Le transistor

Un transistor est un semi conducteur à trois électrodes appelées base (B), collecteur (C) et émetteur (E). Sa fonction principale est amplificateur de courant. Laissons pour le moment la théorie des semi conducteur de côté et passons à la pratique.

Nous allons tracer les caractéristique d'un transistor en mesurant différentes tensions et en déduire la valeur des intensités à l'aide de résistances.

En mesurant U1, U2 et U3, on déduit les valeurs suivantes:
UBE=U2
UCE=U3
IB=(U1-U2)/R1
IC=(V1-U3)/R2
Les mesures ont été réalisées avec un transistor BC547B et l'acquisition des données grâce aux entrèes analogiques de l'arduino afin d'automatiser les mesures. A défaut on peut utiliser un voltmètre.

Voyons le résultat sous forme graphique:

La courbe 2 (Ic en fonction UBE) est similaire à la caractéristique d'une diode. Elle nous dit que le courant de collecteur n'est pas mesurable pour une tension de base inférieure à 0,5V et que cette tension ne dépasse pas 0,7V. On retiendra que la plage utile de cette tension de base se situe pour l'essentiel entre 0,6 et 0,7V.

La courbe 1 (Ic en fonction de Ib) montre d'abord que Ic croît en même temps que Ib puis n'augmente plus lorsqu'il atteint un peu moins de 5mA. Le transistor est dit saturé lorsque Ic n'augmente plus. Cette valeur limite de Ic est égale à V1/R2=5/1000=5mA pour U3=0. Si Ic n'atteint pas 5mA c'est qu'il existe une tension résiduelle UCE=0,1V.

Pour conclure on retient que le transistor a un état bloqué lorsque UBE<0,6V, dans cet état, Ic=0, Ib=0 et UCE=V1-R2xIc=V1=5V. Le transistor se comporte comme un interrupteur ouvert.

Il a un état saturé où 0,6V<UBE<0,7V, UCE=0,1V et Ic a atteint sa valeur maximale. Le transistor se comporte à peu près comme un interrupteur fermé.

Entre les deux un état linéaire que l'on voit sur la courbe 3 (UIN=U1) et où Ic varie avec Ib.

Le gain β du transistor correspond au rapport Ic/Ib, d'après les mesures, il atteint un maximum de 340. C'est la pente de la partie linéaire de la courbe 1.