Le transistor bipolaire : structure et polarisation

Polarisation et point de repos

Pourquoi polariser

Pour amplifier un signal alternatif sans le déformer, il faut fixer un point de fonctionnement statique (point de repos, noté Q) au milieu de la zone active, grâce à des tensions et courants continus (Ic0, Vce0). Ce point doit rester stable malgré les variations de beta avec la température.

Polarisation par pont de base

Le montage le plus robuste utilise un pont diviseur (R1, R2) sur la base et une résistance d'émetteur Re. La tension de base est ainsi fixée quasi indépendamment de beta :

Vb = Vcc * R2/(R1+R2) Ve = Vb - Vbe (avec Vbe ~ 0.6 à 0.7 V pour le silicium) Ie ~ Ic = Ve/Re

Droite de charge statique

Dans le plan (Vce, Ic), la loi des mailles du circuit collecteur donne :

Vcc = RcIc + Vce + ReIe

Cette relation affine trace la droite de charge statique. Le point Q est l'intersection de cette droite avec la caractéristique Ic = f(Vce) du transistor, pour le Ib correspondant.

Tableau récapitulatif

Élément Rôle
R1, R2 fixent Vb et stabilisent le point Q
Rc fixe le gain et la pente de la droite de charge
Re stabilise Ic contre les dérives thermiques (contre-réaction)
Ce (condensateur de découplage) annule l'effet de Re en alternatif

Piège classique

Oublier le condensateur de découplage Ce en parallèle sur Re : Re stabilise bien le point de repos en continu, mais sans Ce, elle réduit fortement le gain dynamique car elle agit aussi sur le signal alternatif.