transistor. Il est proportionnel au courant de base, multiplié par le gain en courant continu (beta).

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Définition du gain en courant continu (beta)

Le gain en courant continu (beta) est un facteur important dans le fonctionnement du transistor. Il représente le rapport entre le courant collecteur et le courant de base. Une valeur élevée de beta signifie que même un faible courant de base peut contrôler un courant de collecteur important.

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Transistor en saturation

Le transistor est en saturation lorsque la tension collecteur-émetteur est très faible. Il est dans l'état « ON » et agit comme un interrupteur fermé.

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Importance du point de fonctionnement

Le point de fonctionnement d'un transistor est une valeur importante à déterminer dans un circuit. Il permet d'évaluer le comportement du transistor dans le circuit en fonction des valeurs de Vce et Ic.

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Qu'est-ce que le courant d'émetteur (Ie) ?

Le courant d'émetteur est le courant total qui circule dans l'émetteur du transistor. Il est égal à la somme du courant de base et du courant de collecteur.

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La tension base-émetteur (Vbe)

La tension base-émetteur (Vbe) est la tension qui existe entre la base et l'émetteur du transistor bipolaire. Cette tension est généralement autour de 0,7V pour les transistors au silicium et est essentielle pour contrôler le fonctionnement du transistor.

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VCEsat

La tension collecteur-émetteur lorsque le transistor est saturé. Elle est comprise entre 0,2 et 0,3 volts.

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Icmax

Le courant maximal pouvant circuler dans le collecteur du transistor sans le détruire.

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Droite de charge

La droite de charge représente la relation entre la tension collecteur-émetteur (Vce) et le courant collecteur (Ic) dans le transistor.

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IBsat

Le courant de base minimal nécessaire pour que le transistor soit en saturation.

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Temps d'activation (ton)

Le temps nécessaire pour que le transistor passe de l'état bloqué à l'état conducteur.

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Temps de désactivation (toff)

Le temps nécessaire pour que le transistor passe de l'état conducteur à l'état bloqué.

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Puissance dissipée par le transistor en conduction

La puissance dissipée par le transistor lorsqu'il est en conduction et que le courant circule dans le collecteur.

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βsat

Le rapport entre le courant de collecteur et le courant de base à l'état saturé.

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Study Notes

Introduction au transistor bipolaire

  • Le transistor bipolaire est un composant électronique crucial.
  • Il est constitué de trois régions semi-conductrices dopées: émetteur, base et collecteur.
  • Deux types de représentations existent: NPN et PNP.

Structure NPN et PNP

  • NPN: Le collecteur est la région de type P (positive), la base est la région de type N (négative) et l'émetteur est la région de type N (négative).
  • PNP: Le collecteur est la région de type N (négative), la base est la région de type P (positive) et l'émetteur est la région de type P (positive).

Symboles électriques et physiques

  • Des symboles électriques existent pour représenter les transistors NPN et PNP.
  • Des symboles physiques correspondent aux composants réels, montrés sous forme d'images.

L'effet transistor et polarisation NPN

  • La jonction base-émetteur est polarisée en direct.
  • La jonction base-collecteur est polarisée en inverse.
  • Ces polarisations sont essentielles pour le fonctionnement du transistor NPN.

L'effet transistor

  • L'émetteur injecte un grand nombre d'électrons.
  • La base est très fine, peu d'électrons se recombinent.
  • Le courant de base est faible et transmet au collecteur la plupart des électrons de l'émetteur.
  • Le collecteur recueille les électrons venant de la base.

Rapports entre courants

  • Ic = βcc × Ib
  • IE = Ic/βcc
  • βcc est le gain en courant continu.
  • Valeurs typiques: 20 ≤ βcc ≤ 200
  • Et 0,95 ≤α ≤ 0,99

Relations courants-tensions

  • L'existence de deux mailles est constatée, une pour l'entrée et l'autre pour la sortie du transistor.
  • Une équation de la droite d'attaque Ib=f(Vbe)
  • Une équation de la droite de charge Ic=f(Vce)
  • Les équations permettent de déduire certaines valeurs.

