Transistor bipolaire de puissance [Chapitre N 01 : Éléments semi-conducteurs en électronique de puissance]

Transistor bipolaire de puissance

Définition :

Parmi les deux types, NPN^[1] et PNP^[2], le transistor de puissance^[3] existe essentiellement dans la première catégorie. Le transistor est un composant totalement commandé : à la fermeture et à l'ouverture. Il n'est pas réversible en courant, ne laissant passer que des courants de collecteur $I_{C}$ positifs. Il n'est pas réversible en tension, n'acceptant que des tensions $V_{CE}$ positives lorsqu'il est bloqué.

Figure 16 : Symbole du Transistor bipolaire de puissance

Principe de fonctionnement :

Transistor bloqué (B) ou OFF : état obtenu en annulant le courant $I_{B}$ de commande, ce qui induit un courant de collecteur nul et une tension $V_{CE}$ (tension de source). L'équivalent d'un commutateur ouvert.

Transistor saturé (S) ou ON : ici, le courant $I_{B}$ est tel que le transistor impose une tension $V_{CE}$ nulle tandis que le courant $I_{C}$ atteint une valeur limite dite de saturation, $I_{Csat}$ . L'équivalent d'un commutateur fermé.

Figure 17 : Caractéristique du transistor bipolaire

Modes de fonctionnement du transistor :

$I_{B} = 0$ $I_{C} = 0$ (Commutateur ouvert)

$I_{B} > 0$ $I_{C} = β I_{B}$ (Amplificateur)

$I_{B} = I_{Bsat}$ $I_{C} = I_{Cmax}$ (Commutateur fermé)

Critères de choix d'un transistor :

Après avoir établi les chronogrammes de fonctionnement ( $V_{CE}$ et $I_{C}$ ), on calcule les valeurs extrêmes prises par :

• la tension $V_{CE}$ (à l'état bloqué) ;

• le courant max $I_{C}$ (à l'état saturé).

Exemple : Amplificateur opérationnel

Un amplificateur opérationnel est constitué de transistors, de tubes électroniques ou de n'importe quels autres composants amplificateurs. On le trouve communément sous la forme de circuit intégré.