Structure et fonctionnement du transistor bipolaire

Structure du transistor bipolaire

Le transistor bipolaire (BJT) est un composant à trois couches semi-conductrices dopées, formant deux jonctions PN dos à dos : type NPN ou PNP. Les trois bornes sont l'émetteur (E), la base (B) et le collecteur (C). La base est très fine et faiblement dopée, ce qui est essentiel à l'effet transistor.

Effet transistor

En régime actif, la jonction base-émetteur est polarisée en direct et la jonction base-collecteur en inverse. Les porteurs majoritaires injectés par l'émetteur traversent la base fine sans se recombiner et sont captés par le collecteur. Le courant de collecteur Ic est alors proportionnel au courant de base Ib :

Ic = beta * Ib

où beta (noté aussi hFE) est le gain en courant statique, typiquement entre 50 et 300.

Les trois régimes de fonctionnement

Régime	Jonction BE	Jonction BC	Utilisation
Bloqué	inverse	inverse	interrupteur ouvert
Saturé	directe	directe	interrupteur fermé
Actif	directe	inverse	amplification

Piège classique

Confondre le régime saturé et le régime actif : en saturation, la relation Ic = beta*Ib ne s'applique plus, et Vce chute à une valeur quasi nulle (Vce_sat ~ 0.2 V). Pour amplifier un signal sans le déformer, il faut impérativement rester en régime actif.

Exemple

Pour un transistor NPN avec beta = 100 et Ib = 20 microA, on obtient Ic = 100 * 20e-6 = 2 mA, tant que le transistor n'est pas saturé (Vce reste supérieur à Vce_sat).