Électronique de base - Transistors

Après avoir une bonne connaissance du fonctionnement de la diode, qui est une seule jonction PN, essayons de connecter deux jonctions PN qui forment un nouveau composant appelé Transistor. UNETransistor est un dispositif semi-conducteur à trois bornes qui régule le flux de courant ou de tension et agit comme un commutateur ou une porte pour les signaux.

Pourquoi avons-nous besoin de transistors?

Supposons que vous ayez un récepteur FM qui capte le signal souhaité. Le signal reçu sera évidemment faible en raison des perturbations auxquelles il serait confronté pendant son trajet. Maintenant, si ce signal est lu tel quel, vous ne pouvez pas obtenir une sortie correcte. Par conséquent, nous devons amplifier le signal.Amplification signifie augmenter la force du signal.

Ceci est juste un exemple. L'amplification est nécessaire partout où la force du signal doit être augmentée. Ceci est fait par un transistor. Un transistor agit également comme unswitchpour choisir parmi les options disponibles. Ça aussiregulates l'arrivée current and voltage des signaux.

Détails de construction d'un transistor

Le transistor est un dispositif à semi-conducteurs à trois bornes qui est formé en connectant deux diodes dos à dos. Par conséquent, il atwo PN junctions. Trois bornes sont tirées des trois matériaux semi-conducteurs qui y sont présents. Ce type de connexion propose deux types de transistors. Elles sontPNP et NPN ce qui signifie qu'un matériau de type N entre deux Ptypes et l'autre est un matériau de type P entre deux N-types respectivement.

La construction des transistors est comme le montre la figure suivante qui explique l'idée discutée ci-dessus.

Les trois bornes tirées du transistor indiquent les bornes d'émetteur, de base et de collecteur. Ils ont leurs fonctionnalités comme indiqué ci-dessous.

Émetteur

• Le côté gauche de la structure représentée ci-dessus peut être compris comme Emitter.

• Cela a un moderate size et est heavily doped car sa fonction principale est de supply un nombre de majority carriers, c'est-à-dire des électrons ou des trous.

• Comme cela émet des électrons, il est appelé émetteur.

• Ceci est simplement indiqué par la lettre E.

Base

• Le matériau du milieu dans la figure ci-dessus est le Base.

• C'est thin et lightly doped.

• Sa fonction principale est de pass les porteurs majoritaires de l'émetteur au collecteur.

• Ceci est indiqué par la lettre B.

Collectionneur

• Le matériau du côté droit dans la figure ci-dessus peut être compris comme un Collector.

• Son nom implique sa fonction de collecting the carriers.

• C'est a bit largeren taille que l'émetteur et la base. Il estmoderately doped.

• Ceci est indiqué par la lettre C.

Les symboles des transistors PNP et NPN sont indiqués ci-dessous.

le arrow-head dans les figures ci-dessus, le emitterd'un transistor. Comme le collecteur d'un transistor doit dissiper une puissance beaucoup plus grande, il est rendu grand. En raison des fonctions spécifiques de l'émetteur et du collecteur, ils sontnot interchangeable. Par conséquent, les bornes doivent toujours être gardées à l'esprit lors de l'utilisation d'un transistor.

Dans un transistor pratique, il y a une encoche près du fil d'émetteur pour l'identification. Les transistors PNP et NPN peuvent être différenciés à l'aide d'un multimètre. La figure suivante montre à quoi ressemblent différents transistors pratiques.

Nous avons jusqu'à présent discuté des détails de construction d'un transistor, mais pour comprendre le fonctionnement d'un transistor, nous devons d'abord connaître la polarisation.

Biais de transistor

Comme nous savons qu'un transistor est une combinaison de deux diodes, nous avons ici deux jonctions. Comme une jonction est entre l'émetteur et la base, cela s'appelleEmitter-Base junction et de même, l'autre est Collector-Base junction.

Biasingcontrôle le fonctionnement du circuit en fournissant une alimentation électrique. La fonction des deux jonctions PN est contrôlée en fournissant une polarisation au circuit via une alimentation en courant continu. La figure ci-dessous montre comment un transistor est polarisé.