Réseau des caractéristiques statiques du transistor

  • 4 relations indépendantes sont nécessaires
  • Ic = f(Vce)
  • Ic = f(lb) à Vce = Cste
  • β
  • Vbe = f(lb)
  • La jonction base-émetteur

Caractéristique de sortie

  • On distingue trois régimes: saturation, linéarité et destruction.
  • La saturation est utilisée en commutation.
  • La linéarité est utilisée pour l'amplification.

Point de fonctionnement

  • Le choix de l'application du transistor dépend de la position du point d'intersection entre la droite de charge et la caractéristique de sortie.
  • Ce point est appelé point de fonctionnement, avec Vce sur l'axe des x et Ic sur l'axe des y.

Position du point de fonctionnement

  • Si le point de fonctionnement est dans la zone linéaire, le transistor fonctionne comme amplificateur.
  • Si le point est dans la saturation, le transistor est dans un état de fonctionnement comme interrupteur fermé.
  • Si le point est dans la coupure (ou destruction), le transistor est un interrupteur ouvert.

Circuits de polarisation

  • Le circuit de polarisation est composé de sources de tensions continues et de résistances.
  • Son rôle est de fixer le courant et la tension dans le circuit, pour fixer le point de fonctionnement.

Exemples de circuits de polarisation

  • Circuit avec deux sources de tensions.
  • Circuit avec pont diviseur (R1 et R2)
  • Circuit de polarisation par résistance de base
  • Circuit de polarisation par réaction d'émetteur

Exercices (Exo1 à Exo7)

  • Des exercices numériques sont proposés pour calculer des courants (IB, Ic) et des tensions.
  • L'objectif est de déterminer le point de fonctionnement.
  • D'autres exercices portent sur le calcul de résistances (Rb, Rc).

Solution des exercices

  • Des solutions détaillées sont présentées pour chaque exercice. Elles comprennent des équations et des calculs.

Le transistor en commutation (interrupteur)

  • Un transistor en commutation peut prendre deux états: bloqué (off) et saturé (on).
  • Les états sont définis par les valeurs de Ic et Vce.
  • La commande du transistor est effectuée par une impulsion de courant de base.

Caractéristique de sortie et droite de charge

  • Illustration graphique des différentes lignes de courant pour des valeurs données d'IB.
  • Détermination des valeurs de Vce pour des valeurs spécifiques d'Ib.

Commande d'une charge RL

  • Calcul de l'amplitude minimale de courant de base pour la saturation d'une charge RL.
  • Implications concernant les valeurs de Ib.

Temps de commutation

  • Description des paramètres temps de retard (td), temps de montée (tr), temps de stockage (ts) et temps de descente (tf).

Puissance dissipée par le transistor en conduction

  • La puissance dissipée est fonction de Vce, Ic et Vbe, Ib
  • P≈ Vce × Ic (en général Vbe × Ib est négligeable)

Pertes Joule à la coupure et à la fermeture (pertes en commutation)

  • Description des pertes dans le transistor lors des changements de l'état.
  • Utilisation d'une formule approximative utilisant le temps de montée (ton) et de descente (toff).

Cas réel

  • Faible pertes en conduction.
  • Pertes plus importantes en commutation.
  • La puissance dissipée doit être évacuée par un radiateur.

Choix du transistor

  • Le choix du transistor dépend des caractéristiques de la charge.
  • Calcul des valeurs extrêmes de tension (Vcemax) et de courant (Icmax).
  • Coefficient de sécurité pour la dimension du composant.

Extrait de datasheet

  • Les données techniques des transistors (par ex: BC546, BC547, BC548, 549 et 550).

Transistor bipolaire de puissance La paire Darlington

  • Description conceptuel et mathématique d'une paire Darlington: les rapports entre Ib,Ib1, Ib2, Ic1, Ic2 et ẞ1, ß2
  • Application aux transistors de puissance .

Exercices (avec solutions)

  • Plusieurs exercices appliquées sont présentés avec leurs solutions correspondantes

Autres exercices

  • Exercices pour l'éclairage et circuits de contrôle.
  • Exercices sur les optocoupleurs.

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Le transistor bipolaire PDF

Description

Ce quiz explore les concepts fondamentaux des transistors bipolaires, leurs structures NPN et PNP, ainsi que leurs représentations symboliques. Apprenez comment ces composants électroniques fonctionnent et leur importance dans les circuits. Testez vos connaissances sur la polarisation des jonctions et l'effet transistor.

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