Le transistor : les relations entre les différents courants
Le fonctionnement d'un transistor bipolaire; soit un transistor de type NPN ou un transistor de type PNP, repose principalement sur la circulation et l’interaction de trois courants que nous vous les rappelons ci-dessous :
- le courant de base \(I_B\),
- le courant de collecteur \(I_C\), et,
- le courant d’émetteur \(I_E\).
Pour mieux comprendre ce composant électrique, et surtout comment ces différents courants sont liés entre eux via des relations fondamentales. Il nous est essentiel de maîtriser comment les décrire et les analyser électriquement. Pour ce fait, nous allons étudier ces relations durant ce cours.
Les différentes relations de courant dans un transistor
Pour comprendre comment fonctionne un transistor, quel que soit son type, il vous est demandé de comprendre comment sont reliées les différentes intensités électriques entre les différentes entrées/sorties de ce composant; soit l'émetteur, la base et le collecteur. Cela nous vous permet ultérieurement de pouvoir déterminer les grandeurs électriques et les caractéristiques de tout type de circuit électrique reposant sur un transistor, quelle que soit sa fonction.
Comme nous l'avons expliqué dans notre cours précédent, un transistor repose sur le principe qu'un très faible courant de base (\(I_B\)) contrôle un courant de collecteur beaucoup plus important (\(I_C\)). Donc, nous pouvons écrire :
\[ I_C = \beta \times I_B \]
avec \(\beta\) est le gain en courant continu caractérisant le transistor.
Et en appliquant la loi des noeuds, pour n'importe qu'el circuit, nous pouvons écrire aussi : \[ I_E = I_B + I_C \] avec :
- \( I_E \) est le courant d'émetteur. Ce courant est le courant total émis par ce composant,
- \( I_B \) est le courant de base tel que courant est le courant le plus faible que ce courant fait circuler,
- \( I_C \) est le courant de collecteur. Ce courant de collecteur constitue la plus grande partie du courant, qui n'est que la somme des deux autres.
Exemple pratique
Prenons un transistor de type NPN ayant les caractérisques électriques suivantes :
- \( \beta = 130 \), et,
- \( I_B = 22 µA \)
En appliquant les deux propriétés ci-dessus, nous pouvons déterminer facilement \( I_C \) et \( I_E \) comme suit :
\( I_C = \beta \times I_B \) soit donc \( I_C = 130 × 22 µA = 2860 µA = 2.86 mA \)
et \( I_E = I_B + I_C \) ce qui nous donne \( I_E = 22 µA + 2860 µA = 2882 µA = 2.882 mA\)