En regardant la figure ci-dessus, il est entendu que

• Le matériau de type N est fourni avec une alimentation négative et le matériau de type P reçoit une alimentation positive pour rendre le circuit Forward bias.

• Le matériau de type N est fourni avec une alimentation positive et le matériau de type P reçoit une alimentation négative pour rendre le circuit Reverse bias.

En appliquant la puissance, le emitter base junction est toujours forward biasedcar la résistance de l'émetteur est très faible. lecollector base junction est reverse biasedet sa résistance est un peu plus élevée. Une faible polarisation directe est suffisante à la jonction de l'émetteur alors qu'une forte polarisation inverse doit être appliquée à la jonction du collecteur.

La direction du courant indiquée dans les circuits ci-dessus, également appelée Conventional Current, est le mouvement du courant de trou qui est opposite to the electron current.

Opération PNP Transistor

Le fonctionnement d'un transistor PNP peut être expliqué en regardant la figure suivante, dans laquelle la jonction émetteur-base est polarisée en direct et la jonction collecteur-base est polarisée en inverse.

La tension V_EEfournit un potentiel positif au niveau de l'émetteur qui repousse les trous dans le matériau de type P et ces trous traversent la jonction émetteur-base, pour atteindre la région de base. Là, un très faible pourcentage de trous se recombine avec des électrons libres de la région N. Cela fournit un courant très faible qui constitue le courant de baseI_B. Les trous restants traversent la jonction collecteur-base, pour constituer le courant du collecteurI_C, qui est le courant du trou.

Lorsqu'un trou atteint la borne du collecteur, un électron de la borne négative de la batterie remplit l'espace dans le collecteur. Ce flux augmente lentement et le courant minoritaire d'électrons traverse l'émetteur, où chaque électron entrant dans la borne positive deV_EE, est remplacé par un trou en se déplaçant vers la jonction de l'émetteur. Cela constitue un courant d'émetteurI_E.

Par conséquent, nous pouvons comprendre que -

• La conduction dans un transistor PNP s'effectue à travers des trous.
• Le courant du collecteur est légèrement inférieur au courant de l'émetteur.
• L'augmentation ou la diminution du courant de l'émetteur affecte le courant du collecteur.

Opération Transistor NPN

Le fonctionnement d'un transistor NPN peut être expliqué en regardant la figure suivante, dans laquelle la jonction émetteur-base est polarisée en direct et la jonction collecteur-base est polarisée en inverse.

La tension V_EEfournit un potentiel négatif au niveau de l'émetteur qui repousse les électrons dans le matériau de type N et ces électrons traversent la jonction émetteur-base, pour atteindre la région de base. Là, un très faible pourcentage d'électrons se recombine avec des trous libres de la région P. Cela fournit un courant très faible qui constitue le courant de baseI_B. Les trous restants traversent la jonction collecteur-base, pour constituer le courant collecteurI_C.

Lorsqu'un électron sort de la borne du collecteur et entre dans la borne positive de la batterie, un électron de la borne négative de la batterie V_EEentre dans la région de l'émetteur. Ce flux augmente lentement et le courant d'électrons traverse le transistor.

Par conséquent, nous pouvons comprendre que -

• La conduction dans un transistor NPN a lieu à travers des électrons.
• Le courant du collecteur est supérieur au courant de l'émetteur.
• L'augmentation ou la diminution du courant de l'émetteur affecte le courant du collecteur.

Avantages

Il y a de nombreux avantages d'un transistor tels que -

• Gain haute tension.
• Une tension d'alimentation inférieure est suffisante.
• Idéal pour les applications à faible puissance.
• Plus petit et plus léger.
• Mécaniquement plus résistant que les tubes à vide.
• Aucun chauffage externe requis comme les tubes à vide.
• Très approprié pour s'intégrer avec des résistances et des diodes pour produire des circuits intégrés.

Il y a peu d'inconvénients tels qu'ils ne peuvent pas être utilisés pour des applications à haute puissance en raison d'une dissipation de puissance plus faible. Ils ont une impédance d'entrée plus faible et dépendent de la température.